CN101957059A - 一种全逆向对流非密闭水管锅炉 - Google Patents

一种全逆向对流非密闭水管锅炉 Download PDF

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Abstract

一种全逆向对流非密闭水管锅炉，由上、下中心集箱、侧对称水冷壁集箱、水冷壁管、侧对承对流管束上下集箱、对流管束、前、后、上、下横集箱和连通管等分别连通，构成辐射对流受热面和自然循环水路，在水冷壁外侧与顶棚和对流管束外侧分别构筑炉墙构成炉膛和三回程烟道，同样的锅炉体积可增大炉膛容积，利于充分燃烧和烟尘炉内降尘，水路和烟路全逆向对流横向冲刷，利于提高换热效果，减少对流受热面积灰，由于非密闭结构自然循环安全可靠流阻小，整体结构工艺先进，制造简单，采用大、中、小型管子即可替代各种型号锅炉的锅筒，可降低钢耗30％，提高制造效率40％，降低电耗20％，降低烟尘的初始排放浓度70％，节能、降耗、减排显著。

Description

一种全逆向对流非密闭水管锅炉
技术领域
本发明属热能工程领域，尤其涉及一种直供式中小型集中供热热水锅炉。
背景技术
目前我国工业锅炉在用总台数约50多万台，仅≤20t/h的就占总容量90％，其中热水锅炉约占50％，显然中小型热水锅炉的量大面广对我国建设资源节约型社会和环境友好型社会有着重要影响。
目前市场上流行的中小型热水锅炉结构均设有锅筒，因锅筒直径大、壁厚使其钢耗高制造成本高，因≤20t/h的锅筒均是整机出厂或分体出厂，大锅筒占用的空间使炉膛容积较小，极不利于燃料在炉膛内充分燃烧和烟尘在炉内沉降，增大了飞灰含炭量和烟尘的原始排放浓度。虽然市场曾流行的管架式热水锅炉，有着明显的低成本优势和便于增大炉膛容积优势，但是却存在诸多缺点，一是因密闭结构均需采用强制循环，使之一是流阻高增大循环泵电耗，二是集箱内需按装隔板，一旦隔板设计安装位置有误容易出现爆管事故，并且故障点难寻找维修难度大，三是管束弯曲角度多工艺复杂，四是停电保护管理要求严格，一旦操作失误容易造成锅炉事故，五是排气排污点多操作管理复杂，如有管理不慎容易出现气塞影响正常循环，出现积垢而难清除甚至爆管。尽管在申请号为200610057234.5的发明专利中所公开的锅炉与其它密闭式管架式锅炉相比有自然循环的优点，但在结构上还存在多个缺陷有的甚至是严重缺陷，如第一是下中心集箱后端末伸出后墙外没有手孔，一旦积垢无法彻底清除，第二是与上、下中心集箱的连通管只布置两个容易水循环不均影响安全运行，第三是三回程烟气进口(烟气走廊)截面垂直段低纵向长容易烟气走短路不利于对流管束换热，第四是烟箱截面和容积小，流阻大增大了除尘器的负担和引风机电耗，第五是烟箱底部未设落灰斗无法清除积灰。
发明内容
本发明的目的是针对目前市场上流行的锅筒式锅炉和管架式锅炉的缺点，提供一种降低钢耗和烟尘排放，提高综合能效和工效，工艺先进，制造简单，运行稳定安全可靠，节能降耗减排显著的热水锅炉。
本发明是这样实现的，一种全逆向对流非密闭水管锅炉包括：上、下中心集箱、侧对称水冷壁集箱、侧对称对流管束上、下集箱等，其特征是一二回程水冷壁管的上内端与上中心集箱侧部纵向均布连通，其下端与侧对称水冷壁集箱的上部纵向中心均布连通，炉膛水冷壁管的上内端与下中心集箱侧部纵向均布连通，其下端与侧对承水冷壁集箱的上部中心纵向均布连通，前墙管的上内端离下中心集箱前端一段距离径向连通，其下端与前下横集箱上部中心平行连通，后墙管的上端与后上横集箱下部横向中心均布连通，其下端与后下横集箱的上部平行连通；对流管束的上下端分别与侧对承上下集箱的下、上部径向连通，连通管的上、下端分别与上下中心集箱的下、上部中心均布连通。下顶棚下部构成炉膛，其上部构成二回程烟道，对流管束横向间距构成三回程烟道。
本发明具有以下显著优点：
①水路和烟路全逆向对流横向冲刷，显著提高换热效果。②全部采用不同型号管子替代不同型号锅炉的锅筒。可降低锅炉本体钢耗30％左右。提高锅炉制造效率40％。③对流管束弯曲角度少，几何形状简单、制造方便。④炉墙便于操作构筑，质量好保证。⑤便于设计经济流速，流阻小可降低引风机电耗20％左右。⑥炉膛容积大，烟气在炉内停留时间长，燃烧充分。⑦炉内和尾部烟箱利于烟尘沉降可降低烟尘原始排放浓度70％左右。⑧便于部件加工组装成型。⑨对流管束立式布置，减少受热面积灰运行效率稳定。⑩.锅炉顶部装有水封管，自然循环安全可靠。
附图说明
图1是：本发明的主视图
图2是：本发明的左视图
图3是：本发明的附视图
在图中
1是炉排、2是侧对称水冷壁集箱、3是前下连通管、4是前下横集箱、5是煤斗、6是前拱管、7是前墙管、8是一二回程侧对称水冷壁管、9是前墙、10是烟气走廊、11是下中心集箱、12是前上横集箱、13是除灰口、14是上中心集箱、15是压力表座、16是炉膛、17是连通管、18是炉膛侧对称水冷壁管、19是下顶棚、20是加药口、21是保温材料、22是尾部扩大空间、23是二回程烟道进口、24是水封管座、25是出水口、26是后上连通管、27是后上横集箱、28是后墙管、29是后墙、30是排烟口、31是烟箱、32是落灰斗、33是后下横集箱、34是后下连通管、35是落灰斗、36是后拱、37是点火门、38是前拱、39是侧对承管束下集箱、40是连通弯管、41是侧外墙、42是保温材料、43是对流管束、44是前上连通管、45是侧对称管束上集箱、46是进水管、47是前拱连通管、48是二回程烟道、49是上顶棚、50是前墙管、51是炉墙、52是两侧三回程烟道、53是落灰斗。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作详细描述，一种全逆向对流非密闭水管锅炉包括上、下中心集箱(14)(11)，侧对称水冷壁集箱(2)，侧对称对流管束上、下集箱(45)(39)，前、后上下横集箱(12)(4)(27)(33)等，其特征是，连通管(17)的上端与上中心集箱的下部中心纵向均布连通，其下端平行于下中心集箱(11)上部连通，其上、下顶棚(49)(19)至炉墙(51)的空间构成二回程烟道(48)。一二回程侧对称水冷壁管(8)的上端与上中心集箱(14)的纵向两侧连通，其下端与侧对称水冷壁集箱(2)的上部中心纵向每隔一根炉膛侧对称水冷壁管(18)连通一根依次类推均布。炉膛侧对称水冷壁管(18)的上端与下中心集箱(11)的两侧均布连通，其下端与侧对称水冷壁集箱(2)的上部园中心纵向每隔一根一二回程侧对称水冷壁管(8)连通一根依次类推均布。上至下顶棚(19)下至炉排(1)侧至炉墙(51)前墙(9)后墙(29)的空间构成炉膛(16)；前拱(38)的上、下端至两侧炉墙(51)至前墙(9)构成烟气走廊(10)。离下中心集箱(11)后端一定距离(以所需烟气流速定距离)，不按装侧对称水冷壁管(18)和下顶棚(19)构成二回程烟道进口(23)；对流管束(43)可设两排以上，其管束之间空隙构成三回程烟道(52)。连通管(17)至少按装4个以上，前上连通管(44)的上端与下中心集箱下部中心连通，其下端与前上横集箱(12)的上部连通，前下连通管(3)的下端与侧对称水冷壁集箱(2)的前上部连通，其上端与前下横集箱(4)的下部连通，连通弯管(40)的下端与侧对称管束下集箱(39)的前上部连通，其上内端与前下横集箱(4)的端头盲板中心连通，后上连通管(26)的上端与上中心集箱(14)的后下部连通，其下端垂直平行于后上横集箱(27)上部连通，后下连通管(34)的下端与侧对称水冷壁集箱(2)的后上部连通，其上端垂直平行于后下横集箱下部连通。烟箱(31)的前端与后墙(29)紧靠密封，其上端离下中心集箱(11)一段距离，其下端离后下横集箱(33)一段距离，其侧端与对流墙(41)紧靠密封。上中心集箱(14)的前上部按装压力表座(15)，在其中上部按装加药口(20)，在其后上部按装水封管座(24)，在其后端盲板中心按装出水口(25)，进水管(46)按装在侧对称管束上集箱(45)的后上部。
其锅炉水路，进水从进水管(46)进入侧对称管束上集箱(45)的后部，通过对流管束(43)下降至侧对称对流管束下集箱(39)前行，部分温度较高的水通过对流管束(43)上升至侧对流管束上集箱前行，两路水行至前端，下部通过连通弯管(46)、前下横集箱(4)、前下连通管(3)进入侧对称水冷壁集箱(2)；上部通过前横连通管(47)进入上中心集箱(14)前端，分别向后行，炉膛侧对称水冷壁管(18)的水上升进入下中心集箱(11)通过连通管(17)进入上中心集箱(14)，一二回程侧对称水冷壁管(8)的水上升进入上中心集箱(14)，共分三路水汇集至上中心集箱(14)向后行至出水口(25)送往供热系统。
锅炉烟路，点火门(37)点火，在前、后拱(38)(36)的作用下强化燃烧进入炉膛(16)及尾部扩大空间(22)充分燃尽，通过二回程烟道进口(23)进入二回程烟道(48)向前行，通过烟气走廊(10)进入两侧三回程烟道(52)向后行至端头汇集到烟箱(31)，通过排烟口(30)进入脱硫除尘设备经过净化的烟气通过烟筒排入大气。

Claims (7)

1.一种全逆向对流非密闭水管锅炉，包括上、下中心集箱(14)(11)，侧对称水冷壁集箱(2)，侧对称对流管束上、下集箱(45)(39)，前、后上下横集箱(12)(4)(27)(33)等，其特征是，连通管(17)的上端与上中心集箱的下部中心纵向均布连通，其下端平行于下中心集箱(11)上部连通，其上、下顶棚(49)(19)至炉墙(51)的空间构成二回程烟道(48)。
2.根据权利要求1所述的一种全逆向对流非密闭水管锅炉，其特征是，一二回程侧对称水冷壁管(8)的上端与上中心集箱(14)的纵向两侧连通，其下端与侧对称水冷壁集箱(2)的上部中心纵向每隔一根炉膛侧对称水冷壁管(18)连通一根依次类推均布。炉膛侧对称水冷壁管(18)的上端与下中心集箱(11)的两侧均布连通，其下端与侧对称水冷壁集箱(2)的上部园中心纵向每隔一根一二回程侧对称水冷壁管(8)连通一根依次类推均布。
3.根据权利要求1所述的一种全逆向对流非密闭水管锅炉，其特征是，上至下顶棚(19)下至炉排(1)侧至炉墙(51)前墙(9)后墙(29)的空间构成炉膛(16)；前拱(38)的上、下端至两侧炉墙(51)至前墙(9)构成烟气走廊(10)。
4.根据权利要求1所述的一种全逆向对流非密闭水管锅炉，其特征是，离下中心集箱(11)后端一定距离(以所需烟气流速定距离)，不按装侧对称水冷壁管(18)和下顶棚(19)构成二回程烟道进口(23)；对流管束(43)可设两排以上，其管束之间空隙构成三回程烟道(52)。
5.根据权利要求1所述的一种全逆向对流非密闭水管锅炉，其特征是，连通管(17)至少按装4个以上，前上连通管(44)的上端与下中心集箱下部中心连通，其下端与前上横集箱(12)的上部连通，前下连通管(3)的下端与侧对称水冷壁集箱(2)的前上部连通，其上端与前下横集箱(4)的下部连通，连通弯管(40)的下端与侧对称管束下集箱(39)的前上部连通，其上内端与前下横集箱(4)的端头盲板中心连通，后上连通管(26)的上端与上中心集箱(14)的后下部连通，其下端垂直平行于后上横集箱(27)上部连通，后下连通管(34)的下端与侧对称水冷壁集箱(2)的后上部连通，其上端垂直平行于后下横集箱下部连通。
6.根据权利要求1所述的一种全逆向对流非密闭水管锅炉，其特征是，烟箱(31)的前端与后墙(29)紧靠密封，其上端离下中心集箱(11)一段距离，其下端离后下横集箱(33)一段距离，其侧端与对流墙(41)紧靠密封。
7.根据权利要求1所述的一种全逆向对流非密闭水管锅炉，其特征是，上中心集箱(14)的前上部按装压力表座(15)，在其中上部按装加药口(20)，在其后上部按装水封管座(24)，在其后端盲板中心按装出水口(25)，进水管(46)按装在侧对称管束上集箱(45)的后上部。
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