CN102183088A - 带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，包括锅壳（4）、炉胆（3）、回燃室（6）、前烟箱（2）、对流管束（7）和燃烧器（1），所述炉胆（3）、回燃室（6）和对流管束（7）均设置于锅壳（4）内，前烟箱（2）设置于锅壳（4）外侧，对流管束（7）的管程与前烟箱（2）和回燃室（6）相连通，其特征在于：在所述锅壳（4）顶部或外侧独立设置有冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9），所述冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）并联布置，回水从冷凝器进水母管（10）分两路并联进入冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9），冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）出水汇集到冷凝器出水母管（11）后接入锅壳（4）。本发明能把锅炉排烟温度降到足够低，使烟气中呈过热状态的水蒸汽凝结成液态水而放出汽化潜热。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉，属制热设备技术领域。
背景技术
为了适应国民经济的可持续发展和环境保护的要求，煤炭型燃料已逐步改变为油、气型燃料。油、气型燃料易于输送和使用，在保证良好的燃烧条件下，基本上不产生环境污染，发热值高，这使得燃油、燃气锅炉实现运行自动化、高效率。近年来，由于燃油燃气锅炉体型小、自动化程度高、安装方便，并在各种热媒下都可以得到十分方便而灵活的应用，燃油燃气锅炉得到了广泛的发展和应用。
传统燃油燃气锅炉中，由于烟气阻力、低温腐蚀等原因，锅炉排烟温度设计均高于150℃，未带尾部受热面的锅炉甚至高于250℃，烟气中水蒸汽处于过热蒸汽状态，不可能凝结成液态水而放出汽化潜热。因此，我国和其他国家一样，锅炉热力计算中采用燃料的低位发热值作为计算基准。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能把锅炉排烟温度降到足够低，使烟气中呈过热状态的水蒸汽凝结成液态水而放出汽化潜热的带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉。
本发明的目的是这样实现的：一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，包括锅壳、炉胆、回燃室、前烟箱、对流管束和燃烧器，所述炉胆、回燃室和对流管束均设置于锅壳内，炉胆横置于锅壳内下部，回燃室设置于炉胆后侧，与炉胆内腔相连通，前烟箱设置于锅壳外侧，对流管束横置于锅壳内上部，对流管束的管程与前烟箱和回燃室相连通，在所述锅壳顶部或外侧独立设置有冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ，所述冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ并联布置，回水从冷凝器进水母管分两路并联进入冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ，冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ出水汇集到冷凝器出水母管后进入锅壳。
本发明带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，所述冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ的换热管采用逆流错列布置，冷凝器Ⅰ和冷凝器Ⅱ的换热管采用螺旋翅片管。
燃烧器燃烧产生的烟气依次经过锅壳内的炉胆、回燃室、对流管束管程和前烟箱，烟气温度降到120℃左右进入冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ，以进水温度50℃为例，温度进一步降低到烟气中水蒸气露点温度（70℃左右）以下后排入大气；回水经过冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ加热吸收后进入锅壳，在锅壳内进一步加热达到预定的出水温度，锅壳内受热面为炉胆和对流管束两个回程。
本发明的有益效果是：
本发明以油或气为燃料燃烧后，烟气中水蒸汽含量高，冷凝式锅炉通过有效降低燃油（气）锅炉的排烟温度，使烟气中的水蒸气冷凝放出汽化潜热，通过回收烟气中温度降低放出的烟气显热和水蒸汽冷凝放出汽化潜热，可使锅炉在原有热效率的基础提高6%左右。
本发明设计效率可达到98%以上。通过合理受热面和流程设计，有效控制锅炉阻力，原有锅炉的燃烧器所具有的背压就能满足。
综上，本发明能把锅炉排烟温度降到足够低，使烟气中呈过热状态的水蒸汽凝结成液态水而放出汽化潜热。
附图说明
图1为本发明带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉的总体结构示意图。
图2为本发明的冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ与锅炉的管路连接图。
图3为图2的俯视图。
图4为冷凝器Ⅰ或冷凝器Ⅱ正面结构示意图。
图5为图4的A-A剖示图。
图6为本发明的换热管示意图。
图7为图6的Ⅰ放大图。
图中附图标记：
燃烧器1、前烟箱2、炉胆3、锅壳4、弹簧式防爆门5、回燃室6、对流管束7、冷凝器Ⅰ8、冷凝器Ⅱ9、冷凝器进水母管10、冷凝器出水母管11、冷凝器出水管座12、冷凝器进水管座13、冷凝器测温管14、冷凝器烟道15、换热管16、冷凝器保温层17；
进水口B1、出水口B2、进水口C1、出水口C2、进气进口D1、烟气出口D2。
具体实施方式
参见图1，图1为本发明带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉的总体结构示意图。由图1可以看出，本发明带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，包括锅壳4、炉胆3、回燃室6、前烟箱2、对流管束7、冷凝器Ⅰ8、冷凝器Ⅱ9和燃烧器1，所述炉胆3、回燃室6和对流管束7均设置于锅壳4内，炉胆3横置于锅壳4内下部，回燃室6设置于炉胆3后侧，与炉胆3内腔相连通，回燃室6后部设有弹簧式防爆门5。前烟箱2设置于锅壳4外侧，对流管束7横置于锅壳4内上部，对流管束7的管程与前烟箱2和回燃室6相连通，冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9独立设置于锅壳4的顶部，通过布置于锅壳4顶部的支撑板支撑，燃烧器1设置于炉胆3前端。
参见图2~3，图2为本发明的冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ与锅炉的管路连接图。图3为图2的俯视图。由图2和图3可以看出，所述冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9并联布置，回水从冷凝器进水母管10分两路并联进入冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9，冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9出水汇集到冷凝器出水母管11后进入锅壳。
所述对流管束7只有一个回程。
所述冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9的换热管采用逆流错列布置，冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9的换热管采用螺旋翅片管，如图4、5、6和7。冷凝器Ⅰ8和冷凝器Ⅱ9的筒体、换热管采用耐酸腐蚀的09CrCuSb（俗称ND钢）。
本发明具有如下特点：
1、锅炉整体布置采用的卧式湿背二回程结构，燃烧室中心低位布置，对流管束左右对称分布的设计思想，换热负荷均匀稳定，有利于工质侧热水循环，同时对流管端口加耐火混凝土进行绝热，以避免高温烟气直接冲刷内前管板，使内前管板因温差应力而产生裂纹的可能性降到最低。
2、采用螺旋翅片管结构的独立冷凝器，体积小，外形美观。外置的冷凝器，布置于锅炉顶部，无占地面积，更换安装方便，为了防止低温腐蚀采用09CrCuSb材料或烟道防腐处理，大大提高了使用寿命。
3、波形炉胆和强化传热元件螺纹烟管的合理应用，不仅强化高温烟气的紊流传热而且有效吸收炉胆的热胀冷缩。同时采用大炉胆大锅壳最大受热面的设计思想，燃烧完全，不易积碳，节约燃料，减小炉胆热负荷，降低NOX的产生，炉体同时具有效率高出力足，超负荷能力强的显著特点。
4、采用能保证足够的水空间的大锅壳设计，锅炉水容量大，负荷平稳，炉内水温分布均匀，适合于长期运行。
5、通过合理受热面和流程设计，锅炉热效率可以达到98%以上，在原相应锅炉热效率基础上提高6%以上，并控制锅炉阻力维持基本不变，锅炉不仅热效率高，适应面更广。
6、前烟箱采用双密封结构，解决了卧式正压内燃锅炉长期运行普遍存在烟箱处漏烟的难题，防止烟气泄漏造成的热损失，同时采用了便于烟箱和烟管的清扫和维护的双开门结构。
7、配有弹簧式防爆装置，这一被动安全装置可在燃膛爆燃时排放炉内巨大的烟气压力，确保锅炉安全运行。防爆门上装有观火孔以便检查火焰燃烧情况，从而帮助司炉人员调整燃烧器到最佳状态，保证燃烧效率。
Claims (6)
1.一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，包括锅壳（4）、炉胆（3）、回燃室（6）、前烟箱（2）、对流管束（7）和燃烧器（1），所述炉胆（3）、回燃室（6）和对流管束（7）均设置于锅壳（4）内，炉胆（3）横置于锅壳（4）内下部，回燃室（6）设置于炉胆（3）后侧，与炉胆（3）内腔相连通，前烟箱（2）设置于锅壳（4）外侧，对流管束（7）横置于锅壳（4）内上部，对流管束（7）的管程与前烟箱（2）和回燃室（6）相连通，其特征在于：在所述锅壳（4）顶部或外侧独立设置有冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9），所述冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）并联布置，回水从冷凝器进水母管（10）分两路并联进入冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9），冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）出水汇集到冷凝器出水母管（11）后接入锅壳（4）。
2.根据权利要求1所述的一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，其特征在于：所述冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）的换热管采用逆流错列布置，冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）的换热管采用螺旋翅片管。
3. 根据权利要求1或2所述的一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，其特征在于：所述冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）的筒体、换热管采用09CrCuSb。
4. 根据权利要求1或2所述的一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，其特征在于：冷凝器Ⅰ（8）和冷凝器Ⅱ（9）通过布置于锅壳（4）顶部的支撑板支撑。
5. 根据权利要求1或2所述的一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，其特征在于：所述对流管束（7）只有一个回程。
6. 根据权利要求1或2所述的一种带外置冷凝器的冷凝式热水锅炉，其特征在于：所述回燃室（6）后部设有弹簧式防爆门（5）。
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