一种新型废 热锅炉的结构设计

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1、第48卷第6期化工设备与管道Vo1．48No．62011年12月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGDec．2011一种新型废热锅炉的结构设计刘牧，徐鹏，秦宗川，朱金花(合肥通用机械研究院，合肥230031)摘要：介绍了一种湿法脱硫制酸装置中新型废热锅炉的工艺参数和整体结构，结合实际生产运行中设备可能发生的失效模式，着重阐述了废热锅炉管板、管板与换热管连接形式及耐热防护等重要结构部件的设计和改进。关键词：废热锅炉；管板；应力分析；内孔焊；耐热防护中图分类号：TQ050；TH49文献标识码：A文章编号：1009—3281(2011)0

2、6-0006-04StructuralDesignforWasteHeatBoilerwithNewStructureLIUMu，XUPeng，QINZong-chuan，ZHUJin-hua(HefeiGeneralMachineryResearchInstitute，Hefei230031，China)Abstract：Inthisarticle，theparametersandstructureofonenewwasteheatboilerusedinwetgassulphuricacidunitwereintro—duced．With

3、thefailuremodespossiblyappearedintheoperationoftheboiler，thedesignandimprovementsinthestructuresofimportantparts，suchasthetubesheet，theconnectionjointoftubesheetandtubesandheatresistantprotectionlayer，weredescribedemphatically．Keywords：wasteheatboiler；tubesheet；stressanalys

4、is；innerholewelding；heatresistantprotection近年来，为了使石化、炼油、冶金、煤化工等行业变，结构更简单且便于操作，但其操作压力较高，对生产中所产生的含硫酸性尾气排放达标并实现硫回实际生产运行时的操作控制要求和换热设备的要求收资源化，我国大规模引进各种硫回收工艺，其中一也相应提高。本文以某厂煤代气项目制酸装置中废种新型高效的WSA湿法制酸工艺被逐渐推广。该热锅炉为例，对其主要结构及部件的设计、耐热防护工艺由丹麦托普索公司开发，利用专用催化剂将酸等方面进行了详细描述，并针对一些设计改进进行性气中的各种硫化

5、物转化为浓硫酸，具有能耗低、硫了讨论，供广大工程技术人员参考。该废热锅炉的回收率高、适用范围广等优点，目前国内已建成或在主要技术参数见表1，结构形式见图1。建的已有20余套。表1新型废热锅炉主要技术参数WSA湿法制酸工艺分为燃烧、换热、转化、冷凝四个阶段，其中换热阶段是采用一种新型的废热锅炉来实现。废热锅炉将燃烧产生的含SO：的工艺气冷却至工艺要求的温度范围内，并回收热量产出中压蒸汽，一方面为后续转化阶段的正常实现提供了必备工艺条件；另一方面为工厂的动力应用、工艺用气等提供了蒸汽源，在实现硫回收环保功能的同时实现了一定的能量回收。由于WSA装

6、置为连续性操作装置，废热锅炉必须在高温、高压条件下持续安该废热锅炉管程介质为高温工艺气，壳程介全有效地运行，因此它的可靠性直接影响整套工艺质为锅炉水，经过换热后产出中压饱和蒸汽。设装置的运行。合肥通用机械研究院结合一系列工程备高温侧热端管板外表面设耐热防护层；换热管项目针对该类型废锅进行了大量的研究工作。和中心管内设置一段刚玉保护套管；壳程简体下1技术参数和结构介绍收稿日期：2011-08-31与以往国内大量应用的典型的克劳斯工艺脱硫作者简介：刘牧(1985一)，男，安徽灵璧人，助理工程师。主要从事装置废热锅炉不同，该新型废热锅炉管程介质无相

7、压力容器设计工作。2011年12月刘牧，等．一种新型废热锅炉的结构设计·7·部设开车蒸汽及问歇和连续排污口；中一t2,管尾端工艺气的流量，从而控制冷端管箱出口工艺气的设有高温烟气调节装置，可以通过调节翻板调节温度。气出口间歇吹扫口图1新型废热锅炉结构采用了挠性薄管板结构，利用有限元分析软件AN—2重要结构部件设计SYS对管板进行局部应力校核，并按照JB4732—2．1管板1995(钢制压力容器——分析设计标准》的应力分管板是废热锅炉的重要承压部件之一，其两侧类与评定方法对计算结果进行评定。运用有限元分压差、温差都很大，工况条件非常苛刻，因此也

8、是使析方法计算出的薄管板厚度可以在满足设计条件用过程中容易损坏的关键部件，其设计的可靠性直下，协调内压和温差之间的矛盾，最大程度降低沿板接关系到废热锅炉的安全性、经