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余热锅炉的发展概况及前景

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八十年前美国首先在铜反射炉后装设余热锅炉,开始做回收余热的尝试,五十年前在炼钢平炉后面开始装设余热锅炉。在这几十年中,世界各国对余热锅炉也不同程度地进行了一些研制工作,而进展却一在不快。其原因除了是对余热利用可能重视不够之外,但更主要的是没有掌握好它的规律。五十年代以后,余热利用才得到较快的发展。尤其六十年代闪速熔炼技术的出现,对余热锅炉的研制工作更起了促进的作用,使积灰、腐蚀.磨损等方面的问题都逐步得到了较好的解决。现仅以有色冶金余热锅炉为例,进一步说明籴热锅炉的发展情况。它基本上可以分为初期、中期和成熟期三个阶段。

在初期阶段中,对有色冶金籴热的特点和烟气、烟尘的特性等了解的很不够,错误地把余热锅炉等同地当做一般锅炉来对待,以为把一般通用的锅炉装上去即可达到回收余热的目的了。在这样的情况下,各国先后设计了一些余热锅炉。图卜1一1是美国在1900年在安纳康达铜冶炼厂反射炉后装的斯达林型余热锅炉,这些锅炉运行不久即被积灰堵死。如图1一1一2所示的余热锅炉经过两星期的实际运行,通风损失从12毫米水柱增加到73毫米水柱。被迫停炉检查发现炉内通道几乎全部被烟尘堵死,且部分钢管有被严重磨损的痕迹。分析积灰的主要原因,是由于姻气进人第一通道时,首先和锅炉管成横向冲刷,在下部灰斗处亦成横向冲刷,在炉膛中间又布置了受热面,使烟气和烟尘的辐射敖热不能很好地进行,从而使烟尘大量地粘附在管壁上。下部灰斗的砖面没有水冷壁保护,加上烟气转向第二通道时产生的涡流,从而也加剧了烟尘的堆积。

为了解决严重的积灰问,经过反复的研究和改进,从而进人了中期发展的阶段。这些余热锅炉的特点是都有一个较大的辐射冷却室。辐冷却室的主要作用是把烟温降低到某一特定的温度以下,使烟尘由熔融状态变成固体颗粒,并在其中沉降下来,然后烟气再进人对流区,这样做虽然使积灰问题有所改善,但每当冶炼原料、燃料种类有所改变,或冶金炉负荷需要强化时,就经常出现严重的积灰,而以下锅筒处为严重,往往迫使余热锅炉停炉清灰,以致影响了正常工艺生产。以上说明这种型式的余热锅炉是还没有根本过关的。

鉴于上述情况,而取消了下锅筒,并把上锅筒和集箱都移至炉外,把对流受热面改为纵向冲刷的屏式受热面,有的还主张把自然水循环改为强制水循环。这样到六十年代末及七十年代初即发展到了较为成熟的第三阶段。在这个阶段中,有色冶金用余热锅炉的结构型式本上有两种。一种为多通道式余热锅炉,烟气在锅炉中成多回程式流动。另一种是直通式余热锅炉,烟气在锅炉内不转弯,成直流式流动。实践证明,这些余热锅炉经长期运行都是比较正常和可靠的。

上述这些余热锅炉在结构布置上虽各有它独特的地方,但在防止积灰、防止腐蚀、防止磨损等方面本上都得到了解决,代表了当前的世界先进水平·但是,随着工业的发展,工艺流程的革新,肯定将会对余热锅炉提出更新的课题和要求。

 

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