带蓄热岛的碳素余热锅炉

余 热 锅 炉2 0 0 9 1 带蓄热岛的碳素余热锅炉 鞍山锅炉厂有限公司 李新言 摘要本文介绍了一种带蓄热岛的碳素余热锅炉， 该余热锅炉既能有效回收 碳素余热， 又能净化烟 气， 满足节能减排 的要 求。 关键词碳素蓄热岛余热锅炉 前 言 碳素是将石油焦 中的挥发分煅烧干馏后 的产品 ， 是电极 的主要生产原料。我 国中型 规模 以上碳素生产企业有 1 3 0多家 ， 每年碳 素产量为 2 6 0 o多万吨， 这些生产厂家主要分 布在鲁西南地区。碳素生产过程中， 挥发分 燃烧后会产生( 8 5 09 5 0 ) 的余热烟气。由 于布风不均 ， 会有少部分挥发分不能燃尽 ， 因 此， 造成余热烟气中存有少量的 c O和烯烃 类可燃气体。碳素生产在为社会创造效益的 同时 ， 也严重污染 了人类生活 的环境 。 1 现有碳素余热 回收设备存在 的问题 在我国， 碳素余热仅在鲁西南的北部地 区几家单位用换热器进行 回收， 其余全都排 人大气。用现有的换热器回收余热， 仅能产 生热水或饱和蒸汽用于民用， 不能产生过热 蒸汽发电， 利用率很低 ， 而且锅炉运行效果非 常不好。 现有碳素余热回收设备暴露出很多问 题： ( 1 ) 换热器受热面面积布置严重不足， 导 致换热器吸热能力偏低， 换热器烟气出口温 度仍高达( 5 o 0 6 0 o ) ， 余热利用率很低， 造 成资源浪费。 ( 2 ) 换热器的结构布置不合理， 检修空间 狭小 ， 很多部位甚至没有预留检修空间， 检修 维护困难。 ( 3 ) 换热器钢结构没有热应力补偿手段， 运行 时换热器的受热面容易过烧开裂 ， 导致 换热器漏水， 同时换热器的炉墙结构不合理， 导致换热器散热损失偏高。 2 带蓄热岛的碳素余热锅炉 鉴于碳素余热 回收 的必要性 ， 以及现有 碳素余热回收设备存在的问题， 为保护环境、 节能减排 ， 满足碳素生产企业的需求 ， 我公司 开发了一种带蓄热岛的碳素余热锅炉， 可以 将烟气温度由 1 0 0 0 降到 2 0 0 以下， 满足 引风机对温度 的要求 ， 既能有效 回收余热发 电， 又能净化烟气， 满足当今节能减排的要 求 。 带蓄热岛的碳素余热锅炉， 是在锅炉的 炉膛中央布置一个绝热的耐火蓄热岛。其结 构为圆塔形， 由耐火砖砌筑或耐火混凝土捣 打而成， 设置在余热烟气人口 位置。运行时， 该装置的温度一般在 1 0 o O 左右。其尺寸 大小根据炉膛大小， 以及蓄热、 导流的要求而 定。 新型带蓄热岛的碳素余热锅炉， 其特征 在于： 在 D型布置锅炉的炉室左右两侧布置 膜式水冷受热面， 炉室中间布置一个蓄热岛。 炉膛后部布置过热器， 炉膛左侧布置了上、 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 余 热 锅 炉2 0 o 9 1 锅筒和高、 低温对流管束， 对流管束出口布置 省煤器。碳素余热锅炉结构见图 1 。 烟 气人 口 一 文 图 l 带蓄热岛的碳素余热锅炉 Q c 9 9 5 O 一4 1 2 5 2 5 O型碳素余热锅 炉具体参数如下： 人口烟气量 Q= 9 0 0 O N m 3 h 人口烟气温度 = 9 5 0 烟气成分： C 0 2 = 1 7 5 N 2 =6 9 8 o 2 =2 1 H 2 O=1 0 6 过热蒸汽压力P =1 2 5 M P a 入 口 烟气出口 过热蒸汽温度T 盯 = 2 5 0 锅炉蒸发量 D= 4 t ， h 排烟温度 = 2 0 o 给水温度 = 8 0 带蓄热岛的碳素余热锅炉， 其烟气流程 为 ： 烟气 自锅炉前侧进入炉膛 ， 经蓄热岛扰流 后， 依次经过过热器、 高温段对流管束、 低温 段对流管束 ， 最后经省煤器排出。 带蓄热岛的碳素余热锅炉， 其汽水流程 为： 给水首先进入省煤器， 预热后进入上锅 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 余 热 锅 炉2 0 o 9 1 3 筒， 经低温段对流管束、 高温段对流管束又回 到上锅筒， 经汽水分离后， 进入过热器继续过 热， 最后过热蒸汽由过热器出口集箱引出。 特点如下 ： ( 1 ) 炉膛内布置蓄热岛， 利于余热烟气中 未燃尽的 C O等气体及时燃烧， 减少气体未 燃尽化学损失， 提高锅炉效率； ( 2 ) 炉膛内布置蓄热岛， 可以在余热烟气 温度波动较大时， 调节烟气温度波动幅度 ， 保 证锅炉参数相对稳定 ； ( 3 ) 炉膛内布置蓄热岛， 可以用改变蓄热 岛形状调节过热器的性能， 适应不同的工况 和用户； ( 4 ) D型布置结构， 使锅炉紧凑美观， 造 价低 ； ( 5 ) 锅炉受热面面积足够， 余热可最大限 度地回收， 同时满足引风机对温度的要求； ( 6 ) 各部分受热面均采用顺列布置， 避免 积灰； ( 7 ) 设置合理的炉墙结构， 降低锅炉散热 损失， 提高锅炉效率。 3 结束语 带蓄热岛的碳素余热锅炉充分考虑了碳 素生产行业的特点， 结构紧凑美观， 适应能力 强， 余热利用率高， 运行稳定， 是碳素生产行 业值得信赖的好产品。 ( 上接第 2 3页) 型后折弯部位平整。方法 2 由于管子煨制误 差 ， 对制作质量不好控制 ， 焊制成型后折弯部 位有轻微凸凹不平 。C o 2 半 自动焊焊缝成型 一 般， 飞溅多， 难清理， 焊接质量一般。从外 观表面质量上看 ， 方法 1 要大大好于方法 2 。 3 4 加工成本 方法 l 中膜式壁压弧需制作压弧成型 模 ， 增加制作成本 。膜式 壁埋弧 自动焊耗能 大： 管子对接焊 口多， 比方法 2 焊 口多 4倍， 焊后须对焊 口数量 的 2 5 进行探伤 ， 多消耗 的焊丝、 氩气和探伤底片是方法 2的 4倍。 方法 2中焊 口少， 耗能少， 且 C o 2 焊成本低， 仅是埋弧焊的 4 o 。 4 结论 面质量， 建议用方法 2 从提高 C O 2 焊焊接质 量上加 以解决。c O 2 焊主要缺点是焊接过程 中产生金属飞溅和焊缝成形不 良。减少飞溅 的工艺措施是： 尽量采用较细焊丝， 焊接电流 与电弧电压合理匹配， 降低短路峰值电流和 在短路初期保持低值电流， 短路过程中控制 电流波形式， 这种情况下焊接飞溅明显降低， 甚至可以达到无飞溅焊接。焊接成型不 良的 主要特征是焊道窄而高的形状和熔深较浅， 其主要原因是短路过渡中燃烧能量不足， 为 此对于整流电源可通过串接直流电感调节， 电感大时能延长燃弧时间和提高燃弧能量， 并改善焊缝成形， 而对于逆变电源还可以控 制燃弧电流大小和燃弧时间， 可以收到更好 的效果。 从以上两种制造工艺方法来看方法 1 和 方法 2 各有利弊。方法 1 制造工艺复杂， 制 作者简历： 造成本高， 但产品表面质量好。方法 2产品 史克伦( 1 9 6 3 一 )