CN101551158B - 双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉 - Google Patents

Abstract

双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，它涉及一种水火管热水锅炉。本发明为解决现有水火管热水锅炉存在螺纹烟管内积灰，清灰困难，锅炉热效率下降问题。炉体内设有燃尽室、对流排管和立式螺纹烟管省煤器，对流排管与上、下锅筒连通，上锅筒内设置有冷、热水区，第一连接管与后墙水冷壁下集箱和下锅筒连通，第二连接管与下锅筒和立式螺纹烟管省煤器连通，第三连接管与热水区和立式螺纹烟管省煤器连通，前墙水冷壁下降管与前墙水冷壁下集箱和冷水区连通，左侧墙下降管与左侧墙水冷壁下集箱和冷水区连通，右侧墙下降管与右侧墙水冷壁下集箱和冷水区连通。本发明采用立式螺纹烟管省煤器，螺纹烟管内不积灰，清灰容易，锅炉热效率高。

Description

双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉

技术领域

本发明涉及一种水火管热水锅炉。

背景技术

为了满足冬季供热需要，我国现有大量的水火管热水锅炉在运行。现行的水火管锅炉在低负荷下都存在螺纹烟管内积灰，清灰困难，排烟温度升高到200℃以上时，导致锅炉效率显著下降的问题。存在上述问题的原因是：现行水火管锅炉，其主要部件即螺纹烟管都是水平布置的，在低于额定负荷50％以下，螺纹烟管内烟气速度明显下降，不能带走烟气中大粒子烟尘，导致螺纹烟管内积灰，传热面积大幅减少，以至排烟温度明显升高，锅炉热效率显著下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，以解决现有水火管热水锅炉的螺纹烟管由于采用水平布置，水火管热水锅炉在低负荷下运行时存在螺纹烟管内积灰，清灰困难，传热面积大幅减少，以至排烟温度明显升高，锅炉热效率显著下降的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述锅炉包括炉体、给煤斗、燃烧设备、前墙水冷壁下集箱、前墙水冷壁、上锅筒、左侧墙水冷壁上集箱、右侧墙水冷壁上集箱、左侧墙水冷壁、右侧墙水冷壁、左侧墙水冷壁下集箱、右侧墙水冷壁下集箱、下锅筒、后墙水冷壁下集箱、后墙水冷壁、第一引出管和第二引出管；所述炉体内的前端为炉膛，所述炉膛的下部后端设有排渣口，所述给煤斗设置在炉体的前方且位于燃烧设备的输入端的正上方，燃烧设备的输出端设置在炉膛内的下方；本发明的锅炉还包括对流排管、至少一个立式螺纹烟管省煤器、至少两根前墙水冷壁下降管、至少两根左侧墙下降管、至少两根右侧墙下降管、第一连接管、至少一根第二连接管和至少一根第三连接管；炉膛后墙的上端设有炉膛出口，炉膛后墙与炉体后墙之间的炉体内由前至后依次设置有第一间隔墙和第二间隔墙，炉膛后墙与第一间隔墙之间为燃尽室，所述第一间隔墙的下端设有燃尽室烟气出口，所述对流排管设置在第一间隔墙和第二间隔墙之间，所述第二间隔墙的上端设有对流排管烟气出口，第二间隔墙与炉体后墙之间设置有至少一个立式螺纹烟管省煤器，炉体后墙的下方设有烟气出口，所述上锅筒和下锅筒横向设置在炉体内的上端和下端，且上锅筒和下锅筒位于第一间隔墙和第二间隔墙之间，所述对流排管的上端和下端分别与上锅筒和下锅筒连通，所述上锅筒内设置有隔板，所述隔板将上锅筒的内腔分割成热水区和冷水区，所述热水区的上端与冷水区的上端连通，所述第一连接管的两端分别与后墙水冷壁下集箱和下锅筒连通，所述后墙水冷壁下集箱通过后墙水冷壁与上锅筒的冷水区连通，所述第二连接管的一端与下锅筒连通，第二连接管的另一端穿过立式螺纹烟管省煤器的底板或底部侧壁与立式螺纹烟管省煤器的内腔连通，所述第三连接管的一端与上锅筒的热水区连通，第三连接管的另一端穿过立式螺纹烟管省煤器的上盖板与立式螺纹烟管省煤器的内腔连通，所述至少两根前墙水冷壁下降管的两端分别与前墙水冷壁下集箱和上锅筒的冷水区连通，所述前墙水冷壁的两端分别与前墙水冷壁下集箱和上锅筒的热水区连通，所述至少两根左侧墙下降管的两端分别与左侧墙水冷壁下集箱和上锅筒的冷水区连通，所述左侧墙水冷壁的两端分别与左侧墙水冷壁下集箱和左侧墙水冷壁上集箱连通，所述左侧墙水冷壁上集箱通过第一引出管与上锅筒的热水区连通，所述至少两根右侧墙下降管的两端分别与右侧墙水冷壁下集箱和上锅筒的冷水区连通，所述右侧墙水冷壁的两端分别与右侧墙水冷壁下集箱和右侧墙水冷壁上集箱连通，所述右侧墙水冷壁上集箱通过第二引出管与上锅筒的热水区连通，立式螺纹烟管省煤器的数量与第二连接管和第三连接管的数量相一致。

本发明具有以下有益效果：一、锅炉结构简单，炉膛出口处布置燃尽室有利于降低固体不完全燃烧损失，提高锅炉燃烧效率及热效率；二、本发明将原有锅炉水平布置的螺纹烟管改为立式布置，由于立式螺纹烟管具有自吹灰作用，在任何负荷下都不会积灰(因螺纹烟管孔径采用56.5mm、63mm、69mm或81mm)，从而解决了现行水火管锅炉在低负荷下积灰和热效率显著下降的难题。为了保证立式螺纹烟管入口烟温低于热水锅炉安全规程要求的650℃，在炉膛出口的上、下锅筒之间布置对流排管，将炉膛出口烟气温度降低到650℃以下，满足立式螺纹烟管入口烟温要求；三、采用立式螺纹烟管省煤器传热系数高，节省钢材；四、在低负荷下，设置在炉体内后端的立式螺纹烟管省煤器内不积灰，排烟温度得到进一步降低，进一步提高锅炉热效率，满足锅炉在各种负荷下运行不积灰的需要；五、锅炉给水先进炉膛后墙水冷壁，避免给水直接进入立式螺纹烟管省煤器，导致在低负荷下(回水温度只有45℃-50℃)立式螺纹烟管省煤器出口结露、积灰以至腐蚀；六、采用立式螺纹烟管，清灰方便；七、锅炉水循环系统采用强制循环与自然循环相结合，水容量大，突然停电时整个水系统构成自然循环，具有良好的停电保护功能。

附图说明

图1是本发明的整体结构主剖视图(↑表示出水方向)，图2是图1的A-A剖视图(→表示回水方向)，图3是图1的B-B剖视图，图4是图1的C-C剖视图，图5是往复式炉排53的安装图(为使往复式炉排53表达清楚，炉膛3未画出)。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式所述锅炉包括炉体30、给煤斗1、燃烧设备2、前墙水冷壁下集箱4、前墙水冷壁5、上锅筒6、左侧墙水冷壁上集箱8、右侧墙水冷壁上集箱31、左侧墙水冷壁9、右侧墙水冷壁32、左侧墙水冷壁下集箱10、右侧墙水冷壁下集箱33、下锅筒12、后墙水冷壁下集箱13、后墙水冷壁14、出水管25、第一引出管24和第二引出管34；所述炉体30内的前端为炉膛3，所述炉膛3的下部后端设有排渣口54，所述给煤斗1设置在炉体30的前方且位于燃烧设备2的输入端的正上方，燃烧设备2的输出端(排渣口)设置在炉膛3内的下方，本实施方式所述锅炉还包括对流排管15、至少一个立式螺纹烟管省煤器16、至少两根前墙水冷壁下降管18、至少两根左侧墙下降管19、至少两根右侧墙下降管35、第一连接管20、至少一根第二连接管21和至少一根第三连接管22；炉膛后墙36的上端设有炉膛出口37，炉膛后墙36与炉体后墙38之间的炉体30内由前至后依次设置有第一间隔墙39和第二间隔墙40，炉膛后墙36与第一间隔墙39之间为燃尽室11，所述第一间隔墙39的下端设有燃尽室烟气出口42，所述对流排管15设置在第一间隔墙39和第二间隔墙40之间，所述对流排管15的下端设有排灰口41，燃尽室11的下端的烟尘，被烟气携带出燃尽室烟气出口42到对流排管15右侧下部排灰口41，所述第二间隔墙40的上端设有对流排管烟气出口43，第二间隔墙40与炉体后墙38之间设置有至少一个立式螺纹烟管省煤器16，炉体后墙38的下方设有烟气出口44，所述上锅筒6和下锅筒12横向设置在炉体30内的上端和下端，且上锅筒6和下锅筒12位于第一间隔墙39和第二间隔墙40之间，所述对流排管15的上端和下端分别与上锅筒6和下锅筒12连通，所述上锅筒6内设置有隔板45，所述隔板45将上锅筒6的内腔分割成热水区46和冷水区47，所述上锅筒6的上端侧壁的出水口与出水管25连通，所述热水区46的上端与冷水区47的上端连通，所述第一连接管20的两端分别与后墙水冷壁下集箱13和下锅筒12连通，所述后墙水冷壁下集箱13通过后墙水冷壁14与上锅筒6的冷水区47连通，所述第二连接管21的一端与下锅筒12连通，第二连接管21的另一端穿过立式螺纹烟管省煤器16的下底板48或底部侧壁55与立式螺纹烟管省煤器16的内腔连通，所述第三连接管22的一端与上锅筒6的热水区46连通，第三连接管22的另一端穿过立式螺纹烟管省煤器16的上盖板49与立式螺纹烟管省煤器16的内腔连通，所述至少两根前墙水冷壁下降管18的两端分别与前墙水冷壁下集箱4和上锅筒6的冷水区47连通，所述前墙水冷壁5的两端分别与前墙水冷壁下集箱4和上锅筒6的热水区46连通，所述至少两根左侧墙下降管19的两端分别与左侧墙水冷壁下集箱10和上锅筒6的冷水区47连通，所述左侧墙水冷壁9的两端分别左侧墙水冷壁下集箱10和左侧墙水冷壁上集箱8连通，所述左侧墙水冷壁上集箱8通过第一引出管24与上锅筒6的热水区46连通，所述至少两根右侧墙下降管35的两端分别与右侧墙水冷壁下集箱33和上锅筒6的冷水区47连通，所述右侧墙水冷壁32的两端分别与右侧墙水冷壁下集箱33和右侧墙水冷壁上集箱31连通，所述右侧墙水冷壁上集箱31通过第二引出管34与上锅筒6的热水区46连通，立式螺纹烟管省煤器16的数量与第二连接管21和第三连接管22的数量相一致，所述第一连接管20内置节流孔圈。本实施方式中的前墙水冷壁下集箱4、前墙水冷壁5、左侧墙水冷壁上集箱8、左侧墙水冷壁9、左侧墙水冷壁下集箱10、右侧墙水冷壁上集箱31、右侧墙水冷壁下集箱33、右侧墙水冷壁32、后墙水冷壁14和后墙水冷壁下集箱13的安装位置均为现有技术。本实施方式中的前墙水冷壁下降管18、左侧墙下降管19和右侧墙下降管35的数量分别为两根。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述立式螺纹烟管省煤器16由壳体50和多根螺纹烟管51组成；所述多根螺纹烟管51立式放置在壳体50内，且每根立式放置的螺纹烟管51的两端分别插装在壳体50的上盖板49和下底板48上相应的螺纹烟管安装孔内，所述第二连接管21的另一端穿过壳体50的下底板48或壳体50的底部侧壁55与立式螺纹烟管省煤器16的内腔连通。如此设置，不仅结构简单，螺纹烟管51内不积灰。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述燃烧设备2为链条炉排52，链条炉排52为现有技术。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式所述燃烧设备2为往复式炉排53，往复式炉排53为现有技术。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式所述往复式炉排53水平设置。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式所述往复式炉排53装在炉膛3内的一端向下倾斜设置，且向下倾斜设置的往复式炉排53的一端与水平面之间的夹角20°＞α＞0°。如此设置，便于向炉膛3内送煤。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述立式螺纹烟管省煤器16、第二连接管21和第三连接管22的数量为1～6个，根据锅炉的容量选定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述立式螺纹烟管省煤器16、第二连接管21和第三连接管22的数量均为2～6个，2～6个立式螺纹烟管省煤器16横向设置在第一间隔墙39和第二间隔墙40之间。如此设置，在不增加锅炉纵向尺寸的情况下，提高锅炉的热效率。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的螺纹烟管51的孔径为56.5mm、63mm、69mm或81mm。如此设置，保证立式螺纹烟管51在任何负荷下都不会积灰。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的锅炉还包括空气预热器17；所述空气预热器17设置在第一间隔墙39和第二间隔墙40之间的炉体30内，且空气预热器17位于立式螺纹烟管省煤器16的下方，空气预热器17为现有技术。如此设置，可进一步提高锅炉的热效率。

工作过程：给煤斗1中的煤在重力作用下落到燃烧设备2上，在机械动力作用下送入炉膛3中燃烧，产生的热量被炉膛四周水冷壁受热面：即前墙水冷壁5、左侧墙水冷壁9、右侧墙水冷壁32和后墙水冷壁14吸收，降温后的烟气从炉膛出口37进入燃尽室11进一步燃尽，然后进入对流排管15进行换热，之后进入立式螺纹烟管省煤器16和空气预热器17进行换热，完成整个换热过程，由空气预热器17出来的烟气通过后续的除尘器及引风机排入大气。本发明的锅炉的容量范围为14MW-91MW。

工质(水)的流程如下：本发明采用工质侧强制循环与自然循环相结合的复合循环，锅炉回水由后墙水冷壁下集箱13进入，其中70％的回水经过后墙水冷壁14进入上锅筒6的冷水区47内；同时30％的回水通过第一连接管20进入下锅筒12内，此行程为强制循环；由上锅筒6的冷水区47引至少两根前墙下降管18、至少两根左侧墙下降管19和至少两根右侧墙下降管35分别与前墙水冷壁5、左侧墙水冷壁9和右侧墙水冷壁32构成自然循环；前墙水冷壁5与上锅筒6的热水区46相通，左侧墙水冷壁9和右侧墙水冷壁32分别通过第一引出管24和第二引出管34与上锅筒6的热水区46相通，第二连接管21将下锅筒12和立式螺纹烟管省煤器16连接起来，同时第三连接管22将立式螺纹烟管省煤器16与上锅筒6的热水区连接起来，这样构成自然循环；对流排管15左侧排管受热强度高于右侧，加之上锅筒6内部分隔为热水区46和冷水区47，由密度差导致在上、下锅筒之间形成自然循环。从上锅筒6的热水区46引出出水管25向热用户供热。

为了满足停电保护的需要，后墙水冷壁下集箱13与下锅筒12之间的第一连接管20在突然停电时与后墙水冷壁14、上锅筒6以及对流排管15之间形成自然循环，其他回路都是自然循环，所以突然停电后所有循环回路都是自然循环，从而达到停电保护的目的。

Claims (10)

1.双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，所述锅炉包括炉体(30)、给煤斗(1)、燃烧设备(2)、前墙水冷壁下集箱(4)、前墙水冷壁(5)、上锅筒(6)、左侧墙水冷壁上集箱(8)、右侧墙水冷壁上集箱(31)、左侧墙水冷壁(9)、右侧墙水冷壁(32)、左侧墙水冷壁下集箱(10)、右侧墙水冷壁下集箱(33)、下锅筒(12)、后墙水冷壁下集箱(13)、后墙水冷壁(14)、第一引出管(24)和第二引出管(34)；所述炉体(30)内的前端为炉膛(3)，所述炉膛(3)的下部后端设有排渣口(54)，所述给煤斗(1)设置在炉体(30)的前方且位于燃烧设备(2)的输入端的正上方，燃烧设备(2)的输出端设置在炉膛(3)内的下方；其特征在于：所述锅炉还包括对流排管(15)、至少一个立式螺纹烟管省煤器(16)、至少两根前墙水冷壁下降管(18)、至少两根左侧墙下降管(19)、至少两根右侧墙下降管(35)、第一连接管(20)、至少一根第二连接管(21)和至少一根第三连接管(22)；炉膛后墙(36)的上端设有炉膛出口(37)，炉膛后墙(36)与炉体后墙(38)之间的炉体(30)内由前至后依次设置有第一间隔墙(39)和第二间隔墙(40)，炉膛后墙(36)与第一间隔墙(39)之间为燃尽室(11)，所述第一间隔墙(39)的下端设有燃尽室烟气出口(42)，所述对流排管(15)设置在第一间隔墙(39)和第二间隔墙(40)之间，所述对流排管(15)的下端设有排灰口(41)，所述第二间隔墙(40)的上端设有对流排管烟气出口(43)，第二间隔墙(40)与炉体后墙(38)之间设置有至少一个立式螺纹烟管省煤器(16)，炉体后墙(38)的下方设有烟气出口(44)，所述上锅筒(6)和下锅筒(12)横向设置在炉体(30)内的上端和下端，且上锅筒(6)和下锅筒(12)位于第一间隔墙(39)和第二间隔墙(40)之间，所述对流排管(15)的上端和下端分别与上锅筒(6)和下锅筒(12)连通，所述上锅筒(6)内设置有隔板(45)，所述隔板(45)将上锅筒(6)的内腔分割成热水区(46)和冷水区(47)，所述热水区(46)的上端与冷水区(47)的上端连通，所述第一连接管(20)的两端分别与后墙水冷壁下集箱(13)和下锅筒(12)连通，所述后墙水冷壁下集箱(13)通过后墙水冷壁(14)与上锅筒(6)的冷水区(47)连通，所述第二连接管(21)的一端与下锅筒(12)连通，第二连接管(21)的另一端穿过立式螺纹烟管省煤器(16)的下底板(48)或底部侧壁(55)与立式螺纹烟管省煤器(16)的 内腔连通，所述第三连接管(22)的一端与上锅筒(6)的热水区(46)连通，第三连接管(22)的另一端穿过立式螺纹烟管省煤器(16)的上盖板(49)与立式螺纹烟管省煤器(16)的内腔连通，所述至少两根前墙水冷壁下降管(18)的两端分别与前墙水冷壁下集箱(4)和上锅筒(6)的冷水区(47)连通，所述前墙水冷壁(5)的两端分别与前墙水冷壁下集箱(4)和上锅筒(6)的热水区(46)连通，所述至少两根左侧墙下降管(19)的两端分别与左侧墙水冷壁下集箱(10)和上锅筒(6)的冷水区(47)连通，所述左侧墙水冷壁(9)的两端分别左侧墙水冷壁下集箱(10)和左侧墙水冷壁上集箱(8)连通，所述左侧墙水冷壁上集箱(8)通过第一引出管(24)与上锅筒(6)的热水区(46)连通，所述至少两根右侧墙下降管(35)的两端分别与右侧墙水冷壁下集箱(33)和上锅筒(6)的冷水区(47)连通，所述右侧墙水冷壁(32)的两端分别与右侧墙水冷壁下集箱(33)和右侧墙水冷壁上集箱(31)连通，所述右侧墙水冷壁上集箱(31)通过第二引出管(34)与上锅筒(6)的热水区(46)连通，立式螺纹烟管省煤器(16)的数量与第二连接管(21)和第三连接管(22)的数量相一致。

2.根据权利要求1所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述立式螺纹烟管省煤器(16)由壳体(50)和多根螺纹烟管(51)组成；所述多根螺纹烟管(51)立式放置在壳体(50)内，且每根立式放置的螺纹烟管(51)的两端分别插装在壳体(50)的上盖板(49)和下底板(48)上相应的螺纹烟管安装孔内，所述第二连接管(21)的另一端穿过壳体(50)的下底板(48)或壳体(50)的底部侧壁(55)与立式螺纹烟管省煤器(16)的内腔连通。

3.根据权利要求1或2所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述燃烧设备(2)为链条炉排(52)。

4.根据权利要求1或2所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述燃烧设备(2)为往复式炉排(53)。

5.根据权利要求4所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述往复式炉排(53)水平设置。

6.根据权利要求4所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述往复式炉排(53)装在炉膛(3)内的一端向下倾斜设置， 且向下倾斜设置的往复式炉排(53)的一端与水平面之间的夹角20°＞(α)＞0°。

7.根据权利要求1所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述立式螺纹烟管省煤器(16)、第二连接管(21)和第三连接管(22)的数量为1～6个。

8.根据权利要求7所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述立式螺纹烟管省煤器(16)、第二连接管(21)和第三连接管(22)的数量均为2～6个，2～6个立式螺纹烟管省煤器(16)横向设置在第一间隔墙(39)和第二间隔墙(40)之间。

9.根据权利要求2所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：螺纹烟管(51)的孔径为56.5mm、63mm、69mm或81mm。

10.根据权利要求1所述双锅筒横置式立式螺纹烟管大型水火管热水锅炉，其特征在于：所述锅炉还包括空气预热器(17)；所述空气预热器(17)设置在第一间隔墙(39)和第二间隔墙(40)之间的炉体(30)内，且空气预热器(17)位于立式螺纹烟管省煤器(16)的下方。 

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