CN102679552A - 一种锅筒后置式角管水循环结构 - Google Patents

Abstract

一种锅筒后置式角管水循环结构，由置于炉排之上的炉膛膜式水冷壁受热面和与其毗邻的对流竖井膜式壁受热面组成，锅炉本体由布置在结构四角的大直径钢管、锅筒和集箱构成的自支撑的框架式结构组成，锅筒位于对流竖井后墙的上方；有效缩短了锅筒至对流竖井对流受热面下集箱连通管道的长度，有效简化了炉顶连通管道系统，也相应降低了锅炉本体实际高度，根除了燃煤热水锅炉长期存在的影响安全高效运行的结构隐患，确保该系统在任何负荷下都能安全可靠地工作，同时具有超强的停电保护功能，回水先经炉膛加热提高水温之后再流经尾部的省煤器对流受热面，提高了尾部受热面管的金属壁温，有效地降低了烟气中硫酸结露引起的低温腐蚀和堵灰的危险工况。

Description

一种锅筒后置式角管水循环结构

技术领域

本发明属于角管式热水锅炉技术领域，具体涉及一种锅筒后置式角管水循环结构。

背景技术

2000年以来，伴随着我国工业化和城市化的发展以及节能环保要求的提高、城市供热需求的巨幅增大，大容量层燃燃煤集中供热锅炉进入了快速发展时期。层燃锅炉大型化是我国新形势下节能减排推广应用的主要成功经验。根据对市场上大容量层燃燃煤集中供热锅炉运行状况的调研，水火管锅炉是锅炉发展过程中由内燃转变为外燃的过渡产品，不适宜进一步大型化；水管锅炉是层燃热水锅炉大型化和参数提高的必由之路，而在水管锅炉结构中，角管式热水锅炉结构合理，原材料消耗少，长周期运行安全可靠，高效节能，减排环保，必将成为我国集中供热站大容量热水锅炉的首选炉型。

中国专利申请(申请号：201120269493.0)公开了一种角管水循环结构，其显著特点是所有受热面中的工质水全部强制上升流动，完全杜绝了常规自然循环或常规强制循环回路设计中因为存在部分水冷壁管下降流动可能出现的停止或倒流的非正常水动力工况，有效地消除过冷沸腾发生时可能出现的水冷壁管壁温升高而引起爆管的危险工况；更为有效的是，水循环结构采用单锅筒辅助的强制循环方式，增大了水容量，确保该系统在任何负荷下都可以安全可靠地工作。但是，该水循环结构的锅筒位于锅炉的前部，锅筒至竖井对流受热面下集箱连通管道的长度过长，而且连通管道使炉顶的连通管系统布置更加复杂，同时该连通管也增加了锅炉整体的高度，不利于节省钢材和降低成本，使锅炉房的建造成本增大。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锅筒后置式角管水循环结构，能缩短锅筒至对流竖井受热面下集箱的联通管的长度，简化炉顶连通管道系统，降低锅炉整体高度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锅筒后置式角管水循环结构，包括锅筒21，所述的锅筒21位于对流竖井27后墙的上方。

本发明将锅筒置于整个锅炉的后部，相比于锅筒前置式，省去了从锅筒到对流竖井后墙膜式壁下集箱的连通管道长度，节省了钢材，同时也简化了炉顶的连通管道系统，降低了锅炉整体高度，同时有效地减少了锅炉房的建造成本。

附图说明

附图是本发明侧视透明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

如附图所示，本发明一种锅筒后置式角管水循环结构，包括竖直贴附于带有前后相靠的炉膛8和对流竖井27的锅炉的前墙并两侧墙角管3，前墙并两侧墙角管3通过连通管7同竖直紧贴于锅炉的对流竖井27后方外壁且两侧角嵌卡合于该对流竖井27后方外壁两侧棱的对流竖井并两侧墙角管24相导通，对流竖井并两侧墙角管24与对流竖井27后墙上方的锅筒21导通，前墙并两侧墙角管3和对流竖井并两侧墙角管24分别与前墙外壁下部的前墙膜式水冷壁下集箱2和炉膛8后方外壁下部的炉膛后墙膜式水冷壁下集箱35导通，对流竖井27前方相靠的炉膛8的上方按前后顺序依次设置有炉膛前墙膜式水冷壁上集箱12和炉膛后墙膜式水冷壁上集箱13，炉膛前墙膜式水冷壁上集箱12和炉膛后墙膜式水冷壁上集箱13分别通过管道同各自上方的前水平连通管11和后水平连通管17相导通，而前水平连通管11和后水平连通管17分别同分布在锅炉的左右侧墙前部的前垂直连通管10和左右侧墙后部的后垂直连通管18相导通，该左右侧墙上带有侧墙角板24，前垂直连通管10和后垂直连通管18同左右侧墙下方设置的侧墙膜式水冷壁下集箱1连通，而在锅炉的左右侧墙上方设置的侧墙膜式水冷壁上集箱9与锅筒21相连通，锅筒21的下部与对流竖井27后墙下方的对流竖井后墙膜式壁下集箱33通过垂直连通管28导通连接，在对流竖井27的后方外壁下方的对流竖井后墙膜式壁下集箱33与对流竖井后墙膜式水冷壁20相连通，对流竖井后墙膜式水冷壁20上串联连通布置了第一级省煤器25、第二级省煤器29和第三级省煤器31，对流竖井后墙膜式水冷壁20也同锅炉顶部的炉顶出口集箱14连通。所述的第一级省煤器25、第二级省煤器29和第三级省煤器31的受热面均为旗式结构受热面。所述的前墙并两侧墙角管3、侧墙角板24以及对流竖井27后墙构成自支撑结构，它们的内部水的流向为全部下降流动。所述的锅炉内的炉膛前墙模式水冷壁5的上端和下端分别同炉膛前墙膜式水冷壁上集箱12和前墙膜式水冷壁下集箱2相连通，后墙膜式水冷壁26的上端和下端分别同炉膛后墙膜式水冷壁上集箱13和炉膛后墙膜式水冷壁下集箱35导通，侧墙模式水冷壁6的上端和下端分别同侧墙膜式水冷壁上集箱9和侧墙膜式水冷壁下集箱1导通，对流竖井膜式水冷壁20分别同炉顶出口集箱14和对流竖井后墙膜式壁下集箱33导通，炉膛前墙模式水冷壁5的受热面、后墙膜式水冷壁26的受热面、侧墙模式水冷壁6的受热面以及对流竖井膜式水冷壁20的受热面全部上升流动。所述的对流竖井后墙膜式壁下集箱33的两端均与对流竖井27后墙和对流竖井并两侧墙角管24相非导通式连接。所述的炉膛8和对流竖井27内的膜式水冷壁内的工质水全部上升流动，而其所有的受热面管保持无下降流动。

本发明的工作原理为：当锅炉的回水被送入与锅筒21导通的回水集箱22时，通过锅筒21中的水空间隔板23下部进行分配之后通过前墙中间下降管102、前墙并两侧墙角管3、连通管7、对流竖井后墙和侧墙角板24分别分配给前墙膜式水冷壁下集箱2和炉膛后墙膜式水冷壁下集箱35，然后通过炉膛前墙模式水冷壁5和后墙膜式水冷壁26上升流动吸收炉膛8中高温烟气放出的热量，被加热到预设的温度后，分别进入炉膛前墙膜式水冷壁上集箱12和炉膛后墙膜式水冷壁上集箱13，然后通过炉膛前墙膜式水冷壁上集箱12和炉膛后墙膜式水冷壁上集箱13的前水平连通管11和后水平连通管17分配给左右侧墙前部的垂直连通管10和左右侧墙后部的垂直连通管18在炉墙外不受热下降流动，均匀分配给左右侧墙膜式水冷壁下集箱1，通过侧墙模式水冷壁6吸收炉膛8中高温烟气放出的热量上升流动，被加热到更高的温度后，分别进入侧墙膜式水冷壁上集箱9，并汇入锅筒21的上部，在锅筒中混合后通过垂直连通管28分配给对流竖井后墙膜式壁下集箱33，经过对流竖井后墙膜式壁下集箱33分配给对流竖井膜式水冷壁20、第一级省煤器25、第二级省煤器29和第三级省煤器31，通过在布置三级省煤器的对流竖井后墙膜式水冷壁管内的中间位置焊接的垂直于水冷壁管中心线的非完全堵板，根据堵板的横截面积占管内流通面积的90％，只在水冷壁管的向火侧保留了10％的弓形面积以冷却对流竖井后墙上升的水冷壁管，以此确保了90％的水流经第一级省煤器25、第二级省煤器29和第三级省煤器31，对流竖井后墙膜式水冷壁20、第一级省煤器25、第二级省煤器29和第三级省煤器31吸热后上升流动至炉顶出口集箱14，并经垂直连通管16进入热水锅炉出口集箱15，回水经过各级受热面不断吸热，达到额定出口热水温度送入管网；而当煤或生物质或垃圾等固体燃料在锅炉底部的炉排105、前拱4以及后拱管束30组成的炉膛中引燃、燃烧和燃尽，除此之外，固体燃料干燥后分解出的挥发份和高温烟气携带的固体颗粒从炉膛8底部进入炉膛8进一步燃烧和燃尽，把燃料燃烧放出的热量通过辐射换热传递给侧墙模式水冷壁6，炉膛前墙模式水冷壁5、后墙膜式水冷壁26以及炉膛后墙水冷凝渣管束19，经炉膛后墙水冷凝渣管束19的辐射和对流换热后，高温烟气通过转弯烟室转弯180°后进入对流竖井27，依次横向冲刷第一级省煤器25、第二级省煤器29和第三级省煤器31，烟气在本体完成换热后从锅炉的烟气出口34排出。

本发明利用大直径角管构成框架系统，兼做支撑和工质水的下降和循环连通管，省却钢架；全部采用膜式水冷壁受热面，省却耐火材料和隔热、保温材料，气密性好，漏风少，燃烧效率高；所有受热面中的工质水全部上升流动，所有受热面管无下降流动，下降流动均为非受热面管，完全杜绝了常规自然循环或常规强制循环回路设计中因为存在部分水冷壁管下降流动可能出现的停滞或倒流的非正常水动力工况，膜式水冷壁中的工质水全部上升流动确保工质水具有较高的质量流速，有效地消除过冷沸腾发生时可能出现的水冷壁管壁温升高而引起爆管的危险工况；

更为有效的是，水循环结构采用单锅筒辅助的强制循环方式，增大了水容量，确保该系统在任何负荷下都可以安全可靠地工作；而且，将锅筒置于整个锅炉的后部，相比于锅筒前置式，省去了从锅筒到对流竖井后墙膜式壁下集箱的连通管道长度，节省了钢材，同时也简化了炉顶的连通管道系统，降低了锅炉整体高度；该循环系统在突然停电后，自动放气阀打开，锅筒、下降管和上升管又可构成自然循环回路，具有超强的停电保护功能；工质水被各级受热面不断加热后进入烟气温度最低的第一级省煤器，提高了省煤器受热面金属壁面温度，有效地降低了烟气中硫酸结露引起的低温腐蚀和堵灰的危险工况。

Claims (1)

1.一种锅筒后置式角管水循环结构，包括锅筒(21)，其特征在于：所述的锅筒(21)位于对流竖井(27)后墙的上方。

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