CN101650019A - 微压高温锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种微压高温锅炉，它是对现有低压锅炉的进一步改进和完善，它主要由锅壳体、炉胆、烟筒和分设有烟气通道、蒸汽通道的内置式过热器构成，将内置式过热器配装于直通炉膛的烟筒内，使饱和蒸汽能在内置式过热器内与高温烟气进行高效的热交换作用并被加热升温转变为高温过热汽，能确保在0.04MPa微压安全的基础上将过热汽温度提高至180～200℃，大大提高了蒸汽承载输送热能量的能力，本发明具有结构简捷、制造成本低、热交换效率高、运行费用低和安全性能高的优点，特别适合中小型企业安装使用，有很好的推广应用前景。

Description

微压高温锅炉

技术领域：

本发明涉及低压蒸汽锅炉，它属于锅炉设备的技术领域，具体地说是一种微压高温锅炉。

背景技术：

锅炉作为一种重要的热能设备在推进国家国民经济发展进程中占有非常重要的地位，据有关资料表明：我国已是燃煤锅炉生产和使用量最大的国家之一。这不仅与我国具有丰富的煤炭资源有关，还由于燃煤锅炉与燃油或燃气锅炉相比，在技术经济指标上具有运行成本较低的明显优势，使得燃煤锅炉产品仍将在锅炉市场上占有重要地位。根据调查：在现行锅炉市场上还特别对小型汽水两用锅炉及低压蒸汽锅炉具有极大的潜在需求量。可以肯定地说，此类低压蒸汽锅炉产品在今后较长时期的锅炉市场上都会有极佳的发展前景。究其原因是：这种锅炉一般是采用立式结构，具有体积小巧占地少、生产制造成本低、运输安装维护操作方便且运行费用较低等优点，深受中小型企业和众多个体业主的青睐。虽然现行的低压蒸汽锅炉产品具有上述优点，但是它在实际运行中也存在着一些使用缺陷：主要是由于低压蒸汽锅炉的工作压力低，所生产输出的蒸汽出口温度较低，它所能承载传递输送的热能量也较少。例如：蒸汽压力在0.04MPa的微压下，它的温度就只有109℃，要利用低压蒸汽承载输送的热能量也是极其有限的，事实上也无法满足大多数中小型企业及个体业主进行生产作业的供热需求。据实际使用情况调查了解：大多数小型企业的业主只想花少量的钱来购买低价位的低压锅炉，而在实际使用中却自行提高锅炉工作压力使蒸汽温度升高来满足生产作业供热需要，这是一种擅自违规超压运行的危险作业方式。无需讳言，由于目前监检部门对此类低压锅炉的监察管理力度相对于中高压锅炉而言还是比较薄弱的，特别是对小型汽水两用锅炉，在有些地方甚至还没有纳入实质性管理的范畴。可以毫不夸张地说，目前大多数低压锅炉几乎都是在不同程度的超压危险状态下运行作业，这将会给社会公共安全埋下极大的安全隐患。事实上，近来也连续发生了多起低压锅炉爆炸的恶性事故。怎样才能使低压锅炉在规定的低压甚至微压下运行而获得较高的蒸汽温度呢？即是说怎样制得真正意义上的微压高温蒸汽，并使之能够承载传送较多的热能量来满足用户生产作业的供热需求，进而消除低压锅炉超压运行的安全隐患。这已是一个长期困扰低压锅炉生产行业的一个迫切需要改进解决的课题，迄今为止，在现行锅炉生产行业中，使蒸汽在0.04MPa微压下能达到200℃高温(即相当于额定工作压力1.27MPa)的蒸汽锅炉产品还是一个空白，这正是本发明所想要解决的问题。

发明内容：

本发明的目的旨在克服现有低压锅炉所生产输出蒸汽的出口温度低、承载传输的热能量较少的缺陷，而提出一种能在0.04MPa微压下、输送出180∽200℃高温蒸汽的微压高温锅炉。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

本发明提出的微压高温锅炉，它包括锅壳体、炉胆、烟筒、炉门圈和一组横水管，炉胆顶端固定连接烟筒并与锅壳体构成封闭的水箱，所说的炉门圈连接于炉胆、锅壳体并穿过水箱与炉胆形成的炉膛相通，一组横水管安装于炉膛内，其特征在于：在烟筒内配装有内置式过热器，所说的内置式过热器设置有一组隔板和烟气管，隔板上做有一组蒸汽通孔形成蒸汽通道，所说的烟气管穿过一组隔板的蒸汽通孔并连接于密封底板、密封盖板形成烟气通道，连接于密封底板的内置蒸汽管与内置式过热器相通，内置蒸汽管的进汽管口位于水箱内液面之上的蒸汽室内，在密封盖板上连接安装有过热汽输出管。它是按如下原理进行工作的：燃煤在炉膛内燃烧对水箱内的水体进行加热时，炉膛内燃烧的热辐射和所产生的高温烟气将向上直冲内置式过热器并进入一组烟气管所形成的烟气通道内，对内置式过热器的密封底板、一组隔板和烟气管进行加热。而水箱内的水体被加热升温至沸所生成的蒸汽会进入蒸汽室内，实际上此时所生成的蒸汽应为饱和蒸汽，据热力学原理表明：“饱和蒸汽的温度将随压力的增大而升高”。随着加热的不断进行，炉内压力会逐渐升高，可由按常规配装于锅炉的安全值设定为0.04Mpa的安全阀、水封安全装置自动进行跟踪检测保护，当炉内蒸汽的压力超过所设定安全值时，它能自动开启泄压进行安全保护，达到杜绝超压运行、消除安全隐患并能确保锅炉在0.04MPa微压下安全运行的目的。由内置蒸汽管将蒸汽室内的饱和蒸汽不断地导入内置式过热器，饱和蒸汽在依次经过隔板上做有的一组蒸汽通孔所形成蒸汽通道转拆上升的过程中，对进入一组烟气管的高温烟气进行有效的热交换，饱和蒸汽将在内置式过热器内充分高效地吸收高温烟气的热量而被加热升温转变为高温的过热汽，据热力学原理表明：“过热汽的压力是不会随着温度升高而增高的”，即能确保高温过热汽的压力仍处于0.04MPa的微压安全值内。至此，即可由过热汽输出管输送出微压高温的过热汽供用户安全使用。按照本发明所提出的技术方案生产的微压高温锅炉，经过一定时期的试用检测表明：在0.04MPa微压安全值内过热汽出口温度可高达180∽200℃，这就大大提高了蒸汽所能承载输送热能量的能力，据测算已大约相当于额定工作压力为1.27MPa的蒸汽锅炉能力。这对一般中小型企业以及大多数个体业主来说，使用本发明所提出的微压高温锅炉产品，无需冒险违规超压运行，也能够满足生产作业的供热需求，这对消除安全隐患具有明显效果。

本发明还具有如下技术特征：

所说的烟筒为与炉膛直通的圆筒体结构，配装于烟筒内的内置式过热器位于炉膛顶端的出烟口位置，可使炉膛内燃烧的热辐射和上升的高温烟气能直冲内置式过热器的密封底板，这对提高内置式过热器的热交换效率和过热汽的温度都有明显作用。

在配装内置式过热器的烟筒内壁位置处填充有绝热材料层，能明显增强内置式过热器的热交换效果，这对提高过热汽的温度也有一定作用。

所说的一组横水管是按纵横交错倾斜布置的方式安装于炉膛内，能有效增加受热面积，对提高热能利用率和增强节能减排效果有一定作用。

本发明所提出的技术方案同样适用于生产制造汽水两用锅炉产品。

本发明同现有技术相比较具有如下突出的实质性特点和显著进步：

1.本发明首创了“在直通炉膛的烟筒内配装内置式过热器”的高效热交换结构，它充分吸收利用所排放的高温烟气的热量来加热升温饱和蒸汽并使之转变为高温过热汽，能在确保微压安全的基础上显著提高蒸汽承载输送热能量的能力。

2.本发明是充分利用所排放高温烟气的热量来加热升温饱和蒸汽并使之转变为高温过热汽，它的热利用效率高，大大降低所排放烟气的温度进而有效地减轻了烟尘污染负荷，具有明显的节能减排效果，有极佳的社会环保经济效益。

3.本发明构思新颖、设计合理，具有结构简捷体积小巧、制造容易生产成本低、运输安装占地少、维护操作使用方便和运行费用低、安全性能高等突出优点，有极好的市场前景。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的内置式过热器的结构示意图(放大)。

图3是图2的A-A视图，展示内置式过热器的烟气管穿过隔板的蒸汽通孔后所形成蒸汽通道的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图描述本发明提出的微压高温锅炉的实施例：

一种微压高温锅炉，它主要由锅壳体14、炉胆15、进水管9、烟筒2、炉门圈12、一组横水管7、8和内置式过热器17构成，在炉胆15顶端由封头16固定连接烟筒2并与锅壳体14构成封闭的水箱6，在烟筒2顶端的连接管座上安装烟囱1，炉门圈12穿过水箱6连接于炉胆15、锅壳体14并与炉胆15形成的炉膛13相通，一组横水管7、8按纵横交错倾斜布置的方式安装于炉膛13内，在炉膛13的底部设置炉篦10和出渣孔11，所说的烟筒2为与炉膛13直通的大直径圆筒体结构，在烟筒2内配装有内置式过热器17，使内置式过热器17位于炉膛13顶端的出烟口位置，使之能有效吸收炉膛13内的热辐射，在配装内置式过热器17的烟筒2内壁位置处填充有绝热材料层3，所说绝热材料层3采用耐火混泥土有很好的使用效果，上述所说的内置式过热器17由一组隔板20、烟气管18和密封底板22、密封盖板24构成，在隔板20上做有一组蒸汽通孔21，蒸汽通孔21的孔径大于烟气管18的外径，将烟气管18依次穿过一组隔板20的蒸汽通孔21并使之能在烟气管18外壁周围形成蒸汽通道，烟气管18的两端固定连接于密封底板22、密封盖板24形成烟气通道，连接于密封底板22的内置蒸汽管5与内置式过热器17相通，并使内置蒸汽管5的进汽管口位于水箱6内水体液面之上的蒸汽室4内，在密封盖板24上连接安装有过热汽输出管19。它是这样进行工作的：首先由进水管9向水箱6内加入水体，将锅炉的安全阀、水封安全装置的安全保护值设定为0.04MPa，再通过炉门圈12向炉膛13内点火、加煤燃烧对水箱6内的水体进行加热，燃煤在炉膛13内不断燃烧所产生的高温烟气向上直冲内置式过热器17的密封底板22，并经过一组烟气管18所形成的烟气通道、最终由烟囱1排出炉外，当水箱6内的水体被加热升温至沸所生成的饱和蒸汽进入蒸汽室4内时，随着加热的不断进行会使炉内压力随之升高，当炉内蒸汽压力超过所设定值时，安全阀、水封安全装置会自动开启泄压进行安全保护，确保锅炉在0.04MPa微压下安全运行。而蒸汽室4内的饱和蒸汽将如箭头23所示，由内置蒸汽管5及时地导入内置式过热器17内并依次通过隔板20的一组蒸汽通孔21所形成的蒸汽通道逐渐转拆上升，这时饱和蒸汽将充分吸收一组烟气管18内的高温烟气的热量进行有效的热交换作用，在热交换过程中，饱和蒸汽在吸收高温烟气的热量时，自身被不断地加热升温转变为高温过热汽。由于过热汽的压力是不会随着温度升高而增高的，能够确保高温过热汽的压力仍处于0.04MPa的微压安全值内。至此，即可由过热汽输出管19输送出微压高温过热汽供用户使用。经过一段时期的试用检测表明：在0.04MPa微压安全值内过热汽出口温度可达到200℃，极大地增强了承载传输热能量的能力。同时，由于内置式过热器17的热交换作用，还能有效降低烟气温度和烟尘浓度，经过检测表明：烟气污染物排放综合指标符合国家规定的一类地区烟气排放标准，可由烟囱1对尾气进行安全排放。

上述实施例仅仅是能够实现本发明所提出的技术方案的具体方式之一，并不构成对本发明所要求保护范围的限制，还应包括本技术领域的普通技术人员按照本发明提出的技术方案所能变化的其它实施方式。

Claims (4)

1.一种微压高温锅炉，它包括锅壳体(14)、炉胆(15)、烟筒(2)、炉门圈(12)和一组横水管(7、8)，炉胆(15)顶端固定连接烟筒(2)并与锅壳体(14)构成封闭的水箱(6)，所说的炉门圈(12)连接于炉胆(15)、锅壳体(14)并穿过水箱(6)与炉胆(15)形成的炉膛(13)相通，一组横水管(7、8)安装于炉膛(13)内，其特征在于：在烟筒(2)内配装有内置式过热器(17)，所说的内置式过热器(17)设置有一组隔板(20)和烟气管(18)，隔板(20)上做有一组蒸汽通孔(21)形成蒸汽通道，所说的烟气管(18)穿过一组隔板(20)的蒸汽通孔(21)并连接于密封底板(22)、密封盖板(24)形成烟气通道，连接于密封底板(22)的内置蒸汽管(5)与内置式过热器(17)相通，内置蒸汽管(5)的进汽管口位于水箱(6)内液面之上的蒸汽室(4)内，在密封盖板(24)上连接安装有过热汽输出管(19)。

2.根据权利要求1所述的微压高温锅炉，其特征在于：所说的烟筒(2)为与炉膛(13)直通的圆筒体结构，配装于烟筒(2)内的内置式过热器(17)位于炉膛(13)顶端的出烟口位置。

3.根据权利要求1或2所述的微压高温锅炉，其特征在于：在配装内置式过热器(17)的烟筒(2)内壁位置处填充有绝热材料层(3)。

4.根据权利要求1或2所述的微压高温锅炉，其特征在于：所说的一组横水管(7、8)是按纵横交错倾斜布置的方式安装于炉膛(13)内。

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