《高温含灰立式废热锅炉的结构设计》.pdf

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1、第42卷第3期化工机械37l高温含灰立式废热锅炉的结构设计安连想齐波张合生徐祥(1．天华化工机械及自动化研究设计院有限公司；2．中国科学院工程热物理研究所)摘要介绍了输运床气化系统的工艺流程，针对输运床气化中试装置的废热锅炉工艺条件，将整体立式结构废热锅炉分成3段，对关键部件(管板和换热管连接处)的温度场进行分析。基于温度场的分布，对关键受压元件(挠性薄管板)进行了强度的应力场分析和优化设计，根据废热锅炉整体设备的现场试车情况，基本达到了运行的要求，可为类似设备的工业化和进一步推广应用提供参考。关键词立式废热锅炉挠性薄管板

2、结构设计有限元分析中图分类号TQ051．5文献标识码A文章编号0254~094(2015)03—0371—05整体煤气化联合循环发电(IntegratedGasifi．废热锅炉，废热锅炉中工艺气体具有高温、高压、cationCombinedCycle，IGCC)可以实现燃煤的高较高含灰量、强还原性及腐蚀性等特点。因此，对效、清洁和多样化利用，是21世纪主要的洁净煤废热锅炉的设计、制造提出了很高的要求。笔者发电方式之一⋯。IGCC发电技术具有较高的供针对输运床气化中试装置的废热锅炉工艺条件，电效率，目前循环效率可达42％一4

3、5％，其中煤将废热锅炉分成3段，整体采用立式结构，进行工气化后显热回收部分对供电效率的影响在4％～艺计算和强度优化设计。5％。废热锅炉是显热回收利用中的关键设备。1工艺流程主流煤气化技术有气流床气化、流化床气化输运床气化技术中(图1)，通过煤进料系统和固定床气化。针对我国储量丰富的低阶煤和高将粉煤加入气化炉，粉煤与空气或氧气与蒸汽进灰熔点、高灰分的煤，中国科学院工程热物理研究行气化反应生成工艺气，其主要成分有H、CH、所正在研发粉煤加压密相输运床气化技术，该技CO、CO：及N2等，灰分以飞灰形式随高温高压煤术具有煤种适应性

4、好、气化方式灵活、可靠性和可气进入废热锅炉，工艺气温度经废热锅炉需从用率高及易于大型化等特点，是国际上正在研发、950～1050qC降至350oC左右，同时产生中压蒸示范的新一代煤气化技术。输运床技术中(图汽。工艺气中的灰分经颗粒控制系统移除，相对1)，煤中灰分则以飞灰形式随高温高压煤气进入纯净的工艺气经脱硫工段，进入下游工序。成气图1输运床气化技术流程框图中国科学院院地合作项目(YDJDBNJ-2011-003)，连云港市工业攻关项目(CGIO11)。安连想，男，1982年4月生，工程师。甘肃省兰州市，730060。第4

5、2卷第3期化工机械375锅炉结构是安全合理的，并已获得了中国专利。工程热物理研究所，2007．它的成功研发和安全运行，有效地解决了高温含[2]JB4732—1995(2005年确认)，钢制压力容器——分析设计标准[s]．北京：新华出版社，2005．灰气体的余热回收问题，为类似设备的工业化和进一步推广应用提供了参考。(收稿日期：2014—03-26)参考文献[1]徐祥．IGCC和联产发展研究[D]．北京：中国科学院StructuraIDesignofVerticaIWasteHeatBoilerforHigh--temper

6、atureAsh·-containingProcessANLian—xiang，QIBo，ZHANGHe—sheng，XUXiang(1．TianhuaChemicalMachineryandAutomationInstituteCo．，Ltd．，Lanzhou730060，China；2．CSAInstituteofEngineeringThermophysics，Beqing100190，China)AbstractThegasificationsystemforconveyingbedwasintroduced．Co

7、nsideringthewasteheatboiler’Sprocessconditionsingasification，thewasteheatboiler’Sdesignwasdividedintothreepartsandaverticalstructurewasadopted．Havingtemperaturefieldofkeycomponents(jointsfortubeplateandheatexchangetubes)analyzedandtemperaturefielddistributionbased

8、toanalyzekeypressureparts’(flexiblethintubeplate)stressfieldandtooptimizetheirdesign．Testingthewasteheatboilerin-siteshowsthatthisdesignede-quipmentcanm