CN101706153A

CN101706153A - 一种高效燃油锅炉

Info

Publication number: CN101706153A
Application number: CN200910185580A
Authority: CN
Inventors: 聂陈翰; 崔运静; 马培勇; 林其钊
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: CN101706153B

Abstract

一种高效燃油锅炉，外壁为直立圆筒，内部结构由炉膛与炉胆构成。特征是炉胆体积占炉膛空间50％～95％。在炉胆壁四周均匀设置四个鼻翼型喷口，其出气口中心位置距离炉胆底部为炉胆高度20％～80％，鼻翼型喷口罩与炉胆外壁夹角为10°～90°，炉胆顶部安置十字辐射条；燃气在炉胆中卷吸高温烟气，并且由喷口喷出的高温烟气通过辐射和对流方式继续加热炉胆，炉胆中由于高温低氧条件形成无焰燃烧。同时在炉胆顶部安装十字辐射条，深入到内排烟道中，加强辐射作用，提高热利用率。本发明锅炉实现了燃油的无焰燃烧，高效低污染，热效率可达94％。

Description

一种高效燃油锅炉

技术领域：

本发明涉及燃烧设备锅炉技术领域，特别涉及燃油锅炉。

背景技术：

中国是世界上少数几个以煤为主要一次能源的国家之一，并作为锅炉的主要燃料，形成煤烟型大气污染的重点污染源。随着国际社会对环境问题的日益重视，我国为建设环境友好社会和走可持续发展道路的要求，对环保提出了高要求，我国能源政策与能源结构发生了变化，全国一些大中型城市为了适应新的发展要求，逐步制定了限制燃煤锅炉的条件。随着我国经济建设不断发展，对天然气石油的消费需求日益增加，促进了中小型燃油锅炉的发展。工业与民用锅炉使用油质燃料，可以解决燃煤锅炉与环境之间的突出矛盾，而且经济上也可行，具有广阔的市场前景。

《燃油燃气锅炉结构设计及图册》(赵钦新、李卫东等编著，西安交通大学出版社，2002)第45-56页提到燃烧器介绍了现代立式锅壳式燃油烟气锅炉内部构造和工作方式，提到了燃烧器火焰形状与炉膛形状的匹配。《锅炉原理与计算》(冯俊凯、沈幼庭主编，科学出版社，1992，第60-64页)介绍了锅炉燃烧煤气的原理，提到了燃烧器出口会形成火舌或火炬。这些锅炉的问题：由于火舌或火炬的存在，燃烧反应发生在较小的有限区域，特别是燃烧器侧下置式的立式锅炉，火焰形状要受到炉胆直径的限制，得不到完全展开式火焰。另外燃烧不够充分，炉膛温度不均匀，热效率有待提高。

技术内容：

本发明提供一种高效燃油锅炉，克服现有技术的上述缺陷，使炉内温度场更均匀，实现无焰燃烧，提高锅炉效率。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种高效燃油锅炉，包括外层圆桶状或方桶状锅壳，内层圆桶状或方桶状炉胆，锅壳与炉胆之间的夹层为水套组件，锅炉底座、水套组件与内排烟道围成炉膛，排烟出气口与炉膛相通；炉胆顶部安装十字辐射条，该十字辐射条深入内排烟道中，其特征在于：在锅炉炉膛内布置一个圆桶状或方桶状炉胆，该炉胆的体积占炉膛空间的50％-95％；在炉胆上距离炉胆底部为炉胆高度20％～80％的位置开若干个出气口，出气口直径占炉胆横截面直径的5％-50％；出气口外部安装数个鼻翼型喷口罩形成鼻翼型喷口，鼻翼型喷口直径占炉胆横截面直径的10％-80％，鼻翼型喷口出口平面与炉膛底部距离为反应器高度的20％-60％，鼻翼型喷口通往炉膛。

所述炉胆、鼻翼型喷口及十字辐射条采用耐温不低于1500℃的耐火材料制作，可以是刚玉、镁砖、碳化硅和高铝砖等。

本发明的特点也在于：

1.所述的炉胆材料为耐火材料，壁厚为炉膛内径的(3％-10％)，可以提供较大的燃烧空间。

2.所述的鼻翼型喷口，其罩与炉胆外壁夹角为(10°～90°)，其结构保证喷出的烟气较好的形成一个烟气回程。

3.所述的十字型辐射条，深入烟道，不妨碍烟气流通，亦可拓展更多接触面，保证烟气热量的充分利用。

与中国专利号ZL200510022667.2提出的燃气或燃油锅炉相比，本发明的优点体现在：

1.结构简单，易于布置；

2.无须布置复杂的二次进气通道。

3.使用鼻翼型喷口，结构简单，喷口罩又起到挡板作用，形成烟气回程。

附图说明：

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例结构示意图的A-A剖视图。

图中标号：

图中标号：1为进水管，2为管圈，3为外罩及保温层，4为水套组件，5为燃烧器，6为锅炉本体固定底座，7为外排烟道，8为烟道挡板，9为内排烟道，10为出水管，11为十字辐射条，12为炉膛，13为炉胆，14为出气口，15为鼻翼型喷口罩，16为鼻翼型喷口

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

参见图1，为一种高效燃油锅炉示意图，包括锅炉本体固定底座6、外罩及保温层3、燃烧器5、水套组件4、炉胆13、外排烟道7、内排烟道9、十字辐射条11、进水管1、出水管10等。

本实施例中，锅炉本体固定底座6铺设耐火材料，锅炉本体固定底座6上方外围为外罩及保温层3，保温层可采用碳酸铝棉毯，外罩上部为外排烟道7，外排烟道7内径为炉胆13内径(30％～60％)；锅炉本体固定底座6、水套组件4和内排烟道9围成炉膛12，炉膛12出口与内排烟道9相连；在炉膛12内部安装一个炉胆13为圆桶型或者长方体型，炉胆13周围壁上均匀布置四个鼻翼型喷口16，出气口14中心到炉胆13底部距离为炉胆高度(20％～80％)，燃烧器5进口中心距离炉胆13底部为炉胆高度(0～50％)，炉胆13顶部连接十字辐射条11，十字辐射条11深入内排烟道9，深入部分为内排烟道9长度(50％～100％)，内排烟道9外布置管圈2。

运行时开水阀，由进水管1进水，流经管圈2，由出水管10流出，检测到水循环，启动燃烧器5点火，开始燃烧，燃气喷入炉内，由于燃烧器在炉胆下部，上部空间较大，燃气回旋，卷吸高温烟气，在炉胆13中形成高温低氧的旋流后由四个鼻翼型喷口16排出。由于鼻翼型喷口罩15的阻挡，喷出的高温烟气通过辐射和对流方式继续加热炉胆13，炉胆13内形成高温低氧条件下的无焰燃烧。烟气沿炉胆13外壁下行到一定位置后上行，增加了烟气的滞留时间，此时鼻翼型喷口罩15起到挡板作用。烟气上升进入内排烟道9，通过十字辐射条11向上流动，十字辐射条11吸收部分烟气热量，并通过辐射作用对布置在内排烟道9外的管圈2加热，提高烟气余热利用率，烟气由内排烟道9排出收到烟道挡板8阻挡，经过两个回程与管圈2充分换热后由外排烟道7排入大气。

Claims

1.一种高效燃油锅炉，主要包括外罩及保温层(3)，内层圆桶状或方桶状炉胆(13)，外罩及保温层(3)与炉胆(13)之间的夹层为水套组件(4)，水套组件(4)、锅炉本体固定底座(6)与内排烟道(9)围成的空间为炉膛(12)，内排烟道(9)与炉膛(12)相通；炉胆(13)顶部安装十字辐射条(11)，该十字辐射条(11)深入内排烟道(9)中，其特征在于：锅炉炉膛(12)内布置一个圆桶状或方桶状炉胆(13)，在炉胆(13)上开若干个出气口(14)，相应位置安装数个鼻翼型喷口罩(15)，形成鼻翼型喷口(16)，烟气由鼻翼型喷口(16)通往炉膛(12)，流经内排烟道(9)与十字辐射条(11)换热后受烟道挡板(8)阻挡，经过两个烟气回程后由外排烟道(7)排入大气。

2.如权利要求1所述的一种高效燃油锅炉，特征在于所述的鼻翼型喷口(16)的出气口(14)中心距离炉胆(13)底部为炉胆(13)高度20％～80％，出气口(14)直径占炉胆(13)横截面直径5％-50％，鼻翼型喷口罩(15)与炉胆(13)外壁夹角为10°～90°。

3.如权利要求1所述的一种高效燃油锅炉，特征在于所述的炉膛(12)内安装炉胆(13)，该炉胆(13)的体积占炉膛(12)空间的70％～95％，炉膛(12)与炉胆(13)之间留出烟气滞留空间占炉膛(12)空间的5％～30％。

4.如权利要求1所述的一种高效燃油锅炉，特征在于所述的炉胆(13)顶部连接十字辐射条(11)；十字辐射条(11)深入外排烟道(7)，深入部分为外排烟道(7)长度的50％～100％。