一种新型角管锅炉简介

摘要：该产品是在对通过GEF项目引进技术以及国内外角管锅炉产品和技术研究的基础上，根据我国燃煤链条炉排的技术发展特点和市场需求进行自主创新设计的具有水循环可靠、高效燃烧、低污染排放的大容量层燃链条炉排锅炉节能产品。

关键词：高效节能 低污染高蒸汽纯度 自我支撑结构 旗式结构 角管锅炉

中图分类号：TK229文献标识码： A 文章编号：

0引言

该产品为DHL20-1.6-AⅡ.P型角管锅炉，是在对通过GEF项目引进技术以及国内外角管锅炉产品和技术研究的基础上，根据我国燃煤链条炉排的技术发展特点和市场需求进行自主创新设计的具有水循环可靠、高效燃烧、低污染排放的大容量层燃链条炉排锅炉节能产品。 在技术核心上揉和了西安交通大学锅炉研究所提出的二个发明专利，这些专利技术如下：

(1)基于高温分离的飞灰内循环流化复燃装置

国家发明专利被受理的申请号：200610043133.2

(2)角管式锅炉旗式对流受热面复合等流速设计方法

国家发明专利被受理的申请号：200610043132.8

1产品概述

角管锅炉特征为：锅炉的四个角布置四根下降管，不仅作为水循环通道，还是锅炉的一个支撑框架。

角管锅炉相比其它形式锅炉有其独特的地方。

1. 在水动力方面，角管锅炉比其它锅炉更可靠。由于角管锅炉独特的再循环管和蒸汽引出管设计，使得角管锅炉对锅筒的依赖降低，水循环启动更快，更安全。

下面是角管锅炉与其它形式锅炉在水动力方面区别的比较：

1） 自然循环锅炉（如图.1）：上升管S被加热，下降管F（水）和上升管S（汽水混合物）中工质的密度差引起向上到锅筒的流动，在锅筒中汽水分离，水通过下降管流到上升管的集箱。

图.1S：被加热的上升管

F：下降管 Q：加热 V：集箱

2）角管锅炉（如图.2）:

同样在角管锅炉中上升管S被加热，汽水混合物上升，在上部集箱中部分蒸汽被从水中分离，水经未加热的再循环管（回流管）R流回下部集箱V。部分分离出来的蒸汽通过蒸汽引出管U流到锅筒的蒸汽空间，剩下的混合物从混合管G流入锅筒下部。汽水最终在锅筒中进行分离。下部集箱由下降管F给水，辅之R回流管的回流。由于回流管R，水路缩短，水循环得到改善，因此受热面可以被布置在远离锅筒的地方。

图.2

U：蒸汽引出管G：混合管S：被加热上升管Q：加热

F：锅筒下降管R：未加热回流管V：集箱(分配管)Z：集箱 (收集管)

2、锅炉起动快速，温度应力小。

在起动时，水循环非常迅速，由于水容量小，所以锅炉启动迅速。由于距离短，所有流经管的水温度到达饱和温度也非常迅速。因此，因不同的热膨胀引起的危险的金属压力差的情况也不会出现。

3、自我支撑结构

角管锅炉是自我支撑式结构。它通过未加热的下降管而起到自我支撑的作用。下降管和集箱的系统十分稳定，以至于不必采用额外的钢支架。

4、高蒸汽纯度

由于预先在蒸汽溢出系统进行气与水的预分离，蒸汽干度非常高。

5、旗式结构，使受热面结构紧凑

采用旗式受热面结构紧凑，降低锅炉高度。

6、原始排放浓度低

角管锅炉在对流受热面设计时，由于为多烟道布置，可利用烟气的重力分离和转变的离心分离效应，在旗式受热面烟道中进行二次分离，将烟气中颗粒较大的部分分离下来，显著降低了锅炉原始排尘浓度。

7、该锅炉除了具有角管锅炉的全部优势外，还有如下特点：

(1)宽煤种炉拱设计

采用宽煤种适应性的前后拱设计

第一代角管式热水锅炉引进国外炉型，采用开式炉膛设计，主要适合于燃用三类烟煤，在目前中国能源供应相当紧张的条件下，仅燃用三类烟煤是不能满足工业生产和人民生活水平提高的需要的，必须能够同时燃用二类烟煤和介于三类和二类之间的烟煤，增加锅炉对不同煤种燃烧的适应性。

(2)采用二次风湍动燃烧设计

二次风燃烧调整作为中国多变燃料市场的燃烧调节方法永远具有不可替代的燃烧调整作用，而且对于高挥发分煤，二次风更是解决碳黑分解造成的黑烟污染的唯一有效措施；更为重要的是，经过多台锅炉的实际运行调整发现，二次风可以有效降低炉膛出口的过量空气系数，减少了排烟损失。

(3)飞灰高温分离＋飞灰内循环流化再燃

炉膛出口拉稀的凝渣管采用最新设计的高温飞灰分离技术使50%～60%的飞灰产生高温分离，高温分离的飞灰撞击含纵向肋片或斜向布置的凝渣管产生分离，沿凝渣管和肋片垂直流动下降并积聚成飞灰颗粒团，受重力作用重新沿后墙水冷附近的空间回流下行，下行的飞灰颗粒团在下行过程中受气流作用而散开，散开的飞灰颗粒受到气流的夹带再此上升，循环往复，分离的飞灰不断实现炉膛内循环流化再燃，充分降低飞灰中的含碳量，提高燃烧效率.

(4)旗式对流受热面多变量等流速设计

本次设计同时采用变径、变截面和变温度分布多变量等流速设计方法，选用不同管径旗式受热面，并将第三级旗式受热面以弹性钢板和工字梁结合的烟道进行二次分割，减少烟气流通面积，提高烟气流速，减少积灰；同时，增大传热系数，提高受热面传热质量。使第一级旗式省煤器烟气流速大于9m/s；第二级旗式省煤器烟气流速大于7.6m/s；第三级旗式省煤器烟气流速大于7.8m/s；这一流速，我国所有的其他厂家的角管式热水锅炉设计上从来没有达到过。有利地强化了对流受热面传热系数，并使积灰降至最低。

2锅炉主要技术经济指标和有关数据

主要技术参数：

额定蒸发量： 20t/h

额定蒸汽压力： 1.6Mpa

额定蒸汽温度： 204℃

给水温度： 105℃

热空气温度： 94.1℃

排烟温度： 150℃

燃烧方式: 层燃

设计热效率：80.38%

设计燃料：Ⅱ类烟煤

燃料消耗量： 3243kg/h

锅炉安全稳定运行工况范围：热负荷30%-100%

3.主要结构简介

1.锅筒及锅内装置

锅筒内径为1400mm，筒身由Q245R钢板卷焊而成，封头是用同种钢板冲压而成。在锅筒两端封头上均设开有检修人孔。为防止低温的给水与温度较高的锅筒筒壁直接接触，给水管采用套管结构。锅炉的正常水位中心线在锅筒中心线处。最高、最低安全水位距正常水位各为75mm，锅筒装有两只高读水位表、一只电接点水位计，还配有一只平衡容器，可用于装设水位自动控制。为提高蒸汽的品质，降低炉水的含盐浓度，锅筒上装有连续排污管和炉内水处理用的加药管，连续排污率为2%。

2.水冷系统

锅炉本体四周及中间隔墙均采用膜式水冷壁全密封结构，膜式水冷壁由Ф60×4管子和20×4的扁钢焊接而成，膜式水冷壁节距为80mm。为提高燃烧区域温度有利于着火及燃烧，在后拱前端和后拱下部筑有耐火混凝土，在炉膛前壁下段及两侧壁下段敷设有卫燃带。燃烧后产生的高温烟气从炉膛后上方经凝渣管180°转弯，进入下行烟道，在下行烟道内自上而下布置有对旗管式对流受热面，均呈一定倾角布置，利于汽水混合物的上行。

4.小结

该角管锅炉具有对煤种适应性好，蒸汽纯度高，钢耗量低，结构紧凑，水循环稳定等诸多优点。该产品的成功开发，既是我公司实力的见证，有很大的市场竞争力。

参考文献：

[1]张建安，刘德华.生物质能源利用技术[M].化学工业出版社，2009.

[2]林宗虎，徐同模.实用锅炉手册[M].化学工业出版社，2009.

[3]工业锅炉设计计算方法编委会. 工业锅炉设计计算方法[s].中国标准出版社.2005

[4]车德福，庄正宁，李军，王栋.锅炉[M].西安交通大学出版社.2004.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。