余熱鍋爐的發(fā)展和歐薩斯鍋爐的特點(PDF)

1、余熱鍋爐的發(fā)展和歐薩斯鍋爐的特點北京中恩華岳科技發(fā)展有限公司戴輝（關鍵詞：余熱鍋爐清灰 彈簧錘振打清灰等）行業(yè)中，采用余熱鍋爐和其它余熱利用設備的節(jié)能方法，現(xiàn)已得到廣泛的應用。余熱鍋爐已不僅僅是一臺孤立的回收余熱設備，而是現(xiàn)代冶金工廠十分關鍵而又必不可少的設備，它與熔煉爐和電收塵器一起，成為現(xiàn)代化冶煉廠的三大設備。一、冶金余熱鍋爐的發(fā)展趨勢1、 余熱鍋爐的發(fā)展進程發(fā)展的三個階段20世紀50年代以前為余熱鍋爐的發(fā)展初期，由于對有色冶金余熱的特點和煙氣、煙塵的特性了解不夠，誤將余熱鍋爐與一般鍋爐等同對待，輻射室及對流管束間距較小，鍋爐短期運行后即被積灰堵死。60年代前后為發(fā)展中期， 主要爐型有多通

2、道式余熱鍋爐（如日本田熊株式會社為白銀銅冶煉廠設計的余熱鍋爐），其最大特點是余熱鍋爐有一個較大的輻射冷卻室，使積灰問題有所改善，但積灰問題尚未完全解決；60年代末至70年代初，余熱鍋爐進入成熟期，鍋爐爐型以直通式爐型為主，有一個大的輻射冷卻室，煙氣在爐內不轉彎，成直流式流動。實踐證明，這一爐型經長期運行是比較正?？煽康?。目前余熱鍋爐的設計仍采用直通式爐型。它有效地解決了以下幾個問題。腐蝕問題通過提高鍋爐的運行壓力，有效地解決了低溫腐蝕問題；通過采用控制爐內金屬溫度、保持受熱面的清潔等措施，防止鍋爐產生高溫腐蝕。積灰問題采用大空間輻射室，降低煙氣流速，使煙氣中的大顆粒充分沉降。在對流段煙氣橫向沖

3、刷管束，減少積灰和腐蝕。對于煙塵容易粘結的余熱鍋爐，盡量不設置過熱器，一方面防止高溫腐蝕，另一方面防止過熱器積灰。磨損問題采用直通式爐型，使余熱鍋爐內煙氣流動平穩(wěn)均勻，煙氣流速控制在5m/s以內，這樣可有效地減小煙塵對受熱面的磨損。2、余熱鍋爐的發(fā)展趨勢當今余熱鍋爐朝向大型化、高參數方向發(fā)展。隨著有色冶煉能力的提高，余熱鍋爐容量和參數得到提高，對于有色冶金系統(tǒng)來說，蒸發(fā)量50t / h、工作壓力4.2MPa的鍋爐被稱為大型余熱鍋爐。其他行業(yè)余熱鍋爐容量更大，如鋼鐵冶金行業(yè)的干熄焦余熱鍋爐，蒸發(fā)量已達到100t /h以上，工作壓力12.5MPa。爐型的發(fā)展趨勢仍以直通道式鍋爐為主；循環(huán)方式為強制

4、循環(huán)以及強制循 環(huán)與自然循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)；受熱面結構為外壁采用全膜式壁，內部對流管束采用膜式 管屏和蛇形管束。余熱鍋爐內設置煙氣擋板，擋板可布置在輻射冷卻室和對流區(qū)，以改善爐 內煙氣流動場和溫度場，提高鍋爐傳熱效果，減輕受熱面的積灰。這一設計在國外已 較為常見，但國內尚無應用實例。清灰方式分機械振打、彈簧錘振打、氣動振打及爆破清灰等，根據余熱鍋 爐煙灰的粘結性能不同，選用不同的清灰設施。二、歐薩斯余熱鍋爐的特點 云南銅業(yè)公司的歐薩斯余熱鍋爐配置在艾薩銅熔煉爐之后，蒸發(fā)量為 51t /h，工作壓力4.2MPa,蒸汽溫度254C，煙氣量 70000m3/h,進口煙溫1240C，排 煙溫度 350C,

5、煙氣成分：SO212.60%, CO210.4%, H2O25.1%, 023.0%, N248.9%, 煙塵含量為 30g m3。1 、爐型該鍋爐為直通式爐型,由上升煙道、下降煙道、水平煙道組成。根據艾薩爐的特點，上升和下降煙道高度大（30m）, 上升煙道垂直布置，有利于煙塵的沉降。2、水循環(huán)方式歐薩斯余熱鍋爐選用自然循環(huán)與強制循環(huán)相結合的循環(huán)系 統(tǒng)。余熱鍋爐常使用一種循環(huán)方式（強制循環(huán)或自然循環(huán)）,在一臺余熱鍋爐上同時 使用兩種循環(huán)方式的情況較少。其優(yōu)點是可靠性高,鍋爐所有外壁均采用自然循環(huán), 減少了強制循環(huán)水量,便于選擇較小的循環(huán)水泵；但實際上,該爐強制循環(huán)水量并未 減少，據估算，循環(huán)流

6、量富余量40%，這樣提高了強制循環(huán)系統(tǒng)的可靠性。雖然經濟上有所損失,但余熱鍋爐運行的可靠性更為重要,鍋爐系統(tǒng)最重要的是水循環(huán),保 證了鍋爐每一個受熱面循環(huán)水量充足，可以保證在煙氣溫度達1200C、甚至1500C時,亦不會燒壞爐管。但是,在可靠性提高的同時,也使系統(tǒng)更為復雜。若全部采用強制循環(huán),則僅需要下降管和上升管各一根即可。而該鍋爐DN350 DN400的循環(huán)水管道有 8根,使得管道布置較困難,操作復雜。3、全機械振打鍋爐清灰主要有機械錘打和彈簧振打兩種。該鍋爐內部管束 和外部管壁均采用機械振打方式，設有 8 套氣動機械振打裝置和 70 套電動機械振打 裝置，總體上與日產爐清灰方式相似，與西

7、北鉛鋅廠QSL余熱鍋爐、貴溪閃速爐和轉爐余熱鍋爐上所用的機械振打裝置形式相同。但與奧斯龍鍋爐不同，奧斯龍鍋爐采用 彈簧錘振打裝置，使用效果較機械振打效果好。4 、艾薩爐爐頂結構目前，上升煙道、下降煙道采用鍋爐受熱面結構已逐步 被世人接受，有些新爐型的爐體本身也采用了鍋爐受熱面，如銅陵公司的奧斯麥特爐 上部采用了鍋爐受熱面，這種型式投資省，可靠性大。艾薩爐在爐頂采用了鍋爐受熱 面，結構新穎，從鍋爐技術角度考慮完全可行。但存在一個問題，即爐頂一旦漏水，水容易進到艾薩爐內發(fā)生爆炸。曾在QSL爐上有過教訓，水冷插件和直通煙道在熔體上部，試生產時，發(fā)生漏水，水進入熔池里，水位到200300mm才被發(fā)現(xiàn)，

8、所幸當時渣層較厚，未發(fā)生爆炸。故不論上升煙道還是爐頂，一旦漏水，水將會漏進熔池， 所以操作要求比較高。因此采取了一些自控措施，如測量進水流量、出水流量，把爐 頂單獨作為一個受熱面，當進、出水量有差別時報警等。5 、爐體支吊架余熱鍋爐一般采用吊掛形式，吊掛在鍋爐鋼架的最上層，以 保證鍋爐受熱面良好的彈性，清灰較容易。若采用支撐形式，則整個鍋爐剛性較大， 使用機械振打，效果不佳。本臺鍋爐的上升、下降煙道采用吊掛形式，水平煙道采用 支撐形式， 但這種支撐與傳統(tǒng)意義上的大框架支撐不同， 采用了細小鋼柱， 柱腳鉸接。 這種支吊結合方式主要根據該爐型決定，因水平部分爐頂的鋼架較龐大，對流管束整 體吊掛檢修

9、比較困難，所以采用支撐的形式比較好，上面只有兩根梁，而且可以卸下 來，檢修方便。6 、全膜式壁該余熱鍋爐本體、所有外壁包括上升、下降煙道、水平部分外壁、艾薩爐爐頂等均采用膜式水冷壁。根據爐內溫度的不同，膜式管子間距為60100mm。7、鍋爐與艾薩爐接口在入口部分的 3m段有一個沙封和一個移動式冷卻屏， 將其提起后，可放進煙道閘板，此做法較新穎。因余熱鍋爐較艾薩爐事故多，余熱鍋 爐在運行過程中很難做到不爆管、不泄漏，其檢修周期與冶金爐并非同步，故加一個 水冷煙道閘板很有必要。而采用水平式的水冷閘板、提升式的受熱面結構形式比較合 理，檢修方便。在白銀爐余熱鍋爐設計中亦采用了水平式水冷閘板，但接口部

10、分不能 提升。8 、鍋爐出口煙道垂直向上一般來說， 鍋爐煙氣出口有向上和水平兩種形式。從傳熱角度看，因為煙氣向上走，而對流管束有6m 高，煙氣充滿不了整個內部空間，下部分受熱面利用率較低，所以煙氣出口采用水平形式比較好。如果煙氣水平出口在 中心線附近， 煙氣充滿度較好， 也能充分利用受熱面。 若煙氣出口設計為向上的形式， 則可充分利用空間，在尾部增加一個過道，操作人員可以方便地從左邊繞到右邊。9、鍋爐鋼架該鍋爐的鋼架設計有兩個特點，熔煉爐用鋼架和余熱鍋爐用鋼架合為一體，此為該爐型獨有設計，常規(guī)余熱鍋爐的鋼架僅是余熱鍋爐的一部分，而很少與熔煉爐整個廠房連成一體。鋼架截面大，鋼架高度達60葉柱子采用截面為1200X600的H型鋼，以承受來自鍋爐與艾薩爐的各種荷載。10、爐體導向裝置常規(guī)導向裝置上有兩個環(huán)，一個與爐體焊接，另一