一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的制作方法

本发明属于涉及直流盘管锅炉，尤其涉及一种过热器分区布置的直流盘管锅炉。

背景技术：

1、目前，在直流盘管过热蒸汽锅炉中，过热器的布置方式有两种，一种将过热器单独布置在对流换热段，采用扁平盘管结构；另一种将过热器单独布置在炉膛，采取螺旋管结构。这两种单独布置方式都有很多难以克服的缺点：

2、1、将过热器单独布置在对流换热段的缺点：a当锅炉额定过热蒸汽温度较高，过热度较大时，布置在烟气温度相对较低的对流段，因烟气与工质之间的温差较小，需要更多的换热面来实现工质出口温度的要求，用钢量大，成本高；b当锅炉蒸发量大、工作压力高时，过热器的管径和管壁都比较大，用扁平盘管结构，加工难度较大，对于弯管设备的要求很高；c由于过热蒸汽的比容大，当蒸发量较大时，管内工质流速很高，加上扁平盘管结构特点，管内工质流动阻力很大。

3、2、将过热器单独布置在炉膛的缺点：a当锅炉额定过热蒸汽温度较高，过热度较大时，由于炉膛的烟气温度高、热流密度很大，再加上采用高合金钢的材料，使过热器的外壁温度很高，一般的材料难以满足要求，必须采用更耐温的昂贵材料，成本高；b为了检测和调控外壁温度以防超温，需要设置复杂的壁温检测和调温装置，增加了控制难度和成本。

4、为了在直流锅炉中克服上述两种单独布置过热器的缺点，为此本发明提供了一种过热器分区布置的直流盘管锅炉。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种过热器分区布置的直流盘管锅炉。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，包含锅炉换热面，所述锅炉换热面分为对流换热面和炉膛辐射换热面；

4、其中，对流换热面包含对流换热面一、高温过热器、对流换热面二；

5、炉膛辐射换热面包含辐射换热面、低温过热器；

6、所述对流换热面一、对流换热面二、辐射换热面、低温过热器、高温过热器从上向下依次布置且首尾相连。

7、作为本发明一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的进一步优选方案，所述对流换热面一采用扁平盘管结构。

8、作为本发明一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的进一步优选方案，所述高温过热器采用扁平盘管结构。

9、作为本发明一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的进一步优选方案，所述对流换热面二采用扁平盘管结构。

10、作为本发明一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的进一步优选方案，所述辐射换热面采用螺旋盘管结构。

11、作为本发明一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的进一步优选方案，所述低温过热器采用螺旋盘管结构。

12、作为本发明一种过热器分区布置的直流盘管锅炉的进一步优选方案，所述对流换热面一上部设有低温工质进口，所述低温工质进口与高压给水泵连接。

13、一种基于过热器分区布置的直流盘管锅炉，具体包含工质流向和烟气流向；

14、其中，工质流向，具体如下：

15、步骤a1，低温工质通过低温工质进口从对流换热面一上部进入，由上向下流动，从对流换热面一底部流出，产生高温工质；

16、步骤a2，高温工质通过高温工质进口从对流换热面二上部进入，由上向下流动，从对流换热面底部流出，产生汽水混合物；

17、步骤a3，汽水混合物通过汽水混合物进口从炉膛辐射换热面上部进入，由上向下流动，在炉膛中不断吸热，从炉膛辐射换热面底部流出，形成饱和蒸汽；

18、步骤a4，饱和蒸汽通过饱和蒸汽进口从炉膛的低温过热器上部流入，由上向下流动，从低温过热器下部的过热蒸汽出口流出，形成低过热度的过热蒸汽；

19、步骤a5，低过热度的过热蒸汽，流经减温器，再从高温过热器上部的过热蒸汽进口流入，从高温过热器底部的过热蒸汽出口流出，形成满足要求的过热蒸汽至用汽设备。

20、作为本发明基于无汽水分离器的直流盘管过热蒸汽锅炉的进一步优选方案，烟气流向，具体如下：

21、步骤b1，燃料在炉膛进行燃烧，形成高温烟气，烟气由下向上流动，依次流经低温过热器、辐射换热面、对流换热面二、高温过热器、对流换热面一；

22、步骤b2，烟气由下向上流动，工质由上向下流动，通过换热面工质与烟气产生逆流换热。

23、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

24、1、本发明将蒸汽过热器分成两部分布置，一部分布置在炉膛，另一部分布置在对流换热段，两部分过热器串联联接，工质分别在每个过热器中吸热提升一部分蒸汽温度，最终满足工质出口温度要求；

25、2、本发明的低温过热器在炉膛进行辐射换热，换热效率高，用较小的换热面积获得较大的换热效果，减少了用钢量，缩小了结构尺寸，又因为工质温度相对较低(只需提升过热度的一部分)，过热器的壁温也相对较低，故不必采用更耐温的昂贵的高合金钢；

26、3、本发明高温换热器布置在对流换热段，由于蒸汽温度过热度已由低温过热完成了一部分，需要提升的蒸汽温度值降低了，因此，换热面积也相对不大，又因为对流换热段的烟气温度相对较低，过热器外壁温度也相对较低，不必采用昂贵的高温材料；

27、4、本发明高温过热器在结构上由单头扁平盘管结构改为双头扁平盘管结构，工质流动由在单管内流动改在双管内并行流动，增加了工质流通面积，降低了管子直径，从而降低了加工难度和工质的流动阻力。

技术特征：

1.一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：包含锅炉换热面，所述锅炉换热面分为对流换热面和炉膛辐射换热面；

2.根据权利要求1所述的一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：所述对流换热面一采用扁平盘管结构。

3.根据权利要求1所述的一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：所述高温过热器采用扁平盘管结构。

4.根据权利要求1所述的一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：所述对流换热面二采用扁平盘管结构。

5.根据权利要求1所述的一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：所述辐射换热面采用螺旋盘管结构。

6.根据权利要求1所述的一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：所述低温过热器采用螺旋盘管结构。

7.根据权利要求1所述的一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：所述对流换热面一上部设有低温工质进口，所述低温工质进口与高压给水泵连接。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的过热器分区布置的直流盘管锅炉，其特征在于：具体包含工质流向和烟气流向；

9.根据权利要求8所述的基于无汽水分离器的直流盘管过热蒸汽锅炉，其特征在于：烟气流向，具体如下：

技术总结本发明公开了一种过热器分区布置的直流盘管锅炉，涉及直流盘管锅炉技术领域，1、包含锅炉换热面，所述锅炉换热面分为对流换热面和炉膛辐射换热面；对流换热面包含对流换热面一、高温过热器、对流换热面二；将过热器分成两段，分别布置在对流换热段和炉膛段，每段提高一部分过热蒸汽温度：把过热蒸汽温度相对较低的过热器布置在炉膛(下称低温过热器)，主要进行辐射换热；把过热蒸汽温度相对较高的过热器布置在对流换热段(下称高温过热器)；在直流盘管锅炉中，如上述布置可以克服将过热器单独布置对流换热面或辐射换热面中存在的钢材耗量高、管壁温度容易超温难控制、容易损坏、加工难度大、工质流动阻力大等缺点。技术研发人员：徐陈,张利,姚云受保护的技术使用者：江苏海德利热能设备制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/4