[科普中國]-螺旋管廢熱鍋爐

螺旋管廢熱鍋爐是廢熱鍋爐的一種結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)組成有立式殼管式換熱器，氣體分布器、雙套管螺旋管、集流箱、汽水分離器、降水管等。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用了半螺旋狀的雙套管結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，能與裂解爐聯(lián)合在線清焦，霧沫夾帶少，使用原料范圍廣，操作安全。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用材講究，檢修困難，造價(jià)較高1。

結(jié)構(gòu)原理螺旋管廢熱鍋爐廢熱鍋爐主要由廢熱鍋爐本體、汽包及上升管和下降管組成。廢熱鍋爐本體其實(shí)質(zhì)是一臺(tái)蒸發(fā)換熱設(shè)備， 熱源為高溫過程氣， 被加熱介質(zhì)為接近飽和的鍋爐水； 汽包應(yīng)具有足夠的蒸汽容積和水容積， 主要作用是使本體中換熱管在熱負(fù)荷作用下能持續(xù)得到適當(dāng)?shù)乃浚?并由汽包的高位系統(tǒng)及汽水密度差獲得一定的循環(huán)動(dòng)力， 以滿足水循環(huán)可靠性的各項(xiàng)要求； 汽包內(nèi)部設(shè)置汽水分離裝置， 使汽水混合物在汽包內(nèi)充分分離， 得到含水及雜質(zhì)少的蒸汽；鍋爐給水在進(jìn)入廢熱鍋爐本體前在汽包內(nèi)加熱到飽和， 提高了循環(huán)動(dòng)力； 飽和的鍋爐水經(jīng)下降管流入廢熱鍋爐本體進(jìn)行加熱蒸發(fā)， 本體中的汽水混合物經(jīng)上升管流入汽包， 如此循環(huán)達(dá)到廢熱鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行； 根據(jù)汽包的獨(dú)特作用， 一般汽包內(nèi)不能設(shè)置蒸發(fā)換熱管， 以免影響水循環(huán)和廢熱鍋爐本體的安全可靠性2。

特點(diǎn)與普通鍋爐相比，螺旋管廢熱鍋爐的主要特點(diǎn)是：

①高溫高壓，如合成氨生產(chǎn)中重油氣化爐后的廢熱鍋爐，進(jìn)口氣溫為1350℃，壓力為3.2～4.0MPa；

②急冷，在某些工藝過程（如石油烴裂解制乙烯）中，為減少副反應(yīng)，須盡快地將氣體降溫，因而廢熱鍋爐應(yīng)具有高的傳熱速率；

③嚴(yán)格控制氣體出口溫度，高溫氣體（如裂解氣）冷卻時(shí)，若溫度低于高沸點(diǎn)組分的露點(diǎn)，這些組分將冷凝析出。如果其中含有腐蝕性氣體（如SO3），還會(huì)形成酸霧，腐蝕設(shè)備；

④粉塵含量高，某些高溫氣體含有粉塵（如酸廠沸騰爐出口爐氣含塵量約200g/m，石油裂解氣則含有炭黑等微粒），必須在結(jié)構(gòu)上充分考慮粉塵堵塞和沖刷磨蝕；

⑤低的壓力降，氣體的壓力降必須控制在工藝條件許可的范圍內(nèi)；

⑥密封，有些高溫氣體是易燃、易爆或有毒的，這時(shí)密封常成為廢熱鍋爐生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的難題3。

存在問題（1）鍋爐用軟水質(zhì)量問題 鍋爐用軟水水質(zhì)差， 導(dǎo)致?lián)Q熱列管結(jié)垢， 影響產(chǎn)汽量。軟水中含鹽量高， 在換熱列管外管壁形成水垢， 水垢對(duì)傳熱過程有很大阻礙。

（2）列管、中心管焊接質(zhì)量引起的故障 這類故障大都集中于一些角焊縫， 及在焊后不能用X射線探傷檢查的焊道上， 多為夾渣、氣孔、未熔合、未熔透等缺陷， 其強(qiáng)度難以適應(yīng)設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行中的熱脹冷縮而產(chǎn)生裂漏。

（3）設(shè)計(jì)安裝上存在的問題 不能忽視了設(shè)備運(yùn)行中熱脹冷縮的變化。

（4）使用過程中存在的問題 未嚴(yán)格按工藝指標(biāo)操作， 超溫、鍋爐缺水、“干鍋”等異常情況引起故障。未按要求對(duì)廢熱鍋爐內(nèi)部耐熱襯里進(jìn)行烘爐， 鍋爐在更換下來后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部耐熱襯里有大量裂紋2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)