一种高温炉烟换热装置

摘要

本发明公开了一种高温炉烟换热装置，换热装置壳体内部通过上部腔体隔板、若干中间腔体隔板及下部腔体隔板分隔为若干腔室，其中，热一次风入口管道与最下侧腔室的入口相连通，热一次风出口管道与最上侧腔室的出口相连通，相邻两个腔室之间通过折返连通风箱相连通；高温炉烟入口管道与温炉烟分配箱的入口相连通，温炉烟分配箱的出口与各炉烟换热管的一端相连通，各炉烟换热管的另一端穿过上部腔体隔板、中间腔体隔板及下部腔体隔板后与炉烟汇集箱的入口相连通，炉烟汇集箱的出口与炉烟出口管道相连通；换热装置壳体与折返连通风箱、温炉烟分配箱之间均设置有膨胀节，该装置能够降低热膨胀节的使用数量，同时安装方便，便于检修维护。

说明书

技术领域

本发明属于锅炉烟气脱硝领域，涉及一种高温炉烟换热装置。

背景技术

为了减少污染物排放，改善大气环境质量，国家与地方政府针对火电行业制定了严格的排放标准，要求对燃煤锅炉燃烧产生的大气污染物如NOx、SO

当采用尿素热解法制氨脱硝工艺时，传统的方法是采用电加热方式使热一次风从300℃左右升温到热解炉热解尿素溶液所需的工艺温度500～600℃，在加热一次风过程中需要耗费大量的电能。目前存在可行的方案是从锅炉炉膛中抽取高温炉烟与热一次风进行热交换，以获取高温的热一次风。由于高温炉烟与热一次风之间换热运行温度高，高温炉烟侧与热一次风侧箱体存在200～300℃温差，实际运行中容易引起壳体各部分膨胀变形不均匀，造成壳体、热一次风箱接口焊缝开裂破坏。由于抽取高温炉烟烟气温度一般在650℃～800℃左右，换热装置自身存在较大的热膨胀。现有技术的设备运行中存在换热管膨胀变形、焊缝开裂的现象，对安全运行造成了极大的隐患。现有部分技术采用换热管设置内部膨胀节的型式吸收换热管高温运行工况的热膨胀，造成装置内部存在大量膨胀节，膨胀节本身属于易损件，后期膨胀节磨损维护量大，且膨胀节在装置内部、数量多，检修不便。同时，由于高温炉烟含有大量粉尘，换热装置设计不合理极易造成装置内部粉尘堆积，堵塞换热管，造成系统瘫痪。此外，对于进行技术改造的现有电厂，往往存在现场安装空间有限的情况，传统的直流式换热装置，占用安装空间较大，存在无法安装的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高温炉烟换热装置，该装置能够降低热膨胀节的使用数量，同时安装方便，便于检修维护。

为达到上述目的，本发明所述的高温炉烟换热装置包括炉烟出口管道、炉烟汇集箱、高温炉烟入口管道、温炉烟分配箱、热一次风出口管道、热一次风入口管道、换热装置壳体、上部腔体隔板、下部腔体隔板、若干炉烟换热管及若干中间腔体隔板；

换热装置壳体内部通过上部腔体隔板、若干中间腔体隔板及下部腔体隔板分隔为若干腔室，其中，热一次风入口管道与最下侧腔室的入口相连通，热一次风出口管道与最上侧腔室的出口相连通，相邻两个腔室之间通过折返连通风箱相连通；

高温炉烟入口管道与温炉烟分配箱的入口相连通，温炉烟分配箱的出口与各炉烟换热管的一端相连通，各炉烟换热管的另一端穿过上部腔体隔板、中间腔体隔板及下部腔体隔板后与炉烟汇集箱的入口相连通，炉烟汇集箱的出口与炉烟出口管道相连通；

换热装置壳体与折返连通风箱、温炉烟分配箱之间均设置有膨胀节。

温炉烟分配箱上设置有若干吹灰器。

热一次风入口管道经热一次风入口风箱与最下侧的腔室入口相连通。

热一次风出口管道经热一次风出口风箱与最上侧腔室的出口相连通。

炉烟换热管与上部腔体隔板及下部腔体隔板之间固定连接。

上下相邻两个折返连通风箱分别位于换热装置壳体的两侧。

炉烟汇集室呈倒锥状结构。

还包括用于对炉烟换热管进行支撑的换热装置支座。

炉烟汇集箱通过膨胀节与换热装置壳体连接，换热装置壳体及炉烟换热运行过程中向下膨胀，炉烟换热管下部的下部腔体隔板与炉烟汇集箱一起向下自由膨胀，热膨胀位移通过膨胀节吸收。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的高温炉烟换热装置具体操作时，换热装置壳体与温炉烟分配箱、炉烟汇集箱、热一次风入口风箱、热一次风出口风箱及折返连通风箱之间采用膨胀节连接，各风箱本身的热膨胀量、装置壳体的热膨胀量以及各风箱与装置壳体之间热膨胀之差均通过膨胀节吸收，有效防止高温工况条件下装置壳体及各风箱的热膨胀变形破坏。另外，换热装置壳体及炉烟换热管运行过程中向下膨胀，炉烟汇集箱可向下自由膨胀，热膨胀位移通过膨胀节吸收，有效吸收装置运行时换热装置壳体及炉烟换热管在高温工况下的热膨胀，有效防止了换热管的变形及焊缝破坏，同时，采用外部膨胀节代替现有技术的炉烟换热管内部膨胀节，减少了膨胀节的数量，使得装置内部没有膨胀节，减少装置内部易损件，便于装置的长期安全运行，检修维护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的A-A剖面图。

其中，1为换热装置壳体、1a为换热装置支座、2为高温炉烟入口管道、2a为温炉烟分配箱、3为膨胀节、4为炉烟出口管道、4a为炉烟汇集箱、5为热一次风入口管道、5a为热一次风入口风箱、6为折返连通风箱、7为热一次风出口管道、7a为热一次风出口风箱、8a为上部腔体隔板、8b为中间腔体隔板、8c为下部腔体隔板、9为炉烟换热管、10为吹灰器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1至图3，本发明所述的高温炉烟换热装置包括炉烟出口管道4、炉烟汇集箱4a、高温炉烟入口管道2、温炉烟分配箱2a、热一次风出口管道7、热一次风入口管道5、换热装置壳体1、上部腔体隔板8a、下部腔体隔板8c、若干炉烟换热管9及若干中间腔体隔板8b；换热装置壳体1内部通过上部腔体隔板8a、若干中间腔体隔板8b及下部腔体隔板8c分隔为若干腔室，其中，热一次风入口管道5与最下侧腔室的入口相连通，热一次风出口管道7与最上侧腔室的出口相连通，相邻两个腔室之间通过折返连通风箱6相连通；高温炉烟入口管道2与温炉烟分配箱2a的入口相连通，温炉烟分配箱2a的出口与各炉烟换热管9的一端相连通，各炉烟换热管9的另一端穿过上部腔体隔板8a、中间腔体隔板8b及下部腔体隔板8c后与炉烟汇集箱4a的入口相连通，炉烟汇集箱4a的出口与炉烟出口管道4相连通；换热装置壳体1与折返连通风箱6、温炉烟分配箱2a之间均设置有膨胀节3。

温炉烟分配箱2a上设置有若干吹灰器10；热一次风入口管道5经热一次风入口风箱5a与最下侧的腔室入口相连通；热一次风出口管道7经热一次风出口风箱7a与最上侧腔室的出口相连通；上下相邻两个折返连通风箱6分别位于换热装置壳体1的两侧。

本发明还包括用于对炉烟换热管9进行支撑的换热装置支座1a。

炉烟汇集箱4a通过膨胀节3与换热装置壳体1连接，换热装置壳体1及炉烟换热管9运行过程中向下膨胀，炉烟换热管9下部的下部腔体隔板8c与炉烟汇集箱4a可一起向下自由膨胀，热膨胀位移通过膨胀节3吸收。

本发明的具体工作过程为：

在装置高温状态下工作时，温炉烟分配箱2a、炉烟汇集箱4a、热一次风入口风箱5a、热一次风出口风箱7a、折返连通风箱6与换热装置壳体1之间采用膨胀节3连接，各风箱本身的热膨胀量、换热装置壳体1的热膨胀量以及各风箱与换热装置壳体1之间热膨胀之差均通过膨胀节3吸收，有效防止高温工况条件下换热装置壳体1及各风箱的热膨胀变形不均匀产生的破坏。

在具体工作时，高温炉烟从高温炉烟入口管道2进入温炉烟分配箱2a，然后经各炉烟换热管9换热降温后进入炉烟汇集箱4a，最后经从炉烟出口管道4排出。

温炉烟分配箱2a设有吹灰器10，可对沉积在上部腔体隔板8a上的粉尘进行吹扫，防止粉尘堆积堵塞炉烟换热管9。

炉烟汇集箱4a呈倒锥状结构，有利于炉烟粉尘的排出，不会产生粉尘堆积。

炉烟换热管9穿过上部腔体隔板8a、中间腔体隔板8b及下部腔体隔板8c，其中，炉烟换热管9分别与上部腔体隔板8a及下部腔体隔板8c固定，炉烟换热管9与中间腔体隔板8b之间可以自由滑动。下部腔体隔板8c与炉烟汇集箱4a固定，炉烟汇集箱4a通过膨胀节3与换热装置壳体1连接，换热装置壳体1及炉烟换热管9运行过程中向下膨胀，炉烟换热管9下部的下部腔体隔板8c与炉烟汇集箱4a可一起向下自由膨胀，热膨胀位移通过膨胀节3吸收。

另外，热一次风通过热一次风入口管道5进入热一次风入口风箱5a中，然后各腔室折返流动，完成换热，最后经热一次风出口管道7排出，热一次风与高温炉烟整体上逆向流动，并经过多次折返流动，提高了换热效率，并使得装置整体设计更加紧凑，占用安装空间小。