上海炫风实业集团有限公司
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本文介绍了一种带蓄热岛的碳素余热锅炉，该余热锅炉既能有效回收碳素余热，又能净化烟气满足节能减排的要求。
前言
碳素是将石油焦中的挥发份煅烧干馏后的产品。碳素是电极的主要生产原料。我国每年碳素产量为2600多万吨，我国中型规模以上碳素生产企业有130多家，这些生产厂家主要分布在鲁西南地区。碳素生产过程中，挥发份燃烧后会产生（850～950）℃的余热烟气。由于布风不均，会有少部分挥发份不能燃尽，因此，往往造成余热烟气中存有少量的CO和烯烃类可燃气体。碳素生产在为社会创造效益的同时，也严重污染了人类生活的环境。
1 现有碳素余热回收设备存在的问题
在我国，碳素余热仅在鲁西南的北部地区几家单位用换热器进行回收，其余全都排进大气。用现有的换热器回收余热，一方面仅能产生热水或饱和蒸汽用于民用，不能产生过热蒸汽发电，利用率很低，而且锅炉运行效果非常不好。
现有碳素余热回收设备暴露出很多问题：
(1)换热器受热面面积布置严重不足，导致换热器吸热能力偏低，换热器烟气出口温度仍高达（500～600）℃，余热利用率很低，造成资源浪费。
(2)换热器的结构布置不合理，检修空间狭小，很多部位甚至没有预留检修空间，检修维护困难。
(3)换热器钢结构没有热应力补偿手段，换热器运行时换热器的受热面容易过烧开裂，导致换热器漏水，同时换热器的炉墙结构不合理，导致换热器散热损失偏高。
2 一种带蓄热岛的碳素余热锅炉
鉴于碳素余热回收的必要性，以及现有碳素余热回收设备存在的问题，为保护环境、节能减排，满足碳素生产企业的需求，我公司开发了一种带蓄热岛的碳素余热锅炉，可以将烟气温度由1000℃降到200℃以下，满足引风机对温度的要求，既能有效回收余热发电，又能净化烟气，满足当今节能减排的要求。
带蓄热岛的碳素余热锅炉，是在锅炉的炉膛中央布置一个绝热的耐火蓄热岛。其结构为圆塔形，由耐火砖砌筑或耐火混凝土捣打而成，设置在余热烟气入口位置。运行时，该装置的温度一般在1000℃左右。其尺寸大小根据炉膛大小，以及蓄热、导流的要求而定。
新型带蓄热岛的碳素余热锅炉，其特征在于：在D型布置锅炉的炉室左右两侧布置膜式水冷受热面，炉室中间布置一个蓄热岛。炉膛后部布置过热器。炉膛左侧布置了上、下锅筒和高、低温对流管束，对流管束出口布置省煤器。碳素余热锅炉结构见图1。
QC9/950-4-1.25/250型碳素余热锅炉具体参数如下：
入口烟气量 Q=9000Nm3/h
入口烟气温度 Tr=950℃
烟气成分：CO2=17.5%
N2=69.8%
O2=2.1%
H2O=10.6%
锅炉工作压力 P=1.25MPa
过热蒸汽温度 Tgr=250℃
锅炉蒸发量 D=4t/h
排烟温度 Tpy=200℃
给水温度 Tgs=80℃
带蓄热岛的碳素余热锅炉烟气流程是：烟气自锅炉前侧进入炉膛，经蓄热岛扰流后，依次经过过热器、高温段对流管束、低温段对流管束,最后经省煤器后排出。
带蓄热岛的碳素余热锅炉汽水流程是：给水首先进入省煤器预热后进入上锅筒，经低温段对流管束、高温段对流管束又回到上锅筒经汽水分离后，进入过热器继续过热，最后过热蒸汽由过热器出口集箱引出。
特点如下：
(1)炉膛内布置蓄热岛，利于余热烟气中未燃尽的CO等气体及时燃烧，减少气体未燃尽化学损失，提高锅炉效率；
(2)炉膛内布置蓄热岛，可以在余热烟气温度波动较大时，调节烟气温度波动幅度，保证锅炉参数相对稳定；
(3)炉膛内布置蓄热岛，可以用改变蓄热岛形状调节过热器的性能，适应不同的工况和用户；
(4)D型布置结构，使锅炉紧凑美观，造价低；
(5)锅炉受热面面积足够，余热可最大限度地回收，同时满足引风机对温度的要求；
(6)各部分受热面均采用顺列布置，避免积灰；
(7)设置合理的炉墙结构，降低锅炉散热损失，提高锅炉效率。
3 结束语
带蓄热岛的碳素余热锅炉充分考虑了碳素生产行业的特点，结构紧凑美观，适应能力强，余热利用率高，运行稳定，是碳素生产行业值得信赖的好产品。
