CN101149145B - 一种积木式蓄热燃烧全辐射锅炉 - Google Patents

Abstract

一种积木式蓄热燃烧全辐射锅炉，包括燃气锅炉本体，其特征是：在炉膛内只设置由膜式水冷壁构成的封闭辐射受热面，在炉膛的前端设置上、下两个高温喷嘴，并分别和上、下两个蓄热体相连通，上、下两个蓄热体又分别通过四通换向阀与鼓风机、引风机相连通；天然气源通过天然气调节阀与高温喷嘴相连通；上、下天然气调节阀、四通换向阀、引风机、鼓风机又分别通过电路与自动控制单元相连。可将上述一定吨位的锅炉作为单元锅炉，再将若干单元锅炉并排相互连接，组合成所需吨位的锅炉；相邻两个单元锅炉间共用一个侧膜式水冷壁。该发明设计和制造工艺简单，节省钢材及砌筑材料、燃烧效率高、升温快、使用寿命长、减少CO₂、NOx排放量。

Description

一种积木式蓄热燃烧全辐射锅炉

技术领域

本发明涉及一种工业锅炉，特别是一种完全辐射式燃气锅炉

背景技术

目前市面上已有的各式工业锅炉，都具有辐射受热面、对流受热面，而且工作压力越低其对流受热面所占的比例也就越大，例如一台3.82MPa的燃气锅炉，除了在炉膛中布置辐射受热面之外，还要在上下锅筒之间布置对流管束，在尾部受热面布置一、二级省煤器和空气预热器，从金属耗量来比较，对流受热面所用金属的重量约是辐射受热面重量的3倍，锅炉设计、制造工艺复杂、钢材耗量大，同时炉膛升温慢、使用寿命短，并且还有相当多的热量及CO₂、NOx随烟气排放到大气中造成能源的浪费及环境的污染。

发明内容

本发明的目的就是为了克服己有技术的不足和缺陷，提供一种结构简单、设计、制造加工方便、节省钢材、燃烧效率高、升温快、使用寿命长、减少CO2、NOx排放量、有利于环保的积木式蓄热燃烧全辐射锅炉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该发明，包括燃气锅炉本体，其中：a、炉膛内只设置由前膜式水冷壁4、后膜式水冷壁6和侧膜式水冷壁5相互连接构成的封闭全辐射受热面；b、在炉膛的前端设置上、下两个高温喷嘴，即上高温喷嘴20和下高温喷嘴22，在每个高温喷嘴内，都设置有天然气通道34和高温空气、烟气通道35；天然气通道34的前端出口与炉膛18相连通，另一端则通过天然气调节阀与天然气源29相连通；高温空气、烟气通道35的前端出口，也与炉膛18相连通，另一端则通过蓄热体与四通换向阀26相连通，四通换向阀26又分别通过空气管路32和烟气管路33与鼓风机28和引风机27相连通；上、下天然气调节阀、四通换向阀26、引风机27、鼓风机28又分别通过电路与自动控制单元30相连；

其特征是：将上述一定吨位的蓄热燃烧全辐射锅炉，作为单元锅炉，将2-10个单元锅炉并排连接，组合成所需吨位的锅炉，相邻两个单元锅炉间，共用一个侧膜式水冷壁5及上、下集箱；每个单元锅炉都设置有各自的炉膛18、上高温喷嘴20、下高温喷嘴22、上蓄热体21、下蓄热体23、上天然气调节阀24、下天然气调节阀25以及四通换向阀26；多个单元锅炉共用一个天然气源29、一个引风机27、一个鼓风机28、一个自动控制单元30；各单元锅炉的上、下天然气调节阀、四通换向阀26、引风机27、鼓风机28，分别通过电路与自动控制单元30相连。

所说的单元锅炉可设计成1吨、2吨……10吨，如单元锅炉设计为5吨锅炉，根据不同需要可将若干个5吨锅炉进行积木式排列组合，就构成10吨、15吨、20吨、25吨……锅炉。该发明的鼓风机28、引风机27可通过变频装置调节负荷及风量的大小。

将各单元锅炉的蒸汽阀3与主蒸汽管道相连通，构成蒸气锅炉。

锅炉通过设置凝结换热器，转换形成热水锅炉。

该发明由自动控制单元30自动控制，始终保持天然气管路31的打开与关闭与空气管路32的打开与关闭同步连动；当上高温喷嘴20的天然气管路和空气管路打开的同时，上高温喷嘴20的烟气管路关闭，当上高温喷嘴20的天然气管路和空气管路关闭的同时，上高温喷嘴20的烟气管路打开；下高温喷嘴22的天然气管路、空气管路、烟气管路的打开与关闭正好与上高温喷嘴20的动作相反；上、下两个高温喷嘴天然气管路、空气管路与烟气管路的打开与关闭，由自动控制单元30，通过对上、下天然气调节阀、四通换向阀26的控制，进行打开与关闭的交替转换，动作转换时间间隔可由人为设定由自动控制单元自动控制。

由于该发明由多个单元锅炉构成，每个单元锅炉的炉膛内只设置由前膜式水冷壁4、后膜式水冷壁6和侧膜式水冷壁5构成的全封闭辐射受热面，省去了庞大的对流受热面、省煤器和空气预热器，炉膛升温快、使用寿命长并节省了大量金属和砌筑材料；使设计和制造工艺更加简单；由于增设了蓄热体，使在炉膛内产生的1200℃-1300℃高温烟气，在经过蓄热体后将烟气温度降低至150℃左右排入大气，而将大部分热量存蓄在蓄热体内；送入炉膛的空气经过蓄热体可被预热到1000℃左右，从而实现高效低氧燃烧，节约能源、降低CO₂、NOx的排放，有利于环境保护。

附图说明

图1是该发明结构示意图

图2是图1的A-A剖视图

图3是图1的B_B剖视图

图4是高温喷嘴结构示意图

图5是图4的C_C剖示图；

其中1-侧膜式水冷壁上集箱 2-上锅筒 3-热水蒸汽阀 4-前膜式水冷壁5-侧膜式水冷壁 6-后膜式水冷壁 7-检查门 8-压力表 9-放汽阀 10-锅筒支座 11-水位计 12-炉体支架 13-下锅筒 14-侧膜式水冷壁下集箱 15-进水阀 16-岩棉保温层 17-硅酸铝纤维毡保温层 18-炉膛 19-耐火混凝土20-上高温喷嘴 21-上蓄热体 22-下高温喷嘴 23-下蓄热体 24-上天然气调节阀 25-下天然气调节阀 26-四通换向阀 27-引风机 28-鼓风机 29-天然气源 30-自动控制单元 31-天然气管路 32-空气管路 33-烟气管路 34-天然气通道 35-高温空气、烟气通道

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1、图2、图3、是由五个5吨单元锅炉并排连接构成的25吨积木式蓄热燃烧全辐射锅炉，每个5吨单元锅炉的炉膛受热面都是由前膜式水冷壁4、后膜式水冷壁6和侧膜式水冷壁5相互连接构成的全封闭辐射受热面，相邻两个单元锅炉间共用一个侧膜式水冷壁5及侧模式水冷壁上、下集箱；如图2和图4所示：在每个5吨单元锅炉炉膛的前端设置上、下两个高温喷嘴，即上高温喷嘴20和下高温喷嘴22，在每个高温喷嘴内，都设置有天然气通道34和高温空气、烟气通道35；天然气通道34的前端出口与炉膛18相连通，另一端则通过天然气调节阀与天然气源29相连通；高温空气、烟气通道35的前端出口，也与炉膛18相连通，另一端则通过蓄热体与四通换向阀26相连通，四通换向阀26又分别通过空气管路32和烟气管路33与鼓风机28和引风机27相连通；五个5吨单元锅炉的上、下天然气调节阀、四通换向阀26、引风机27、鼓风机28又分别通过电路与自动控制单元30相连。由自动控制单元30自动控制，始终保持每个单元锅炉上、下高温喷嘴的天然气管路的打开与关闭与空气管路的打开与关闭同步连动。

当上高温喷嘴20的天然气管路和空气管路打开、烟气管路关闭的同时，下高温喷嘴22的天然气管路和空气管路关闭、烟气管路打开；这时由鼓风机28送出的空气通过四通换向阀26进入上蓄热体21，空气迅速被预到1000℃左右，通过上高温喷嘴20中的高温空气、烟气通道35进入到炉膛18与通过上天然气调节阀24和上高温喷嘴20进入炉膛18的天然气在炉膛18内迅速燃烧，产生的高达1200度到1300度左右的高温烟气；与此同时，在引风机27的作用下，高温烟气由炉膛18经过下高温喷嘴22的高温空气、烟气通道35进入下蓄热体23将大部分热量存蓄在下蓄热体23内，然后通过四通换向阀由引风机排入大气中，此时烟气的温度降低至150度左右；

当上高温喷嘴20的天然气管路和空气管路关闭、烟气管路打开的同时，下高温喷嘴22的天然气管路和空气管路打开、烟气管路关闭；这对由鼓风机28送入的空气通过四通换向阀26进入下蓄热体23，空气迅速被预到1000℃左右，通过下高温喷嘴22中的高温空气、烟气通道35进入到炉膛18与通过下天然气调节阀25和下高温喷嘴22进入炉膛18的天然气在炉膛18内迅速燃烧，产生的高达1200度到1300度左右的高温烟气；与此同时，在引风机27的作用下，高温烟气由炉膛18经过上高温喷嘴20的高温空气、烟气通道35进入上蓄热体21将大部分热量存蓄在上蓄热体21内，然后通过四通换向阀26由引风机排入大气中，此时烟气的温度降低至150度左右。各单元锅炉的上、下高温喷嘴的天然气管路、空气管路、烟气管路的打开与关闭动作相反，交替转换，时间间隔为30秒，由自动控制单元自动控制。

本发明每个单元锅炉的上、下高温喷嘴；上、下蓄热体以及配有自动控制单元的四通换向阀均为已有技术，可购买现成设备。锅炉外围采用硅酸铝纤维毡保温层17、岩棉保温层16进行保温。

Claims (3)

1.一种积木式蓄热燃烧全辐射锅炉，包括燃气锅炉本体，其中：

a、炉膛内只设置由前膜式水冷壁[4]、后膜式水冷壁[6]和侧膜式水冷壁[5]相互连接构成的封闭全辐射受热面；

b、在炉膛的前端设置上、下两个高温喷嘴，即上高温喷嘴[20]和下高温喷嘴[22]，在每个高温喷嘴内，都设置有天然气通道[34]和高温空气、烟气通道[35]；天然气通道[34]的前端出口与炉膛[18]相连通，另一端则通过天然气调节阀与天然气源[29]相连通；高温空气、烟气通道[35]的前端出口，也与炉膛[18]相连通，另一端则通过蓄热体与四通换向阀[26]相连通，四通换向阀[26]又分别通过空气管路[32]和烟气管路[33]与鼓风机[28]和引风机[27]相连通；上、下天然气调节阀、四通换向阀[26]、引风机[27]、鼓风机[28]又分别通过电路与自动控制单元[30]相连；

其特征是：将一定吨位的蓄热燃烧全辐射锅炉作为单元锅炉，将2-10个单元锅炉并排连接，组合成所需吨位的锅炉，相邻两个单元锅炉间，共用一个侧膜式水冷壁[5]及上、下集箱；每个单元锅炉都设置有各自的炉膛[18]、上高温喷嘴[20]、下高温喷嘴[22]、上蓄热体[21]、下蓄热体[23]、上天然气调节阀[24]、下天然气调节阀[25]以及四通换向阀[26]；多个单元锅炉共用一个天然气源[29]、一个引风机[27]、一个鼓风机[28]；一个自动控制单元[30]；各单元锅炉的上、下天然气调节阀、四通换向阀[26]、引风机[27]、鼓风机[28]，分别通过电路与自动控制单元[30]相连。

2.根据权利要求1所述的一种积木式蓄热燃烧全辐射锅炉，其特征是：将各单元锅炉的蒸汽阀[3]与主蒸汽管道相连通构成蒸汽锅炉。

3.根据权利要求1所述的一种积木式蓄热燃烧全辐射锅炉，其特征是：所说的锅炉通过设置凝结转换器转换形成热水锅炉。

Images