一种烟道冶炼氧化余热锅炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烟道冶炼氧化余热锅炉，主要解决了现有技术土建投资大、故障多、使用寿命短、能耗高等问题。该烟道冶炼氧化余热锅炉包括具有进烟口和出烟口的炉体、竖井烟道、烟道组、锅筒、灰斗；竖井烟道设置于炉体内并位于进烟口的上方，烟道组设置于炉体内并与竖井烟道连通；锅筒设置于炉体外部的上方，灰斗设置于炉体的底部；烟道组包括依次连通的第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道，第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道通过设置在炉体内的三道隔墙水冷壁分隔而成；第一烟道内为空烟室；第二烟道、第三烟道和第四烟道内均设有对流换热管组。本实用新型结构简单、实现方便。
【专利说明】
一种烟道冶炼氧化余热锅炉
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种余热锅炉，具体的说，是涉及一种烟道冶炼氧化余热锅炉。
【背景技术】
[0002]目前，在冶炼工业中对矿料进行底吹氧化焙烧，焙烧产生950°C左右的高温、含S02达到12%、高矿尘浓度(300?400g/Nm3)烟气，进入余热锅炉进行热交换，吸收烟气中的余热，将锅炉内的水转化为带压的蒸汽再去发电或作为工业用蒸汽。同时将除去烟气中约75%矿尘，烟气温度降至约360°C后离开锅炉去下道工序生产硫酸。目前市场上运行的自然循环余热锅炉存在以下问题:①冶炼底吹氧化焙烧产生的高温烟气直接进入余热锅炉的竖井烟道，防止矿尘高温粘结，降低竖井烟道出口烟温，保持烟速不变，拔高竖井烟道高度，增加冷却室受热面积，锅炉整体高度保持不变，从而提高余热锅炉混凝土运转平台高度，增加用户土建投资成本;②低温区对流换热管组容易酸腐蚀;③竖井烟道磨损严重，经常出现爆管而影响生产。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构紧凑、实现方便、能耗低的烟道冶炼氧化余热锅炉。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]—种烟道冶炼氧化余热锅炉，包括具有进烟口和出烟口的炉体、竖井烟道、烟道组、锅筒、灰斗；所述竖井烟道设置于所述炉体内并位于所述进烟口的上方，所述烟道组设置于所述炉体内并与所述竖井烟道连通;所述锅筒设置于所述炉体外部的上方，所述灰斗设置于所述炉体的底部；
[0006]进一步的，所述烟道组包括依次连通的第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道，所述第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道通过设置在所述炉体内的三道隔墙水冷壁分隔而成;所述第一烟道内为空烟室;所述第二烟道、第三烟道和第四烟道内均设有对流换热管组；
[0007]进一步的，所述第四烟道内的对流换热管组与立集箱的连接焊口设置在炉外。
[0008]进一步的，所述竖井烟道的受热管靠烟气侧设置有合金钢板，在所述受热管的烟气冲刷迎风面设置有防磨件。
[0009]进一步的，所述第二烟道内的对流换热管组的节距大于所述第三烟道和第四烟道内的对流换热管组的节距。
[0010]进一步的，所述第二烟道、第三烟道和第四烟道内均设置有爆破清灰装置。
[0011]进一步的，所述第一烟道和第二烟道的横截面积大于所述第三烟道和第四烟道的横截面积。
[0012]进一步的，在所述炉体内壁设置有膜式水冷壁。
[0013]进一步的，所述第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道两侧的膜式水冷壁的下部均向中心弯折，形成锥体形缩口。
[0014]进一步的，所述竖井烟道内设有水冷屏换热管组。
[0015]进一步的，在所述炉体的外部还设有机械振打装置。
[0016]进一步的，还包括上集箱和下集箱;所述锅筒通过所述上集箱与所述隔墙水冷壁连通，所述下集箱与所述隔墙水冷壁的下部连通。
[0017]进一步的，在所述锅筒上设置有与其连通的集中下降管，所述集中下降管通过炉水分配管与所述膜式水冷壁连通。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0019](I)本实用新型采用竖井烟道和烟道组实现炉体进烟口和出烟口的连通，同时，烟道组内设置对流换热管组并配套设置爆破清灰装置，竖井烟道内设有水冷屏换热管组，炉体内设置膜式水冷壁，与现有技术相比，本实用新型具有用户土建投资少、结构紧凑、能耗较低、故障少、使用寿命长、节能等优点。
[0020](2)本实用新型中竖井烟道采用受热管与热烟气接触侧设置有合金钢板结构，阻止矿料颗粒直接对受热管强力冲刷而磨损，或高温烟气受热较强造成受热管过烧而引起爆管，从而更好的实现锅炉安全、稳定运行。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型的主剖视图。
[0022]图2为本实用新型侧剖视图。
[0023]图3为本实用新型的俯视图。
[0024]图4为图1中A-A向剖视图。
[0025]图5为图1中B-B向剖视图。
[0026]图6为图1中C-C向剖视图。
[0027]图7为图1中D-D向剖视图
[0028]图8为图3中I处放大图。
[0029]图9为图3中Π处放大图。
[0030]其中，附图标记所对应的名称:1_竖井烟道，2-炉体，3-水冷屏换热管组，4-顶梁，5-吊挂件，6-立柱，7-锅筒，8-上集箱，9-下集箱，I O-汽水连接管，11 -膜式水冷壁，12-集中下降管，13-炉水分配管，14-对流换热管组，15-刮板除渣机，16-灰斗，17-第一隔墙水冷壁，18-第二隔墙水冷壁，19-第三隔墙水冷壁，20-第一烟道，21-第二烟道，22-第三烟道，23-第四烟道，24-进烟口，25-出烟口，26-机械振打装置，27-爆破清灰装置，28-受热管，29-防磨件，30-合金钢板。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0032]实施例
[0033]如图1-9所示，本实施例提供了一种烟道冶炼氧化余热锅炉，该余热锅炉主要包括炉体、竖井烟道、烟道组、锅筒和灰斗。其中，炉体为本实用新型的主体部件，其形状并不作特别限定，本领域技术人员可以根据实际公开需求来确定炉体的形状，炉体的上方设置有顶梁，炉体的一端设置有与其连接的立柱，立体顶部与顶梁连接，在炉体的一端还设有与顶梁相连的吊挂件。
[0034]炉体的底部为进烟口，炉体的另一端设置有出烟口，进烟口和出烟口之间通过竖井烟道和烟道组连通，烟气在竖井烟道和烟道组内经过处理后由出烟口排出。本实施例在炉体内壁设置有膜式水冷壁。
[0035]烟道组被设置于炉体内的三道隔墙水冷壁:第一隔墙水冷壁17、第二隔墙水冷壁18、第三隔墙水冷壁19分隔成依次连通的第一烟道20、第二烟道21、第三烟道22、第四烟道23，第一烟道20与竖井烟道I相通;第二烟道21、第三烟道22、第四烟道23内均设有对流换热管组14;竖井烟道与第一烟道上部相通，第一烟道与第二烟道下部相通，第二烟道与第三烟道上部相通，第三烟道与第四烟道下部相通。
[0036]其中，第二烟道内的对流换热管组的节距大于第三烟道和第四烟道内的对流换热管组的节距。通过上述设置，增加传热面积，提高冷却效果，让锅炉结构更紧凑。
[0037]第一烟道20、第二烟道21、第三烟道22、第四烟道23两侧的膜式水冷壁11的下部均向中心弯折，形成锥体形缩口，便于排灰。
[0038]第一烟道20和第二烟道21横截面均大于第三烟道22和第四烟道23的横截面，能够降低烟速，避免熔融烟尘不易粘在对流换热管组上。
[0039]为了防止炉体内部积灰，防止烟尘粘接于炉体内壁上，防止烟道堵塞，炉体2外部还设有机械振打装置26。第二烟道21、第三烟道22和第四烟道23中均设有爆破清灰装置27。
[0040]在竖井烟道内设置水冷屏换热管组，烟气传热方式主要是辐射传热，小部分对流传热，沿着膜式水冷壁流动的烟尘有足够长的时间被冷却，失去了烟尘高温强粘接性，确保第一烟道和第二烟道的畅通，也不可能结大块渣而堵塞通道，在第一烟道和第二烟道中，烟气流呈“V”形流动，烟尘有向下离心力作用，而落入下部的灰斗，起到除尘作用，再进入第三烟道和第四烟道的灰量少，熔融状烟尘不易粘在对流换热管组上，减少烟道堵塞，具有故障少、使用寿命较长的优点。
[0041]为了更好的实现本实用新型，所述水冷屏换热管组为双面受热。这样就大大的增加了传热面积，从而增加传热效果且不易粘接，降低竖井烟道高度，减少锅炉钢材消耗量；为了防止矿料颗粒对受热管28强力冲刷磨损而引起爆管，在受热管28烟气冲刷迎风面设置有防磨件29。
[0042]为了更好的实现锅炉安全、稳定运行，所述竖井烟道I采用受热管28与热烟气接触侧设置有合金钢板30结构，阻止矿料颗粒直接对受热管28强力冲刷而磨损，或高温烟气受热较强造成受热管28过烧而引起爆管，如图8，热烟气通过合金钢板30把热量传递给受热管28，为了更好冷却合金钢板30，受热管28间距较常规膜式水冷壁小，这样就不会出现受热管28爆管现象而影响整个系统生产。合金钢板的安装方式可以是焊接在受热管管壁，其也可以是通过连接件安装在受热管壁，本领域技术人员在知晓合金钢板的功能的前提下，可以对合金钢板与受热管之间内的位置关系、连接方式进行合理的选择，其也应当属于本申请的保护范围。
[0043]锅筒设置在炉体的上方，锅筒通过汽水连接管与上集箱连通，上集箱与所述隔墙水冷壁连通，下集箱与隔墙水冷壁的下部连通。在锅筒上设置有与其连通的集中下降管，集中下降管通过炉水分配管与膜式水冷壁连通。
[0044]为了实现能够更好的处理烟尘，所述灰斗16为五个，其中四个设置于第一烟道20和第二烟道21底部，另一个设置于第三烟道22和第四烟道23底部。通过五个灰斗，能够分别对烟尘进行处理，相对传统的一个灰斗，效果更佳。在灰斗16下方设刮板除渣机15，对锅炉排出的灰渣输入到下一到工序。
[0045]使用本实用新型时，烟气在烟道内流动，即烟气导入坚井烟道底部，烟气呈高速向上流动，四周为膜式水冷壁，中间为水冷屏换热管组，吸收烟气中高温辐射热，进口烟气温度约950°C，出口烟温约650°C，烟气流速约6m/s，使易粘接的熔融状烟尘来不及粘在膜式水冷壁上即被吹走，即使少量沾上了一些，但达到一定量后，由于炉内温度较高，处于熔融状大颗粒向下掉入熔炼炉中，这样始终保持了烟道的畅通;坚井烟道和第一烟道交界处，流通截面突然变大，烟速突降，烟温随之突降，使熔融状的烟尘表面经急冷后结成粘接性差的小颗粒，又因烟道突变大空腔，含尘烟气流离膜式水冷壁较远，使烟尘不在膜式水冷壁处粘接而坠入灰斗中；第一烟道为大空腔，第二烟道布置有拉稀数组对流换热管组，烟气传热方式主要为辐射传热，沿着膜式水冷壁流动的烟尘因冷却推动强粘性，确保第一烟道和第二烟道畅通，第一烟道和第二烟道中，烟气流呈“V”形流动，粉尘有向下离心作用，而落入灰斗中，起到除尘作用，第一烟道和第二烟道内烟气流速较低，都在2m/s以下，便于除尘;第二烟道烟气出□控制在500°C以下，再进入第三烟道中，烟尘量较少，烟气流通截面较小，平均烟气流速在4m/s左右，烟气流呈“V”形流，再进入第四烟道，烟气温度最后降至360°C左右，从烟气出口排出进入下一道工序;为了防止烟尘粘接在膜式水冷壁、对流换热管组上，在膜式水冷壁炉外设置机械振打装置，在第二烟道、第三烟道和第四烟道中设置了爆破清灰装置；第四烟道中对流换热管组弯出炉外与立集箱连接，保证连接处焊口外置，防止角焊缝低温酸腐蚀对流换热管角焊缝因低温酸腐蚀而引起爆管，若炉内出现对流换热管爆管在炉外封堵更方便;在换热过程中，熔融状的烟尘不易粘接在膜式水冷壁、对流换热管组上，即使有少量烟尘粘接，可通过机械振打装置和爆破清灰装置，保证烟道畅通，具有故障少，使用寿命长的优点。
[0046]按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种烟道冶炼氧化余热锅炉，包括具有进烟口(24)和出烟口(25)的炉体(2)、竖井烟道(1)、烟道组、锅筒(7)、灰斗(16)、立集箱;所述竖井烟道(I)设置于所述炉体(2)内并位于所述进烟口(24)的上方，所述烟道组设置于所述炉体(2)内并与所述竖井烟道(I)连通;所述锅筒(7)设置于所述炉体(2)外部的上方，所述灰斗(16)设置于所述炉体(2)的底部;所述竖井烟道(I)的受热管(28)靠烟气侧设置有合金钢板(30)，使得热量通过合金钢板传递至所述受热管(28)并阻止矿物颗粒直接冲刷所述受热管(28);在所述竖井烟道(I)内设有水冷屏换热管组(3); 所述烟道组包括依次连通的第一烟道(20)、第二烟道(21)、第三烟道(22)和第四烟道(23)，所述第一烟道(20)、第二烟道(21)、第三烟道(22)和第四烟道(23)通过设置在所述炉体(2)内的三道隔墙水冷壁分隔而成;所述第一烟道(20)内为空烟室;所述第二烟道(21)、第三烟道(22)和第四烟道(23)内均设有对流换热管组(14)。2.根据权利要求1所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，在所述受热管(28)的烟气冲刷迎风面设置有防磨件(29);所述炉体(2)内壁设置有膜式水冷壁(11)。3.根据权利要求2所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，在所述炉体(2)的外部还设有机械振打装置(26)。4.根据权利要求3所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，所述第二烟道(21)、第三烟道(22)和第四烟道(23)内均设置有爆破清灰装置(27)。5.根据权利要求1-4任一项所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，所述第二烟道(21)内的对流换热管组(14)的节距大于所述第三烟道(22)和第四烟道(23)内的对流换热管组(14)的节距。6.根据权利要求1-4任一项所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，所述第四烟道(23)内的对流换热管组(14)与立集箱的连接焊口设置在炉外。7.根据权利要求2-4任一项所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，所述第一烟道(20)和第二烟道(21)的横截面积大于所述第三烟道(22)和第四烟道(23)的横截面积。8.根据权利要求7所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，所述第一烟道(20)、第二烟道(21)、第三烟道(22)和第四烟道(23)两侧的膜式水冷壁(11)的下部均向中心弯折，形成锥体形缩口。9.根据权利要求1所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，还包括上集箱(8)和下集箱(9);所述锅筒(7)通过所述上集箱(8)与所述隔墙水冷壁连通，所述下集箱(9)与所述隔墙水冷壁的下部连通。10.根据权利要求7所述的烟道冶炼氧化余热锅炉，其特征在于，在所述锅筒(7)上设置有与其连通的集中下降管(12)，所述集中下降管(12)通过炉水分配管(13)与所述膜式水冷壁(11)连通。
【文档编号】F23J11/00GK205482395SQ201620109302
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】邓有为, 张清山
【申请人】四川东华锅炉工程技术有限公司