双层套管式废热锅炉结构及有限元应力分析.pdf

罗 　鸣 　　双层套管式废热锅炉结构及有限元应力分析 ·35 · 双层套管式废热锅炉结构及有限元应力分析 罗 　鸣 (南化集团研究院 ,江苏 南京 210048) 〔摘 　要〕介绍了双层套管式废热锅炉结构和有限元应力分析。分析表明 ,双层套管结构对于提高管壁温度、 防止低温腐蚀、减少管板应力十分有效。 〔关键词〕废热锅炉 ; 结构 ; 有限元分析 ( ) 〔中图分类号〕T K2294 　　〔文献标识码〕A 　　〔文章编号〕1002 - 1507 2001 03 - 0035 - 03 尘的催化作用 ,将渗透到管壁的 SO2 转化成 SO3 , 1 　前言 造成换热管的高温腐蚀。在温度 600～650 ℃下 , 我国有硫酸生产厂约 500 余家 ,其中 40 kta 矿尘的催化作用尤其明显。因此 ,设计要尽可能 规模以下的约有 300 余家 ,大多数小型硫酸厂的 减少管壁结灰。采用立式结构 ,不易结灰 ,即使结 高温废热没有利用。这次某化工冶炼厂 20 kta 灰清理也较方便。 ( 锌精矿制酸装置采用套管式火管汽化冷却器 废 ) 热锅炉 利用硫酸生产的废热副产蒸汽 ,该型式的 废热锅炉为小型硫酸厂开拓了高温废热利用的途 径。 2 　废热锅炉结构及特点 2 1 　结构 该锅炉为立式火管锅炉 , 壳体 2 400 mm , 换热器外管 203 mm ×65 mm 、内管 180 mm 图 1 　管板及管子的防护结构 ×8 mm , 内外管之间充填 SiC 粉。管板进气端面 b 　采用了自然循环和充填 SiC 粉的套管结 涂覆硅酸盐耐火泥 ,管子入口端内衬耐热合金保 构。锅炉采用自然循环方式 ,壳程为水。炉气通 护套管。 过换热管时 ,如果受热面管壁温度低于露点 ,气体 该锅炉壳程为水 , 产生 10 MPa 的饱和蒸 中形成的硫酸蒸汽将凝结成液体硫酸而腐蚀管壁 汽 ,设计温度为 180 ℃,炉气入口温度为 950 ℃、 ( ) 3 即低温腐蚀 。炉气的露点温度大致在 190 ～ ρ = 100～200 gm 尘 230 ℃。因此换热管采用套管结构 ,在内、外管之 管板及管子的防护结构见图 1 。 间充填 SiC 粉 , 以增加热阻,避免内管壁温度过 2 2 　特点 低 ,防止露点腐蚀。 a 　采用立式火管结构 ,不易结灰。在炉气 c 　采用薄管板结构 ,上管板为防止蒸气产 中含有过剩氧的情况下 ,氧通过附着于管壁的矿 生“死