CN101457981B - 一种低排放高能效新型工业锅炉 - Google Patents
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Abstract
一种低排放高能效新型工业锅炉，涉及不同燃料不同介质的二十大锅炉系列，即大型层燃：散煤、型煤、生物质和室燃：燃气、燃油的热水、蒸汽、相变换热和分布式热电联产锅炉。本发明由横置锅筒、纵横集箱、水冷壁管、立置锅壳、螺纹烟管等构成。本发明集成水管锅炉、水火管锅炉、角管锅炉之优点，尤其是解决了三种炉型存在的不同缺点：即水管锅炉的工艺复杂、体积和钢耗大；水火管锅炉的管板裂纹、爆管、烟管磨损等；角管锅炉的工艺复杂、尾部积灰难以清除等，并且大幅度改善了三种炉型的烟尘初始排放浓度普遍较高的难题。本发明制造安装工艺先进，节能减排尤为显著。
Description
技术领域
本发明涉及不同燃料不同介质的二十大锅炉系列，即大型层燃：散煤、型煤、生物质和室燃；燃气、燃油的热水、蒸汽、相变换热和分布式热电联产锅炉。
背景技术
目前国内市场上流行的占有率最高的工业锅炉可归为三大炉型：
第一大炉型是水管锅炉，它的主要优点是运行比较稳定可靠，故障率低，烟风阻力小，在计划经济年代或市场经济初期是市场占有率最高的一种炉型。它的主要缺点是工艺复杂，体积大，钢耗大，造价高。
第二大炉型是水火管锅炉，它的主要优点是工艺简单、制造安装方便，体积小，造价低，市场经济以来这种炉型市场占有率越来越高，目前已占据市场第一的位置。它的主要缺点是管板裂纹和爆管事故率最高，目前虽有了明显改进，但是故障率仍高于其它炉型，尤其是热水锅炉。
第三大炉型是从丹麦引进消化的角管锅炉，它的主要优点是自支撑结构，可减少非受热面的构架钢耗，热水强制循环爆管事故率低，目前市场占有率处于上升势头。它的主要缺点是旗式结构的弯管工艺复杂隔板多，一旦隔板在安装时有偏差容易出现水循环事故而且故障点难寻找，最突出的缺点是尾部积灰严重并清除困难。
以上三大炉型的共同缺点是烟尘的初始排放浓度均高于世界先进国家的烟尘排放参数。
本发明的目的在于集成以上炉型的优点，解决以上炉型的缺点提供一种工艺先进，节能减排显著，运行稳定可靠的新型工业锅炉。
发明内容
1、强化燃烧提高热效，本发明采用匹配空气预热器，一方面供给一次热风提高燃烧强度，降低煤的含碳量，另一方面提高缧纹烟管的出口温度，降低排烟温度，杜绝因低温结漏和漏点腐蚀引起的降低锅炉使用寿命。采用合理炉膛容积保证充分燃烧和辐传热，采用缧纹烟管强化对流传热。
2、大幅度降低烟尘的原始排放浓度，使之降低除尘器的阻力降低动力能耗。根据扩容减速重力沉降原理，本发明采用炉内两次大扩容，烟尘排出烟口前一次大沉降，使烟尘的排放浓度低于600mg/m3以下，远低于世界先进国家的排放参数。
3、运行安全稳定可靠。本发明热水锅炉采用集箱内无隔板的全强制循环，一方面保证了安全水速，不会因为水循环问题而引起爆管故障，是泥垢沉积在下集箱内因无隔板便于打开手孔清除。本锅炉的炉内大量烟尘均沉降在炉排上或非受热面上，非常便于通过落灰装置进入除渣机内，整个烟尘可全部通过除渣机自动排除，不用人工专掏或消除因炉体处操作的二次污染。即保证了受热面不积灰，始终保证了烟尘便于清除，使锅炉运行长期稳定可靠。
4、工艺先进制造安装效率高。本发明的受热面管束的几何形状简单，弯曲角度少，构架少，炉墙和烟墙好构筑，锅壳和缧纹烟管的制造简单，再加锅壳直接立置在地基上不需悬空按装。
附图说明
图1是本发明的主视图
图2是本发明的B-B剖视图
图3是本发明的A-A剖视图
在图中
1是纵集箱、2是连通管、3是横集箱、4是煤斗、5是横集箱、6是后拱、7是横集箱、8是除灰口、9是墙管、10是挡火墙、11是水冷壁管、12是横集箱、13是墙管、14是挡火墙、15是炉膛、16是纵集箱、17是水冷壁管、18是烟窗、19是横集箱、20是连通管、21是出水集箱、22是扩大空间、23是墙管、24是横集箱、25是墙管、26是连通管、27是小纵集箱、28是横置锅筒、29是隔板装置、30是上升管、31是连通管、32是对流管、33是隔墙、34是对流管、35是锅壳、36是烟墙、37是横集箱、38是连通管、39是检查孔、40是除灰口、41是落灰装置、42是小纵集箱、43是横集箱、44是进水总管、45是进水支管、46是除灰口、47是排烟口、48是沉降空间、49是横集箱、50是拱管、51是缧纹烟管、52是连通管、53是排污管、54是侧墙、55是隔板、56是前拱、57是烟气通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述，一种低排放高能效新型工业锅炉，包括：横置锅筒(28)，锅壳(35)、纵集箱(1)(16)横集箱(3)(5)(7)(12)(19)(24)(49)、水冷壁管(11)(17)、对流管(31)(34)等构成，其特征是，上升管30的上端与横置锅筒(28)下部连通，其下端与锅壳(35)上端连通，对流管(34)的上端与小纵集箱(27)下部连通，其下端与小纵集箱(42)上部连通，对流管(31)的上前端与横置锅筒(28)后横向中心偏下连通，其下端与横集箱(43)上部连通，墙管(25)的上后端与横置锅筒(28)前横向中心偏下连通，其下端与横集箱(37)上部横向中心两侧排连通，连通管(38)的上端与横集箱(37)的下部连通，其下端与横集箱(49)的上部连通，后拱管(50)和墙管(9)的两端分别与横集箱(49)(7)(12)对承或径向连通，墙管(13)的上后端与横集箱(24)前部横向中心偏下连通，水泠管(11)的上端与纵集箱(16)的下部连通，其下端与纵集箱的上部连通，水冷壁管(17)的上后端与横集箱(19)的前部横向偏下连通，其下端与横集箱(3)的上部连通。连通管(20)的上端与出水集箱(21)下部连通，其下端与横集箱(19)连通，进水支管(45)的前端离锅壳(35)的下端一段距离的侧壁连通，其后端与进水总管(44)的前侧横向中心连通。
横置锅筒(28)筒内中下侧装有隔板装置(29)，上升管(30)和对流管(31)的上端均连通在隔板装置(29)内；
烟墙(36)的前后与墙管(23)紧靠。挡火墙(14)的上端离墙管(13)一定距离构成烟窗(18)，其前后与墙管(13)紧靠。也可用模式壁单排管布置。
落灰装置(41)按装在横集箱(49)的后端和小纵集箱(42)的前端，除灰口(40)在横集箱(49)两端上部的侧墙(54)上并通向炉体内。
由挡火墙(10)(14)前部构成炉膛(第一扩大空间)(15)，后部构成第二扩大空间(22)。
隔墙(33)可不设置或设置1个至多个。横集箱(19)的两端头与隔板(58)侧前紧靠，与对称纵集箱(16)连通。横集箱(24)的两端头离纵集箱(16)后端一段距离的内侧连通。
蒸汽锅炉去掉隔板(29)和(55)，纵集箱(1)延长至后端，按现有技术设下降管分别与锅筒(28)和集箱(1)、(16)连通，按上升和下降比布置水冷壁管(10)。
燃气锅炉，纵集箱(16)后端与锅筒(28)前部横向中心离两端一段距离连通，热水锅炉将隔板(55)、(28)全去掉，按现有技术设下降管分别与锅筒(28)和集箱(1)、(16)连通，按上升和下降比布置水冷壁管(10)。
其热水锅炉水路，进水从进水总管(44)通过进入支管(45)，进入锅壳(35)在锅壳内上升通过上升管(30)进入隔板装置(29)内，再通过对流管(32)下降至横集箱(43)内，再通过小纵集箱(42)分别进入对流管(34)上升进入小纵集箱(27)，通过连通管(31)进入横置锅筒(28)，通过墙管(25)下降至横集箱(37)，再通过连通管(38)下降至横集箱(49)，通过拱管(50)进入横集箱(7)，再通过拱管(50)进入横集箱(5)，通过墙管(9)进入横集箱(12)，通过墙管(13)进入横集箱(24)和纵集箱(16)分别通过隔板后端的水冷壁管(11)下降至纵集箱(1)前行至水冷壁管(11)横集箱(3)、水冷壁管(17)上升至横集箱(19)，通过连通管(20)进入出水集箱送往供热系统。
其锅炉烟路、煤炭燃烧的高温火焰经前、后拱(56)、(6)，火焰上升到炉膛(15)经充分燃烧经烟窗(18)向后下行，经扩大空间(22)通过连通(38)的间距空间进入烟气通道(57)上行后，进入螺纹烟管(51)下行至沉降空间通过排烟口(47)排出。
Claims (8)
1. 一种低排放高能效新型工业锅炉，包括有横置锅筒(28)，锅壳(35)、纵集箱(1)(16)横集箱(3)(5)(7)(12)(19)(24)(49)、水冷壁管(11)(17)、对流管(31)(34)等构成，其特征是，上升管30的上端与横置锅筒(28)下部连通，其下端与锅壳(35)上端连通，对流管(34)的上端与小纵集箱(27)下部连通，其下端与小纵集箱(42)上部连通，对流管(31)的上前端与横置锅筒(28)后横向中心偏下连通，其下端与横集箱(43)上部连通，墙管(25)的上后端与横置锅筒(28)前横向中心偏下连通，其下端与横集箱(37)上部横向中心两侧排连通，连通管(38)的上端与横集箱(37)的下部连通，其下端与横集箱(49)的上部连通，后拱管(50)和墙管(9)的两端分别与横集箱(49)(7)(12)对承或径向连通，墙管(13)的上后端与横集箱(24)前部横向中心偏下连通，水泠管(11)的上端与纵集箱(16)的下部连通，其下端与纵集箱的上部连通，水冷壁管(17)的上后端与横集箱(19)的前部横向偏下连通，其下端与横集箱(3)的上部连通。连通管(20)的上端与出水集箱(21)下部连通，其下端与横集箱(19)连通，进水支管(45)的前端离锅壳(35)的下端一段距离的侧壁连通，其后端与进水总管(44)的前侧横向中心连通。
2. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是横置锅筒(28)筒内中下侧装有隔板装置(29)，上升管(30)和对流管(31)的上端均连通在隔板装置(29)内；
3. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是，烟墙(36)的前后与墙管(23)紧靠。挡火墙(14)的上端离墙管(13)一定距离构成烟窗(18)，其前后与墙管(13)紧靠。也可用模式壁单排管布置。
4. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是，落灰装置(41)按装在横集箱(49)的后端和小纵集箱(42)的前端，除灰口(40)在横集箱(49)两端上部的侧墙(54)上并通向炉体内。
5. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是，由挡火墙(10)(14)前部构成炉膛(第一扩大空间)(15)，后部构成第二扩大空间(22)。
6. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是，隔墙(33)可不设置或设置1个至多个。横集箱(19)的两端头与隔板(58)侧前紧靠，与对称纵集箱(16)连通。横集箱(24)的两端头离纵集箱(16)后端一段距离的内侧连通。
7. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是，蒸汽锅炉去掉隔板(29)和(55)，纵集箱(1)延长至后端，按现有技术设下降管分别与锅筒(28)和集箱(1)、(16)连通，按上升和下降比布置水冷壁管(10)。
8. 根据权利要求1所述的一种低排放高能效新型工业锅炉，其特征是，燃气锅炉，纵集箱(16)后端与锅筒(28)前部横向中心离两端一段距离连通，热水锅炉将隔板(55)、(28)全去掉，按现有技术设下降管分别与锅筒(28)和集箱(1)、(16)连通，按上升和下降比布置水冷壁管(10)。
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