一种高温粉料余热蒸汽发生设备论文和设计-许永宏

全文摘要

本实用新型提供一种高温粉料余热蒸汽发生设备。所述高温粉料余热蒸汽发生设备包括水夹套、粉料进口、粉料出口和传热元件；所述传热元件自上往下依次串接为蒸汽过热器、蒸发器和节能器；所述水夹套下端设有水夹套软水进口，上端设有水夹套软水出口，所述水夹套软水进口和水夹套软水出口与所述传热元件连通。与相关技术相比，本实用新型提供的高温粉料余热蒸汽发生设备，在封闭空间使粉料与传热元件直接接触传热，生产高温常压或低压或较高压过热蒸汽，具有传热面积大，管道承压，水容量小等特点。既实现了粉料快速冷却的目的，同时保证粉料不与空气接触，保证粉料质量，回收粉料热量，降低冷却能耗。

主设计要求

1.一种高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，包括水夹套、设于所述水夹套上部的粉料进口、设于所述水夹套下部的粉料出口和收容于所述水夹套内的多组传热元件；所述多组传热元件自上往下依次串接为蒸汽过热器、蒸发器和节能器；所述水夹套下端设有水夹套软水进口，上端设有水夹套软水出口，所述水夹套软水进口和水夹套软水出口与所述传热元件连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述蒸发器包括自所述节能器向上设置的一级蒸发器和二级蒸发器；每级传热部件之间设有检修空间。

3.根据权利要求2所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述蒸汽过热器管径大于所述二级蒸发器管径，所述二级蒸发器管径大于所述一级蒸发器和节能器管径。

4.根据权利要求2所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述节能器、一级蒸发器、二级蒸发器、过热器和自所述水夹套内腔向外侧贯通的多个套管，所述水夹套下端外侧还设有分水箱，所述分水箱穿过所述套管与所述节能器的进水口连接，所述分水箱设一个或两个或两个以上外部进水口；所述水夹套上端外侧设有集气管，所述集气管穿过所述套管与所述蒸汽过热器的出口连接；所述集气管上设置一个或两个或两个以上外部蒸汽出口。

5.根据权利要求1所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述粉料进口和粉料出口内均设有对粉料进行均匀分布和流动的导流片。

6.根据权利要求1所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述水夹套外围敷设一道保温层，多组所述传热元件为错列型蛇形螺旋翅片管或顺列型蛇形螺旋翅片管，临近所述粉料入口的翅片管上方均布置有防冲耐磨瓦。

7.根据权利要求1所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，还包括通大气管、缺水保护电极、本体料位检测口和颈部料位检测口，所述通大气管自所述水夹套内向其上端的外部延伸，所述缺水保护电极、本体料位检测口和颈部料位检测口在所述水夹套上端设置、且与水夹套内连通。

8.根据权利要求1所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，还包括设于所述粉料进口水平端侧的防爆装置，与垂直设置的粉料进口连通，所述防爆装置包括：

防爆座，其与所述粉料进口上端连接；

多个螺柱，沿所述防爆座呈圆周向上延伸；

多个螺母，与多个所述螺柱的上端配合；

起爆盖板，套设于多个所述螺柱，且与所述防爆座间隔设置；

密封填料，设于所述防爆座上端；

密封压环，自所述起爆盖板向所述密封填料延伸至其内部。

9.根据权利要求8所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述防爆装置还包括螺旋圆柱弹簧、第一保温层和第二保温层，所述螺旋圆柱弹簧套设于所述螺柱且位于起爆盖板和螺母之间；所述第一保温层沿所述防爆座内壁设置，所述第二保温层设于所述起爆盖板和第一保温层之间。

10.根据权利要求1所述的高温粉料余热蒸汽发生设备，其特征在于，所述粉料出口位置处设有用于控制粉料流动的控制阀门。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及化工生产技术和动力工程领域，尤其涉及一种高温粉料余热蒸汽发生设备。

背景技术

化工生产产生的高温粉料，其冷却采用滚筒式水循环冷却。一吨热物料，冷却需要3-5m^{3<\/sup>冷水。采用流化床式冷却，需要比较大的鼓风动力，对一些不能与空气直接接触的粉料，只能采用氮气或其它惰性气体，避免高温物料与冷却气体产生化学反应，影响粉料品质。}

一般余热蒸汽锅炉，具有锅炉汽包，通过蒸发器的上升管和下降管与汽包的水空间联通。汽包具有较大的水容积，在较高运行压力下，传热恶化或锅炉异常运行，就会产生汽包爆炸等危险。

因此，需要提供一种高温粉料余热蒸汽发生设备解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷却效率高、不影响粉料品质的高温粉料余热蒸汽发生设备。

本实用新型提供一种高温粉料余热蒸汽发生设备，其包括水夹套、设于所述水夹套上部的粉料进口、设于所述水夹套下部的粉料出口和收容于所述水夹套内的传热元件；所述传热元件自上往下依次串接为蒸汽过热器、蒸发器和节能器；所述水夹套下端设有水夹套软水进口，上端设有水夹套软水出口，所述水夹套软水进口和水夹套软水出口与所述传热元件连通。节能器的软水进口均联通分水箱，过热器的蒸汽出口均联通集气管。分水箱设置一个或多个进水口，集气管设置一个或多个过热蒸汽出口。优选的，所述蒸发器包括以上所述节能器向上设置的一级蒸发器和二级蒸发器；每级传热部件之间设有检修空间。

为保证蒸汽和过热蒸汽有较大的储存空间，以及降低蒸汽和过热蒸汽的流速，提高其受热时间，所述蒸汽过热器管径大于所述二级蒸发器管径，所述二级蒸发器管径大于所述一级蒸发器和节能器管径。

优选的，所述节能器、一级蒸发器、二级蒸发器、过热器和自所述水夹套内腔向外侧贯通的多个套管，所述水夹套下端外侧还设有分水箱，所述分水箱通过所述套管与所述节能器的进水口连接，所述分水箱设一个或两个或两个以上外部进水口；所述水夹套上端外侧设有集气管，所述集气管通过所述套管与所述蒸汽过热器的出口连接；所述集气管上设置一个或两个或两个以上外部蒸汽出口。传热元件的翅片管与翅片管均穿过水夹套连接，穿过处焊接有套管，套管两端分别焊接在水夹套的内壁与外壁上。为了粉料能够比较均匀的分布和流动，所述粉料进口和粉料出口内均设有对粉料进行均匀分布和流动的导流片，且起到均匀降温的效果。

优选的，所述水夹套外围敷设一道保温层，多组所述传热元件为错列型蛇形螺旋翅片管或顺列型蛇形螺旋翅片管，临近所述粉料入口的翅片管上方均布置有防冲耐磨瓦。即，接近粉料入口的最上一排以及错列布置的第二排翅片管上面，均布置防冲耐磨瓦。防冲耐磨瓦为半圆形或弧形结构，其作用是设备初运行时，降低高温粉料对过热器翅片管的冲击以及磨损，防止翅片管弯曲变形。

优选的，还包括通大气管、缺水保护电极、本体料位检测口和颈部料位检测口，所述通大气管自所述水夹套内向其上端的外部延伸，所述缺水保护电极、本体料位检测口和颈部料位检测口在所述水夹套上端设置、且与水夹套内连通。

为防止粉尘和易燃易爆气体爆燃，保护设备安全，所述高温粉料余热蒸汽发生设备还包括设于所述粉料进口水平端侧的防爆装置，与垂直设置的粉料进口连通，所述防爆装置包括：

防爆座，其与所述粉料进口上端连接；

多个螺柱，沿所述防爆座呈圆周向上延伸；

多个螺母，与多个所述螺柱的上端配合；

起爆盖板，套设于多个所述螺柱，且与所述防爆座间隔设置；

密封填料，设于所述防爆座上端；

密封压环，自所述起爆盖板向所述密封填料延伸至其内部。

优选的，所述防爆装置还包括螺旋圆柱弹簧、第一保温层和第二保温层，所述螺旋圆柱弹簧套设于所述螺柱且位于起爆盖板和螺母之间；所述第一保温层沿所述防爆座内壁设置，所述第二保温层设于所述起爆盖板和第一保温层之间。

优选的，所述粉料出口位置处设有用于控制粉料流动的控制阀门，以控制粉料的堆积、流动以及流量流速。

与相关技术相比，本实用新型所提供的高温粉料余热蒸汽发生设备直接利用粉料与传热元件接触放热，随着物料流动，温度降低，热量被水吸收，然后在蒸发器中蒸发，再通过蒸汽过热器，产生过热蒸汽，该设备把高温粉料的余热再利用，产生高温低压过热蒸汽，既实现了粉料快速冷却的目的，同时回收粉料的物理热，达到废热节能的效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的实施例一的高温粉料余热蒸汽发生设备的结构示意图；

图2为图1中的一组传热元件的结构示意图；

图3为图1中的防爆装置的结构示意图；

图4为图3的俯视示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例一

如图1、图2所示，本实施例提供的高温粉料余热蒸汽发生设备水夹套1、设于所述水夹套1上部的粉料进口e、设于所述水夹套1下部的粉料出口f、收容于所述水夹套1内的传热元件。

所述水夹套1为方形容器，其具有内套和外套，四周是空的且相通，所述传热元件设于内套。水夹套1可增加粉料的传热面积，降低设备的外壁温度。所述水夹套1上设有多个套管22，所述套管22自所述内套向所述外套延伸贯通。

在本实施例中，所述传热元件的数量为多组，为错列型蛇形螺旋翅片管（指多组蛇形螺旋翅片错列设置）组成的各级传热部件，各级传热部件为蒸汽过热器、一级蒸发器、二级蒸发器和节能器。如图2所示，该蛇形螺旋翅片管为错列布置。其中，A-B段由蒸汽过热器蛇形翅片管片23形成蒸汽过热器10，其临近粉料进口e设置。B-C段由二级蒸发器二级蒸发器蛇形翅片管片24形成二级蒸发器12。C-D段由一级蒸发器蛇形翅片管片25形成一级蒸发器13。E-D段由节能器蛇形翅片管片26形成节能器14。如图1所示，临近所述粉料入口e的最上一排以及错列布置的第二排翅片管上面，均布置防冲耐磨瓦9，所述防冲耐磨瓦9材料为耐热耐高温不锈钢。所述防冲耐磨瓦9为半圆形或弧形结构，其作用是设备初运行时，降低高温粉料对过热器翅片管的冲击以及磨损，防止翅片管弯曲变形。

如图1所示，每级传热部件之间设有检修空间，水夹套1外侧设有与检修空间相通的检修口11。

所述水夹套1下端设有水夹套软水进口d和节能器软水进口c，所述水夹套1上端设有水夹套软水出口b和蒸汽过热器出口a。如图2所示，所述水夹套1下端外侧还设有分水箱27，所述分水箱27通过所述套管22与所述节能器14的进水口连接。所述分水箱27设一个或两个或两个以上外部进水口。所述水夹套1上端外侧设有集气管21，所述集气管21通过所述套管22与所述蒸汽过热器10的出口连接；所述集气管上设置一个或两个或两个以上外部蒸汽出口。

所述水夹套软水进口d接软水箱（未图示）。所述软水箱的软水自所述水夹套软水进口d进入到水夹套底部，软水在水夹套1中往上走，依次经节能器14、一级蒸发器13、二级蒸发器12形成饱和蒸汽，再经蒸汽过热器10产生高温过热蒸汽，由此降低高温料层侧钢板温度，产生的热水经由水夹套软水出口b回到软水箱，或者通过管路经分水箱27、所述节能器软水进口c进入到所述节能器14，再依次经由一级蒸发器、二级蒸发去和蒸汽过热器完成吸热、饱和、蒸发和过热过程。所述分水箱27的另一个软水来源是直接连通软水箱。

上述蒸发方式为贯流式蒸发方式，各传热部件串联结构，产生低压过热蒸汽。

如图2所示，所述蒸汽过热器出口a连接集汽管21，所述集汽管21收集传热单元的过热蒸汽并排出。

为保证蒸汽和过热蒸汽有较大的储存空间，以及降低蒸汽和过热蒸汽的流速，提高其受热时间，所述蒸汽过热器10（A-B）的管径大于二级蒸发器12（B-C）的管径，所述二级蒸发器12（B-C）的管径大于一级蒸发器13（C-D）和节能器14（E-D）的管径。

为了让粉料能够比较均匀的分布，在所述粉料进口设置入口导流片4，在粉料出口设置出口导流片15。导流片的设置，是为了粉料在各传热部件间尽量均匀分布和流动，达到均匀降温的目的。

高温固体颗粒自所述粉料进口进入，依次经过蒸汽过热器10、二级蒸发器12、一级蒸发器13和节能器14，冷却后从设备下部的粉料出口流出，并进入下一工序。

所述水夹套1外围敷设一保温层3，其为保温材料，对水夹套1外围进行保温，更好地节省能量，防止热量散失大气中。

所述水夹套1内设有向上端外侧延伸的通大气管7，其保证任何情况下水夹套1不承压运行，保证设备的运行安全。所述通大气管7中间不连接任何阀门，其出口可以通往常压软水箱。

所述水夹套1的上端还设有用于监测水夹套1内是否缺水、起保护作用的缺水保护电极6，用于对水夹套1内部料位进行检测的本体料位检测口2。所述本体料位检测口2在过热器的上边端垂直设置。在接近粉料入口的下部，与水平呈40°-45°设置颈部料位检测口8。通过本体料位检测口2和颈部料位检测口8，可以人工或自动检查粉料的位置。

所述粉料出口f位置处设有用于控制粉料流动的控制阀门（未图示）。该控制阀门手动或自动控制粉料的堆积和流动，以及流动速度，与粉料进口e中的粉料流速以及水夹套水位和过热蒸汽温度连锁保护，在缺水以及过热蒸汽温度异常时放空，在初始运行时关闭，待粉料达到超过蒸汽过热器翅片管位置以上限定位置时，开启控制阀门开启放料运行。

所述粉料进口e的水平端侧设有一防爆装置5，用于防止水夹套1内的粉尘或易燃易爆气体爆燃，保护设备安全。所述防爆装置5用螺丝固定在粉料进口通道侧面，与垂直设置的粉料进口连通，其为圆柱形结构，也可以为方形结构。

如图3、图4所示，所述防爆装置5包括防爆座38、多个螺柱34、多个螺母32、起爆盖板31、密封填料37、密封压环36、螺旋圆柱弹簧35、第一保温层39和第二保温层310。

如图1、图3所示，所述防爆座38与所述粉料进口的侧面连接。如图3、图4所示，多个螺柱34沿所述防爆座38呈圆周向上延伸。多个所述螺母32螺纹配合于多个所述螺柱34的上端。所述起爆盖板31套设于多个所述螺柱34，且与所述防爆座38间隔设置。所述密封填料37设于所述防爆座38上端。所述密封压环36自所述起爆盖板31向所述密封填料37延伸至其内部。所述螺旋圆柱弹簧35套设于所述螺柱34且位于起爆盖板31和螺母32之间。所述螺母32和螺旋圆柱弹簧35之间还可以设置垫圈33。所述第一保温层39沿所述防爆座38圆筒内侧设置，所述第二保温层310设于所述起爆盖板31和第一保温层39之间。所述第一保温层39和第二保温层310采用优质硅酸铝纤维板或类似隔热保温材料进行隔热保温。

防爆装置作用原理：当粉料进口通道发生爆燃时，在通道空间会产生巨大的压力，在巨大压力下，起爆盖板31被打开，螺旋圆柱弹簧35被压缩，通道内压力被释放，在螺旋圆柱弹簧35作用下，起爆盖板31复位。

实施例二

在本实施例中，所述高温粉料余热蒸汽发生设备中的所述传热元件为顺列型蛇形螺旋翅片管（指多组蛇形螺旋翅片顺列设置）组成的各传热部件。各组传热元件的各排翅片管布置在同一水平面上，为顺列布置结构，上下各排翅片管在同一条铅垂线上。本实施例提供的所述高温粉料余热蒸汽发生设备的其它结构及连接关系与实施例一相同。

实施例三

在本实施例中，所述高温粉料余热蒸汽发生设备为保证蒸汽和过热蒸汽有较大的储存空间，以及降低蒸汽和过热蒸汽的流速，提高其受热时间，所述过热器管径大于第二级蒸发器管径，所述第二级蒸发器管径大于第一级蒸发器和节能器管径。具体为，所述蒸汽过热器的管径为φ38mm，所述二级蒸发器的管径为φ32mm，所述一级蒸发器的管径为φ25mm，所述节能器的管径为φ25mm。

本实施例提供的所述高温粉料余热蒸汽发生设备的其它结构及连接关系与实施例一相同。

实施例四

在本实施例中，所述高温粉料余热蒸汽发生设备分水箱进水接口直接联通水夹套软水出口，过热蒸汽的最大压力来源于水夹套的压力，水夹套上面布置有通大气管，因此设备产生常压或低压过热蒸汽。

本实施例提供的所述高温粉料余热蒸汽发生设备的其它结构及连接关系与实施例一相同。

实施例五

在本实施例中，所述高温粉料余热蒸汽发生设备分水箱进水接口匹配低压或较高压水泵，该匹配水泵联通水夹套的软水出口或软水箱出水口，就能产生较高压过热蒸汽。

本实施例提供的所述高温粉料余热蒸汽发生设备的其它结构及连接关系与实施例一相同。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，改变冷却用传热介质，产生热水或蒸汽或热油或热风，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

设计图

一种高温粉料余热蒸汽发生设备论文和设计

一种高温粉料余热蒸汽发生设备论文和设计-许永宏

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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