[科普中国]-螺旋管废热锅炉

螺旋管废热锅炉是废热锅炉的一种结构形式，其结构组成有立式壳管式换热器，气体分布器、双套管螺旋管、集流箱、汽水分离器、降水管等。它的结构特点是采用了半螺旋状的双套管结构。优点是结构紧凑，能与裂解炉联合在线清焦，雾沫夹带少，使用原料范围广，操作安全。缺点是结构复杂，用材讲究，检修困难，造价较高1。

结构原理螺旋管废热锅炉废热锅炉主要由废热锅炉本体、汽包及上升管和下降管组成。废热锅炉本体其实质是一台蒸发换热设备， 热源为高温过程气， 被加热介质为接近饱和的锅炉水； 汽包应具有足够的蒸汽容积和水容积， 主要作用是使本体中换热管在热负荷作用下能持续得到适当的水量， 并由汽包的高位系统及汽水密度差获得一定的循环动力， 以满足水循环可靠性的各项要求； 汽包内部设置汽水分离装置， 使汽水混合物在汽包内充分分离， 得到含水及杂质少的蒸汽；锅炉给水在进入废热锅炉本体前在汽包内加热到饱和， 提高了循环动力； 饱和的锅炉水经下降管流入废热锅炉本体进行加热蒸发， 本体中的汽水混合物经上升管流入汽包， 如此循环达到废热锅炉系统的安全运行； 根据汽包的独特作用， 一般汽包内不能设置蒸发换热管， 以免影响水循环和废热锅炉本体的安全可靠性2。

特点与普通锅炉相比，螺旋管废热锅炉的主要特点是：

①高温高压，如合成氨生产中重油气化炉后的废热锅炉，进口气温为1350℃，压力为3.2～4.0MPa；

②急冷，在某些工艺过程（如石油烃裂解制乙烯）中，为减少副反应，须尽快地将气体降温，因而废热锅炉应具有高的传热速率；

③严格控制气体出口温度，高温气体（如裂解气）冷却时，若温度低于高沸点组分的露点，这些组分将冷凝析出。如果其中含有腐蚀性气体（如SO3），还会形成酸雾，腐蚀设备；

④粉尘含量高，某些高温气体含有粉尘（如酸厂沸腾炉出口炉气含尘量约200g/m，石油裂解气则含有炭黑等微粒），必须在结构上充分考虑粉尘堵塞和冲刷磨蚀；

⑤低的压力降，气体的压力降必须控制在工艺条件许可的范围内；

⑥密封，有些高温气体是易燃、易爆或有毒的，这时密封常成为废热锅炉生产设计中的难题3。

存在问题（1）锅炉用软水质量问题 锅炉用软水水质差， 导致换热列管结垢， 影响产汽量。软水中含盐量高， 在换热列管外管壁形成水垢， 水垢对传热过程有很大阻碍。

（2）列管、中心管焊接质量引起的故障 这类故障大都集中于一些角焊缝， 及在焊后不能用X射线探伤检查的焊道上， 多为夹渣、气孔、未熔合、未熔透等缺陷， 其强度难以适应设备在生产运行中的热胀冷缩而产生裂漏。

（3）设计安装上存在的问题 不能忽视了设备运行中热胀冷缩的变化。

（4）使用过程中存在的问题 未严格按工艺指标操作， 超温、锅炉缺水、“干锅”等异常情况引起故障。未按要求对废热锅炉内部耐热衬里进行烘炉， 锅炉在更换下来后发现内部耐热衬里有大量裂纹2。

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学