低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020518206.4 (22)申请日 2020.04.08 (73)专利权人 大连九五高科新能源发展有限公 司 地址 116023 辽宁省大连市高新技术产业 园区高新街1号6层615室 (72)发明人 金万金 (74)专利代理机构 大连万友专利代理有限公司 21219 代理人 赵敬一 (51)Int.Cl. F27D 17/00(2006.01) F22B 1/18(2006.01) F22G 1/16(2006.01) F23J 3/02(2006.01) (54)实用。

2、新型名称 一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉 (57)摘要 本实用新型涉及一种低阻水泥窑窑尾烟气 余热回收锅炉， 从烟气入口烟道到烟气出口烟道 的锅炉本体依次设有过热器、 蒸发器I、 蒸发器 II、 蒸发器III、 省煤器， 上述部件的传热管采用 新型扩展受热面， 新型扩展受热面的结构为在圆 管沿圆周方向等间距增加了圆环型短翅片， 因为 受热面扩展， 同样空间， 同样的换热量下， 所需新 型扩展受热面的重量(及数量)变少， 所以它们的 布置间距可以增加， 从而即减少了烟风阻力， 又 减轻了锅炉的重量， 可以提高锅炉的换热效率， 降低锅炉的投资成本， 减少锅炉的运行费用。 权利要求书1页 说明书。

3、4页 附图2页 CN 212274666 U 2021.01.01 CN 212274666 U 1.一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 包括烟气进口(1)、 过热器(2)、 蒸发器I (31)、 蒸发器II(32)、 蒸发器III(33)、 省煤器(4)、 烟气出口(5)、 振打清灰装置(6)、 声波清 灰装置(7)、 下降管(8)、 上升管(9)、 锅筒(10)， 从烟气入口烟道到烟气出口烟道的锅炉本体 内依次设有过热器(2)、 蒸发器I(31)、 蒸发器II(32)、 蒸发器III(33)、 省煤器(4)， 其特征在 于： 过热器(2)、 蒸发器I(31)、 蒸发器II(32)、 蒸发。

4、器III(33)、 省煤器(4)的传热管采用新型 扩展受热面， 包括中空圆管， 圆管的外圆周上设有短翅片。 2.如权利要求1所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述短翅 片(12)为沿中空圆管圆周方向延伸的圆环片体。 3.如权利要求2所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 短翅片 (12)在中空圆管外圆周上沿轴向均匀分布。 4.如权利要求2或3所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述 短翅片(12)等距离设置于中空圆管(11)圆周方向上。 5.如权利要求4所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述的短 翅片(12。

5、)与中空圆管(11)一体成型。 6.如权利要求1所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述过热 器(2)、 蒸发器I(31)、 蒸发器II(32)、 蒸发器III(33)、 省煤器(4)均采用模块化独立箱体结 构， 箱体外部采用双层护板， 箱体上部设有通风吊挂装置。 7.如权利要求6所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述通风 吊挂装置采用中空方管型结构， 方管与锅炉外部相通。 8.如权利要求1所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述振打 清灰装置(6)和声波清灰装置(7)分别安装在过热器(2)、 蒸发器I(31)、 蒸发器II(。

6、32)、 蒸发 器III(33)、 省煤器(4)的下部和上部。 9.如权利要求1所述的一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 其特征在于： 所述过热 器(2)、 蒸发器I(31)、 蒸发器II(32)、 蒸发器III(33)、 省煤器(4)的传热管采用水平布置， 管 束布置采用顺列结构。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212274666 U 2 一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉 技术领域 0001 本实用新型涉及一种水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 特别涉及一种可以降低水泥 窑窑尾烟气阻力的余热回收锅炉。 背景技术 0002 在水泥窑纯低温余热发电领域， 余热锅炉使用广泛， 在实际生产过程中，。

7、 传统余热 锅炉的换热部件均采用光滑表面的金属管束结构， 为了保证水泥窑窑尾烟气余热的充分利 用， 锅炉内过热器、 蒸发器、 省煤器的传热面需由多组金属管束组成， 以提供足够的换热面 积， 因此锅炉炉体重量很大。 另外， 由于换热管束多， 而且排布密集， 烟气在锅炉内的沿程阻 力很大， 造成烟气热能利用率不高。 0003 另外， 在水泥熟料生产过程中， 通过窑尾预热器排出的烟气， 温度在260-340 之间， 含尘浓度高且粉尘的粘附性很强， 经过长期运行， 这些烟尘不同程度的粘附在锅炉受 热面管子的外表面， 增加了换热面的污垢热阻， 减低余热锅炉的传热效率， 整个系统的换热 能力逐年衰减， 设。

8、备的运转率越来越低。 发明内容 0004 针对现有技术的不足， 本发明所解决的技术问题是提供一种低阻水泥窑窑尾烟气 余热回收锅炉， 通过采用新型扩展受热面结构的传热管， 显著提高换热管在单位空间内的 换热能力， 由于换热管间距的增大， 可以减小窑尾锅炉的通风阻力， 同时， 新型扩展受热面 结构对烟气的导流能够均流灰份的分布， 使其在烟气中分布均匀， 具有防积灰的性能， 从而 减少锅炉的运行费用。 0005 本发明所采用的技术方案是： 一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 包括烟气 进口、 过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器、 烟气出口、 钢架、 平台扶梯、 振打清灰 装。

9、置、 声波清灰装置、 下降管、 上升管、 锅筒， 从烟气入口烟道到烟气出口烟道的锅炉本体内 依次设有过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器， 过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发 器III、 省煤器的传热管采用新型扩展受热面。 0006 所述短翅片为沿中空圆管圆周方向延伸的圆环片体。 0007 短翅片在中空圆管外圆周上沿轴向均匀分布。 0008 所述短翅片等距离设置于中空圆管圆周方向上。 0009 所述的短翅片与中空圆管一体成型。 0010 所述的过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器均采用模块化独立箱体结 构， 箱体外部采用双层护板， 箱体上部设有。

10、通风吊挂装置。 0011 所述通风吊挂装置采用中空方管型结构， 方管与锅炉外部相通。 0012 所述振打清灰装置和声波清灰装置分别安装在过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发 器III、 省煤器的下部和上部。 0013 所述过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器的传热管采用水平布置， 管束 说明书 1/4 页 3 CN 212274666 U 3 布置采用顺列结构。 0014 一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉的运行原理为： 高温烟气经过烟气进口进 入锅炉本体， 然后依次经过过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器换热后， 烟气温 度降低， 后经过烟气出。

11、口排出。 0015 锅炉软化水通过省煤器入口进入省煤器换热管内， 经管外烟气加热后， 从省煤器 出口通过与省煤器相连接的给水管进入锅筒， 后经锅筒底部的下降管进入蒸发器组的入口 集箱， 锅炉软化水经过换热器组的管外烟气加热后， 又从蒸发器组出口集箱通过与蒸发器 组相连接的上升管进入锅筒， 所分离出的饱和蒸汽经过锅筒顶部的主蒸汽管路进入过热器 的入口， 在过热器的蒸汽段换热管中经过管外烟气进一步加热后， 形成过热蒸汽， 后由过热 器的出口输出。 0016 过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器都是独立箱体结构， 该结构是由外 围双层护板的箱体和内部换热元件组成， 其中换热元件。

12、采用的是新型扩展受热面， 该新型 扩展受热面在中空圆管沿圆周方向等间距增加了圆环型短翅片， 且该翅片与中空圆管是一 体成型的。 0017 本发明的有益效果是， 过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器的换热管受 热面是在中空圆管沿圆周方向等间距增加了圆环型短翅片， 因为圆环型短翅片的增加， 使 受热面积扩展， 同样空间， 同样的换热量下， 所需新型扩展受热面的重量(及数量)变少， 所 以换热管的布置间距可以增加， 因此， 锅炉内烟气的通风阻力就降低。 且该翅片与中空圆管 一体成型， 这样， 翅片与基管的晶体形式一致， 不易产生裂纹， 热传导系数高， 传热效果好， 节省了所需的。

13、管子数量， 从而即减少了烟风阻力， 又减轻了锅炉的重量。 因为锅炉阻力降 低， 所以在应用的系统中， 锅炉引风所选用的风机配置就可以降低， 整体系统的造价随之降 低。 而锅炉整体重量的减轻， 对支撑锅炉整体的钢架和平台的材质要求也可以相应降低， 从 而节约建造成本。 0018 由于新型扩展受热面的结构为在圆管沿圆周方向等间距增加了圆环型短翅片， 这 种结构对烟气的导流能够均流灰份的分布， 使其在烟气中分布均匀， 避免产生卡门涡流现 象， 具有防积灰的性能， 所以换热面的污垢热阻小， 系统的换热能力不容易衰减， 锅炉使用 寿命长， 所需要的维护少， 设备的运转率大大提高。 0019 过热器、 蒸。

14、发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器都是模块化的独立箱体结构， 该结 构是由外围双层护板的箱体和内部换热元件组成， 模块化的工厂加工由于加工工艺质量稳 定， 加工后的模块化箱体组装成的锅炉系统漏风量大大减少， 使锅炉密封性能更好， 进一步 提高了热风烟气的热能利用率。 0020 水泥窑窑尾烟气中含有大量烟尘， 在锅炉工作过程中， 烟尘逐渐黏结在传热管表 面上， 长期积灰将会增加传热管的污垢热阻， 降低换热效率， 通过在过热器、 蒸发器I、 蒸发 器II、 蒸发器III、 省煤器的上部安装声波清灰装置， 下部安装振打清灰装置， 用于清除沉积 在传热管上的灰尘， 可以有效减少传热管的积灰。

15、现象， 降低换热阻力， 保证传热管的换热效 率， 延长锅炉使用寿命。 0021 换热元件的传热管水平布置， 管束布置采用顺列结构可以有利于清灰操作的进 行， 传热管的这种排布方式可使烟气中的粉尘直接从传热管间下沉， 而不易聚集在传热管 上， 有利于降低热阻， 长期保持传热管的传热效率。 说明书 2/4 页 4 CN 212274666 U 4 附图说明 0022 图1为本发明主视示意图。 0023 图2为本发明新型扩展受热面剖面示意图。 0024 图中标记为： 0025 烟气进口1， 过热器2， 蒸发器I 31， 蒸发器II 32， 蒸发器III 33， 省煤器4烟气出口 5， 振打清灰装置6。

16、， 声波清灰装置7， 下降管8， 上升管9， 锅筒10， 中空圆管11， 翅片12。 具体实施方式 0026 下面结合附图做进一步说明。 0027 如图1所示， 一种低阻水泥窑窑尾烟气余热回收锅炉， 包括烟气进口1、 过热器2、 蒸 发器I 31、 蒸发器II 32、 蒸发器III 33、 省煤器4、 烟气出口5、 振打清灰装置6、 声波清灰装 置7、 下降管8、 上升管9和锅筒10， 锅炉本体内按照从烟气进口到烟气出口这一烟道的方向， 依次设置过热器2、 蒸发器I 31、 蒸发器II 32、 蒸发器III 33和省煤器4， 这些换热元件的传 热管采用新型扩展受热面， 其剖面如图2所示， 新型。

17、扩展受热面的结构为在中空圆管11沿圆 周方向等间距增加了圆环型短翅片12， 短翅片12采用圆环形是因为同质量和厚度的材质， 与其他形状相比， 圆环形具有最大的表面积， 应用在传热管上带来的效果是圆环型短翅片 能够最大程度地扩展传热面积， 提高传热效率。 而且， 该翅片非焊接于中空圆管上， 而是与 中空圆管一体成型， 这样， 翅片与基管的晶体一致， 不易产生裂纹， 换热系数高， 因为受热面 扩展， 同样空间， 同样的换热量下， 所需新型扩展受热面的重量(及数量)变少， 所以它们的 布置间距可以增加， 从而即减少了烟风阻力， 又减轻了锅炉的重量。 由于锅炉烟风阻力的降 低， 锅炉引风所选用的风机配。

18、置就可以降低， 整体系统的造价就降低。 而锅炉重量的减轻， 也使得与锅炉配套的钢架和平台材质要求相应降低， 从而进一步降低系统的成本费用。 0028 由于新型扩展受热面的结构为在圆管沿圆周方向等间距增加了圆环型短翅片， 这 种结构对烟气的导流能够均流灰份的分布， 使其在烟气中分布均匀， 避免产生卡门涡流现 象， 具有防积灰的性能， 所以换热面的污垢热阻小， 系统的换热能力不容易衰减， 使用寿命 长， 所需要的维护少， 设备的运转率大大提高。 0029 过热器、 蒸发器I、 蒸发器II、 蒸发器III、 省煤器都采用模块化的独立箱体结构， 该 结构是由外围双层护板的箱体和内部换热元件组成， 模块。

19、化箱体的工厂加工可以很好地保 证箱体的密封性， 使由模块化箱体组装成的锅炉漏风量大大降低， 从而减少热风烟气的热 能散失， 进一步提高了热风烟气的热能利用率， 避免了由于传统现场焊接工艺不稳定而造 成的锅炉炉体漏风现象。 箱体模块化的锅炉组装方便快捷， 大大节省了锅炉组装的时间。 0030 在每一个模块化的箱体上部都设置了通风吊挂装置， 通风吊挂装置是用来吊挂固 定受热面的， 但是， 在锅炉工作过程中， 锅炉受热面的吊挂装置与高温烟气直接接触， 由于 温度高时， 钢材会变软， 为了保持钢材的强度， 锅炉箱体中的通风吊挂装置就采用方管型结 构， 管内联通锅炉外面的冷空气， 通过冷空气来降低吊挂装。

20、置的温度， 可以使通风吊挂装置 保持强度。 0031 在换热元件的上部和下部分别安装了声波清灰装置和振打清灰装置， 两种清灰装 置相互配合， 用于清除黏结在传热管上的灰尘， 减少传热管的积灰现象， 减小换热阻力， 保 证锅炉的换热效率， 延长锅炉使用寿命。 说明书 3/4 页 5 CN 212274666 U 5 0032 换热元件的传热管为水平布置， 管束布置采用顺列结构， 这种结构有利于烟气中 的粉尘从传热管之间的间隙直接下沉， 减少沉积在传热管上的灰尘， 易于清灰操作的进行， 有利于降低传热管的热阻， 可以长久保持传热管的高传热效率， 降低维护成本， 延长锅炉使 用周期。 说明书 4/4 页 6 CN 212274666 U 6 图1 说明书附图 1/2 页 7 CN 212274666 U 7 图2 说明书附图 2/2 页 8 CN 212274666 U 8 。