《压力容器结构与制造》课件-废热锅炉的原理与结构

废热锅炉的原理与结构废热锅炉的分类废热锅炉主要零部件结构23目录CONTENTS废热锅炉的工作原理1废热锅炉废热锅炉是指利用工业过程中多余的热量产生蒸汽的设备,其主要设备为锅炉本体和汽包，辅助设备有给水预热器、过热器等。废热锅炉也称为“余热锅炉”、“急冷器”或“激冷器”。应用于：化工、电力、船舶、石油平台等领域。一、废热锅炉的工作原理废热锅炉是通过回收和利用工业烟气中的高温废热，将其转化为热水、蒸汽或热风，实现能源的再利用。废热锅炉的工作原理基于热力学原理，其主要任务是从产生高温废气的工艺过程中回收能量，并将其转化为热能或蒸汽。废热锅炉主要由烟道、换热器、蒸汽集箱、给水装置、排气装置等组成。二、废热锅炉的分类废热锅炉按结构划分管壳式烟道式双套管式列管式、盘管式、插入式、双套管式、U形管式和直流式自然循环、强制循环二、废热锅炉的分类按汽水循环方式自然循环废热锅炉传热管内(或管外)的水吸收热量后形成的汽水混合物沿上升管而进入汽包,在汽包中汽和水经过分离后,锅炉水则沿下降管而重新进入传热管内(或管外)，形成循环。这种循环是靠汽水混合物与锅炉水的重度差而实现的。强制循环废热锅炉汽水混合物和锅炉水的循环是靠泵来实现。直流废热锅炉用泵将给水强制通过加热管中,一次通过即汽化达80%~90%,故汽水混合物分离后的水很少,不需要采用大的汽包储存和循环,仅加入给水即可。二、废热锅炉的分类按高温气体的流程方式废热锅炉火管废热锅炉水管废热锅炉沸水从汽包经下降管流入锅炉底部，在管壁受热，变为汽水混合物，由上升管返回汽包。沸水流过管内,高温气体流经管外，因锅炉的壳体不承受蒸汽压力，适用于生产高压蒸汽。可分为自然循环式和强制循环式。三、废热锅炉主要零部件结构1.管板管板是管壳式废热锅炉中的主要零部件,其既要承受高压,又要经受高温介质的冲蚀,工作条件很苛刻。常用的管板有平管板、折边管板、椭圆形管板、碟形管板和挠性管板。平管板平板折边管板具有加撑管的挠性管板三、废热锅炉主要零部件结构2.管子与管板的连接在制造中,管子与管板的焊接必须按操作规程进行,特别是管板和管子的异种钢焊接结构及焊接操作规范。设计中也要尽可能避免管板和管子的异种钢焊接结构。三、废热锅炉主要零部件结构3.管板与壳体的连接废热锅炉的管板与壳体的连接有对接焊与角焊两种形式。对接焊结构如图3-72所示,其焊接应力较小,焊缝质量较高；它适用于压力大于1.6MPa的大直径的高压废热锅炉的焊接结构。图3-73所示为角焊缝结构形式，这种形式用于管板厚度较薄,而且管板与壳体厚度相近，废热锅炉的直径较小，压力不太高的场合。图3-72管板与壳体的对接焊结构图3-73管板与壳体的角焊结构三、废热锅炉主要零部件结构4.高温管箱及接管的热防护结构在高温管箱及接管中,由于高温、高速气体的冲击,引起设备结构产生热应力、热疲劳和高温腐蚀,容易导致构件的破坏。因此,必须根据各种场合的具体条件,采取适当的热防护措施,设法降低部分构件的温度,或者尽可能减小温度的波动,改善其操作条件,以提高设备的寿命。图3-74高温介质进气口接管结构耐热隔热材料三、废热锅炉主要零部件结构5.气体进口分配器良好的气体分布可以保证每根管子中的流量基本相同,使各传热管的热负荷均匀,并能减少管内的清焦或清扫。在国内的乙烯装置中,气体进口分配器目前使用的主要有两种结构形式,即“北京房山”型和“上海金山”型。图3-80所示为“北京房山”型的两种结构。图3-80“北京房山”型急冷废热锅炉进口分配器三、废热锅炉主要零部件结构5.气体进口分配器图3-81所示为“金山”型的两种结构。这两种结构都具有两个裂解气进口,分