CN101761914B - 烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉 - Google Patents

烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明为烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉。由链条炉排燃烧装置、锅炉炉膛和锅炉水管系统所组成。锅炉炉膛被包覆在采用烟气环流的对流受热面内侧，采用轻型炉墙结构即可达到隔热保温的要求，因此可以大幅度地降低锅炉炉墙的重量。锅炉水管系统采用框架结构，锅筒通过蒸汽引出管支撑在侧水冷壁与水管对流管束并联组合结构的左、右侧上集箱上部，锅炉钢架重量大大下降，降低了锅炉的钢材耗量，简化了其制造和安装工艺。同时，由于锅炉采用两种工质自然循环回路复合循环方式运行，相对于传统的锅炉工质自然循环方式，其水动力的可靠性将大大增加。

Description

烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉
技术领域
本发明涉及到锅炉技术领域，具体为烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉。
背景技术
蒸汽锅炉是一种把煤炭、石油或天然气等所储存的化学能转变成蒸汽的设备。电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业都需要蒸汽锅炉供给大量的蒸汽。
目前，蒸汽锅炉的本体结构主要有火管锅炉和水管锅炉两大类结构型式。在小容量范围内，火管锅炉和水管锅炉各有其优缺点。但是对于大容量锅炉，水管锅炉在结构布置和热工性能方面则更具有优势。多年以来，我国普遍生产和使用的水管锅炉都是传统炉型，生产工艺复杂、折合单位蒸发量的钢材耗量高。因此，开发出运行安全可靠、高效节能、生产工艺简单以及钢材耗量低的新型蒸汽锅炉对我国国民经济发展具有重要意义。
发明内容
针对现有水管蒸汽锅炉生产工艺复杂和钢材耗量高的缺点，本发明提供了烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉。其受热面传热效率高、钢材耗量低、制造工艺简单。
本发明的技术方案是：锅炉水管系统为框架结构，锅筒通过蒸汽引出管支撑在侧水冷壁与水管对流管束并联组合结构上部，锅炉对流受热面采用烟气环流横向冲刷换热方式，将炉膛被包覆在对流受热面内侧。
其进一步特征在于：所述锅炉采用联接在锅筒和两侧下集箱以及后部下集箱的下降管，与锅炉的辐射受热面和对流受热面形成了工质自然循环回路，同时并联在锅炉两侧上、下集箱的辐射受热面和对流受热面，由于受热负荷的差别较大、也必然会形成另一种工质自然循环回路。在锅炉运行中，上述两种工质自然循环回路将会使工质形成复合循环流动。
本发明锅炉水管系统采用框架结构后，锅炉钢架重量大大下降，降低了锅炉的钢材耗量，简化了其制造和安装工艺。同时，锅炉炉膛被包覆在采用烟气环流的对流受热面内侧，采用轻型炉墙结构即可达到隔热保温的要求，因此可以大幅度地降低锅炉炉墙的重量。此外，由于锅炉采用两组工质自然循环回路复合循环方式运行，相对于传统的锅炉工质自然循环方式，其水动力的可靠性将大大增加。
附图说明
图1为本发明主视图的剖视图
图2为图1的侧视图和A-A截面的半剖视图
图3为图1的B-B截面的剖视图
图4为图1的C-C截面的剖视图
图中件号说明：
1、炉排底座；2、链条炉排；3、煤斗；4、前下集箱；5、炉膛；6、前拱管组；7、前烟室；8、前墙受热面和前部炉顶受热面管组；9、前隔墙；10、左侧前蒸汽引出管；11、锅筒；12、左侧后蒸汽引出管；13、炉内蒸发受热面管组；14、后拱；15、后墙受热面和后部炉顶受热面管组；16、后下集箱；17、保温层；18、耐火层；19、左侧后下降管；20、左侧前下降管；21、主蒸汽管座；22、给水管座；23右侧后下降管；24、右侧前下降管；25、左侧下连通管；26、左侧下集箱；27、左侧耐火隔墙；28、左侧烟气通道；29、左侧水冷壁受热面管组；30、左侧对流受热面管束；31、左侧上集箱；32、右侧上集箱；33、右侧对流受热面管束；34、右侧水冷壁受热面管组；35、右侧烟气通道；36、右侧耐火隔墙；37、右侧下集箱；38、右侧下连通管；39、烟气出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施方案进行详细描述。烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉的燃烧系统包括炉排底座1、链条炉排2、煤斗3、炉膛5、后拱14，左侧耐火隔墙27和右侧耐火隔墙36以及前隔墙9分别将左侧烟气通道28和右侧烟气通道35以及前烟室7与炉膛5隔开。右侧烟气通道35的后部联通烟气出口38。锅炉水管系统则包括横向配置在前墙下部的前下集箱4、横向配置在炉顶上部的锅筒11、横向配置在后墙下部的后下集箱16、左侧纵向配置的左侧上集箱31和左侧下集箱26、右侧纵向配置的右侧上集箱32和右侧下集箱37、分别与前下集箱4和锅筒11相联通的前墙受热面和前部炉顶受热面管组8和前拱管组6、分别与锅筒11和后下集箱16相联通的炉内蒸发受热面管组13和后墙受热面和后部炉顶受热面管组15、分别与锅筒11和后下集箱16相联通的左侧后下降管19和右侧后下降管23、分别与锅筒11和左侧下集箱26相联通的左侧前下降管20、分别与锅筒11和右侧下集箱37相联通的右侧前下降管24、分别与左侧上集箱31和左侧下集箱26相联通的左侧水冷壁受热面管组29和左侧对流受热面管束30、分别与右侧上集箱32和右侧下集箱37相联通的右侧水冷壁受热面管组34和右侧对流受热面管束33、左侧下集箱26与前下集箱4相连通的左侧下连通管25、右侧下集箱37与前下集箱4相连通的右侧下连通管38、分别与锅筒11和左侧上集箱31相联通的左侧前蒸汽引出管10和左侧后蒸汽引出管12以及与其对称布置的、分别与锅筒11和右侧上集箱32相联通的右侧前蒸汽引出管和右侧后蒸汽引出管、以及安装在锅筒11顶部并与其相联通的主蒸汽出口管座21和给水管座22。锅炉炉墙和炉顶则由保温层17和耐火层18构成，包覆着锅炉水管系统。
锅炉运行时，随着炉排2的运动，煤从煤斗3中被送入炉膛5，燃烧所产生的烟气在与前拱管组6、炉内蒸发受热面管组13、后部炉顶和后墙受热面管组15、左侧水冷壁受热面管组29、右侧水冷壁受热而管组34进行换热的同时，从由后拱14的上部流向炉膛后部，然后流入锅炉的左侧烟气通道28，与在其内布置的左侧对流受热面管束30进行换热，然后通过前烟室7进入锅炉的右侧烟气通道35，与在其内布置的右侧对流受热面管束33进行换热，然后通过出烟口39排出锅炉。锅炉给水则从给水管座22进入锅筒11，与锅筒11内的饱和水混合后则称为锅水。锅筒11内的锅水分为三部分流经锅炉水管系统的不同受热面进行加热循环。第一部分锅水将通过左侧后下降管19和右侧后下降管23进入后下集箱16，然后在通过炉内蒸发受热面管组13和后墙受热面和后部炉顶受热面管组15时，受到了炉膛内烟气的加热，其中一部分锅水被汽化成水蒸汽，然后流回锅筒11。第二部分锅水则通过左侧前下降管20进入左侧下集箱26，然后在通过左侧水冷壁受热面管组29和左侧对流受热面管束30的同时，受到了炉膛5和左侧烟气通道28内烟气的加热，其中一部分锅水被汽化成水蒸汽后流入左侧上集箱31，然后通过前蒸汽引出管10和后蒸汽引出管组12进入锅筒11。同时进入左侧下集箱26的一部分锅水将通过的左侧下连通管25进入前下集箱4，然后在通过前墙受热面和前部炉顶受热面管组8和前拱管组6的同时，受到了炉膛5和前烟室7内烟气的加热，其中一部分锅水被汽化成水蒸汽，然后流回锅筒11。第三部分锅水则通过右侧前下降管24进入到右侧下集箱37，然后在通过右侧水冷壁受热面管组34和右侧对流受热面管束33流入右侧上集箱32的同时，受到了炉膛5和右侧烟气通道35内烟气的加热，其中一部分锅水被汽化形成水蒸汽后流入右侧上集箱32，然后通过与左侧前蒸汽引出管10和后蒸汽引出管组12对称布置的右侧前蒸汽引出管和右侧后蒸汽引出管流回锅筒11。同时进入右侧下集箱37的一部分锅水将通过的右侧下连通管38进入前下集箱4，然后通过前墙受热面和前部炉顶受热面管组8和前拱管组6时，受到了炉膛内烟气的加热，其中一部分锅水被汽化形成水蒸汽，然后流回锅筒11。锅水在通过锅炉水管系统的各个受热面后被加热形成的汽水混合物在回到锅筒11内会产生汽水分离，水蒸气则通过主蒸汽管座21被送出锅炉，而分离下的饱和水将与锅炉给水混合后形成锅水进行下一个相同的流程。本发明专利也可采用左右侧结构部件对换布置，其工作原理相同。

Claims (1)

1.烟气环流换热复合循环水管蒸汽锅炉，包括炉排底座(1)、链条炉排(2)、煤斗(3)、炉膛(5)、后拱(14)和锅炉水管系统，其特征在于：左侧耐火隔墙(27)将左侧烟气通道(28)与炉膛(5)隔开；右侧耐火隔墙(36)将右侧烟气通道(35)与炉膛(5)隔开；前隔墙(9)将前烟室(7)与炉膛(5)隔开；右侧烟气通道(35)的后部联通烟气出口(38)；锅炉水管系统则为左右对称结构，包括：横向配置在前墙下部的前下集箱(4)；横向配置在炉顶上部的锅筒(11)；横向配置在后墙下部的后下集箱(16)；左侧纵向配置的左侧上集箱(31)和左侧下集箱(26)；前墙受热面和前部炉顶受热面管组(8)，前墙受热面和前部炉顶受热面管组(8)与前下集箱(4)和锅筒(11)分别相联通；前拱管组(6)，前拱管组(6)也与前下集箱(4)和锅筒(11)分别相联通；后墙受热面和后部炉顶受热面管组(15)，后墙受热面和后部炉顶受热面管组(15)与锅筒(11)和后下集箱(16)分别相联通；炉内蒸发受热面管组(13)，炉内蒸发受热面管组(13)也与锅筒(11)和后下集箱(16)分别相联通；左侧后下降管(19)，左侧后下降管(19)与锅筒(11)和后下集箱(16)分别相联通；左侧前下降管(20)，左侧前下降管(20)与锅筒(11)和左侧下集箱(26)分别相联通；左侧水冷壁受热面管组(29)，与左侧上集箱(31)和左侧下集箱(26)分别相联通；左侧对流受热面管束(30)，也与左侧上集箱(31)和左侧下集箱(26)分别相联通；将左侧下集箱(26)与前下集箱(4)相连通的左侧下连通管(25)；左侧前蒸汽引出管(10)，左侧前蒸汽引出管(10)与锅筒(11)和左侧上集箱(31)分别相联通；左侧后蒸汽引出管(12)，左侧后蒸汽引出管(12)也与锅筒(11)和左侧上集箱(31)分别相联通；以及与其对称布置的右侧水管系统结构；锅炉炉墙和炉顶则由保温层(17)和耐火层(18)构成，包覆锅炉水管系统。 
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