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1、Q60900-20-1.8型吹风气余热锅炉的开发设计一、前言 近几年来,我国的农业生产有了迅速的发展,与之相关的化肥行业也相应得到了蓬勃发展。一些化肥厂特别是一些中小型的氮肥厂,在生产氮肥的过程中,要使用水煤气,煤气发生炉在产生水煤气的过程中,有大量未经处理的吹风气被直接排放到大气中,因为直接放空的吹风气中含有部分余热和部分可燃物质,以及少量SO2和粉尘,直接排空既浪费了能源,又污染了环境。 烟气成分(粉尘含量随烟气不同而不同) C02 16.4% N2 77.07% H2O4.67% O2 1.36% SO2 0.5% 为响应国家”节能减排”的号召,充分利用吹风气中的热量、减少对环境的污染,
2、我厂应用户的要求(用户在生产过程中需要大量的高温高压蒸汽),研制开发了Q60/900-20-1.8型吹风气余热锅炉,并以此炉型进行产品系列化开发。本锅炉的开发、设计、生产及制造按照JB/T10094-2002工业锅炉通用技术条件的要求进行,并遵守蒸汽锅炉安全技术监察规程。 二、主要结构简介 Q60/900-20-1.8型吹风气余热锅炉为双锅筒纵向布置水管锅炉。从燃烧炉出来的烟气经过对流管束、对流管束省煤段受热面、除尘器经烟囱排向大气;产生的蒸汽供给生产或者采暖使用。 三、锅炉设计: 1、主要技术规范 2、锅炉的整体方案确定:(附简图) 根据用户的要求和我厂的现有设备情况,确定了采用双锅筒纵置式
3、结构,上、下锅筒中心距为4500mm。在上下锅筒之间布置对流受热面,而不再布置辐射受热面。考虑到锅炉安装维护及用户需要,不再布置尾部受热面(包括省煤器和空气预热器),而在对流受热面的后面用几排对流管束充当省煤器(称之为省煤段),起到降低烟气温度,减少排烟热损失的作用。 根据用户提供的烟气成分,参照锅炉机组热力计算标准方法(73版)标准进行了锅炉的热力计算。最后确定对流段受热面积731.74m2,省煤段受热面积219.52m2。根据GB/T9222水管锅炉受压元件强度计算标准,经过计算,选择上锅筒直径为1000mm,筒体壁厚选择20mm,下锅筒直径为900mm,筒体壁厚选择20mm,上下锅筒长度
4、相同,都是6566mm(封头高度不计),均用Q245R GB713钢板卷焊而成。 上锅筒内部装置由汽水分离装备、连续排污管等组成。在锅筒的水位线以下装有作为粗分离用的水下孔板,在顶部布置作为细分离的双层立式汽孔板,蒸汽通过这二个分离装置后,达到了汽水分离的效果;连续排污管布置在炉水浓度较大的部位,在锅炉运行时,可根据炉水的含盐量控制排污量,以保证炉水的品质。下锅筒装有给水及定期排污装置。 由于对流管束的蒸发段、省煤段一体化,在下锅筒 内设置了一个挡板把下锅筒完全分为两部分,前半部分盛满从对流管束下来的热水,后半部分盛满从进水管中进来的冷水,冷水在对流管中上升时,吸收对流管的热量,温度升高,烟气
5、温度则相应降低,故称之为省煤段。 考虑到管子的磨损及烟气流速的限制,结合锅炉热力计算的结果,对流管束的最前4排由于磨损比较严重,对流管采用51x5的锅炉管,稍后61排对流管全部采用51x3的锅炉管;所有不同规格管子的横向排列都为顺列,且排数均相同,都为22排。通过这样的管子布置与管子直径的选择,使得烟气流速对流段在11.4m/s,而省煤段烟气流速在8.1m/s。完全达到了规程、标准中对烟气流动速度的要求。 根据锅炉计算手册中关于烟风阻力计算的方法,计算所得锅炉总阻力为654MPa,小于1000MPa,达到了我们的预期目标。 由于该种余热锅炉不用引风机,故炉内为微正压燃烧,为了防止漏烟,我们对炉墙和外包装作了一定的处理。本锅炉采用轻型复合炉墙,保温层采用多层保温措施,最内层采用耐火砖,外层采用蛭石保温混凝土,在中间层加设硅酸铝纤维,从而大大降低了散热损失,防止了炉墙超温。锅炉的外包装,全部采用封焊,既可对炉墙有一定的加固支撑作用,又防止了炉墙漏烟。 3、主要性能特点 a、炉型选用双锅筒纵置式,结合了本厂的设计经验以及工艺装备的能力,同时兼顾产品系列化的需要。 b、本产品采用散装,结构紧凑、操作方便;外包装中铁皮全封焊,密封性能好、安全可靠、无环境污染;对流管束顺排排列,系统阻力小(