CN102878673A - 燃油燃气有机热载体炉 - Google Patents

燃油燃气有机热载体炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃油燃气有机热载体炉,具有筒体和盘管,所述筒体是横截面为方形的箱体,所述盘管是由若干直线状单体管连接而成且整体横截面为方形的方箱形盘管,本发明燃油燃气有机热载体炉的燃烧室辐射段采用方箱形盘管结构,通过弯制钢管焊接组装而成,对设备要求低,便于生产,能够使普通的中小型锅炉厂也能生产出大型的有机热载体炉,而且对流段采用若干段蛇形对流管结构,烟气冲刷换热效果优于盘管间隙冲刷,并将空气预热器集成于锅炉本体内部,散热损失小,结构简单,烟气和空气的阻力较小。

Description

燃油燃气有机热载体炉
技术领域
[0001] 本发明属于锅炉领域,主要涉及一种燃油、燃气的大型的高效的有机热载体炉。
背景技术
[0002] 燃油燃气有机热载体炉,是以轻油、重油、瓦斯为主 要燃料,导热油为热载体,利用循环油泵作强制循环将热能输送给用热设备后,继而返回重新加热使用的锅炉。
[0003]以往大型燃油燃气有机热载体炉常采用圆筒形盘管结构,其结构见图1,主要由盘管Al、前盖板A2、后盖板A3、筒体A4、进油集箱A5、出油集箱A6、燃烧器A7组成。因其结构紧凑、体积小、整装出厂、占地少、自动化程度高等优点,受到用户的青睐。但此锅炉在结构上还是存在有以下不足:
[0004] I、空气预热器B外带于锅炉外,导致结构复杂、松散。由于有机热载体炉,其热载体的温度较高,排烟温度一般在300-400°C,这一排烟温度对于锅炉来讲是很不经济的,为了降低排烟温度,针对有机热载体炉,一般采用空气预热器对余热加以回收利用,如图2所示,锅炉本体A另加空气预热器B,这种配置方式使得锅炉整体结构比较松散;
[0005] 2、烟气在盘管间隙冲刷,换热效率低;
[0006] 3、大型圆筒形盘管结构的有机热载体炉,需要大型的盘管设备,普通的锅炉制造厂,无此设备。
发明内容
[0007] 为了克服上述缺陷,本发明提供了一种燃油燃气有机热载体炉,该燃油燃气有机热载体炉在实现高效换热的同时具有紧凑的结构,且由于其特殊结构设计能使中小型锅炉厂也能生产出大型的燃油燃气有机热载体炉。
[0008] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0009] 一种燃油燃气有机热载体炉,具有筒体、盘管,所述筒体是横截面为方形的箱体,所述盘管是由若干直线状单体管连接而成且整体横截面为方形的方箱形盘管。传统的有机热载体炉采用圆筒形盘管结构,大型圆筒形盘管结构,需要大型盘管设备,多根钢管整体卷制,对设备和工艺的要求较高。而本发明的燃烧室辐射段采用方箱形盘管结构,该方箱形盘管可以通过弯制钢管焊接组装而成,对设备要求低,便于生产,能够使普通的中小型锅炉厂也能生产出大型的有机热载体炉。
[0010] 本发明的进一步技术方案是:
[0011] 设有对流段,所述对流段设有若干段蛇形对流管和若干连接集箱,相邻所述蛇形对流管之间通过连接集箱相连接,若干段蛇形对流管中位于两端的分别为第一回程蛇形对流管与最终回程蛇形对流管,设有入口集箱和出口集箱,所述最终回程蛇形对流管与所述入口集箱连通,所述方箱形盘管与所述出口集箱相连通,设有过渡集箱,所述第一回程蛇形对流管与所述方箱形盘管通过所述过渡集箱相连通。即,锅炉内的有机热载体,由入口集箱进入锅炉,先流进最终回程蛇形对流管内,接着通过连接集箱,流入下一个回程蛇形对流管内,经过若干蛇形对流管后,然后再通过过渡集箱,流入方箱形盘管,最后通过出口集箱流出锅炉。传统的机热载体炉中仅燃煤的机热载体炉具有蛇形对流管,而燃油燃气有机热载体炉不具有蛇形对流管,烟气在盘管间隙冲刷,换热效率低。而本发明的燃油燃气有机热载体炉的对流段采用蛇形对流管结构,其烟气冲刷换热效果优于盘管间隙冲刷,而且,蛇形的结构利于布置更多的换热面积,使锅炉的结构更加紧凑。
[0012] 相邻蛇形对流管之间设有第二隔墙,且若干所述第二隔墙与箱体内壁间存在间隙构成烟气通道,所述第一回程蛇形对流管与所述方箱形盘管之间设有第一隔墙,所述第一隔墙与箱体内壁间存在间隙构成烟气通道,所述箱体前端具有燃烧器,所述方箱形盘管位于燃烧器与第一隔墙之间的箱体内壁上,所述方箱形盘管和其所在的箱体内壁以及第一隔墙共同构成燃烧室,所述箱体的六面以及箱体内的第一隔墙和若干第二隔墙共同构成框架式的箱体。燃烧油或气产生的高温烟气,先通过具有方箱形盘管的燃烧室换热,接着烟气沿第一隔墙进入第一回程蛇形对流管所在的箱体部分与第一回程蛇形对流管热交换,然后烟气再沿着第二隔墙进入与下一个回程蛇形对流管热交换,最终再进入空气预热器后排放。
[0013] 由上述结构可知,本发明的燃烧室辐射段和对流段之间的结构极紧凑,并有利于在对流段之后集成空气预热器于箱体内;由上述烟气流向和热载体流向可知,本发明实现了完全的逆流换热,利于锅炉整体换热效果的提升。综上,本发明以极紧凑的结构实现了高效运行。
[0014] 本发明的结构,利于进一步向更大热功率的燃油燃气有机热载体炉拓展。由于受运输尺寸的限制,锅炉的长宽高都有一定的要求。对于更大热功率的燃油燃气有机热载体炉,本发明的结构,可拆分为两个部分,第一部分是具有方箱形盘管的燃烧室,第二部分是具有若干段蛇形对流管和空气预热器的部分,运输时分为两节。到使用地,还能够把第二部分叠加到第一部分上面,用过渡集箱加以连接,以减少占地面积,结构更紧凑。而传统圆筒形盘管结构的有机热载体炉,由于受结构限制,对于更大热功率的有机热载体炉,只能一味的加大圆筒形盘管的直径和长度,以致一味放大锅炉外形尺寸,导致运输费用高昂。
[0015] 所述过渡集箱设有至少两个,相邻过渡集箱之间连通有冷油管,其中水平设置的冷油管紧贴箱体内壁,竖直设置的冷油管紧贴第一隔墙。通过过渡集箱以及过渡集箱之间的冷油管使有机热载体冷却后进入方箱形盘管,冷油管能够使其所在的箱体内壁以及第一隔墙降温。过渡集箱可以设有三个,沿箱体上壁设有两个且将有机热载体从对流段引致燃烧室,箱体底面设有一个且将有机热载体从燃烧室顶部引至燃烧室底部再进入方箱形盘管。
[0016] 设有空气预热器,所述空气预热器安装于所述箱体内。传统圆筒形盘管结构的有机热载体炉要想集成空气预热器,是比较困难的,需引出烟道,另接独立的空气预热器,结构复杂,散热损失大,烟气和空气的阻力也比较大。而本发明由于箱体是方形的框架式箱体,而且即使本发明增设对流段,由于蛇形对流管紧凑的结构,还是有足够的空间将空气预热器集成于箱体内,空气预热器集成于箱体内后使锅炉的整体结构更紧凑,有利于减少散热损失,烟气和空气的阻力较小。
[0017] 所述空气预热器为管式空气预热器,所述管式空气预热器内具有的空气管与烟气冲刷方向垂直。空气在空气管内流动而烟气在空气管外冲刷,由于烟气冲刷方向与空气管相垂直,烟气侧的对流放热能力加强,在同样总传热系数下,空气管的管壁温度可以提高,有利于防止低温腐蚀。此外,卧置管式空气预热器的严重腐蚀区在烟气出口几排空气管冷端(冷风入口),故如有因腐蚀引起的损坏仅需要换少数几根空气管。
[0018] 所述空气预热器为卧置管式空气预热器,且所述卧置管式空气预热器安装于所述箱体内的上部,所述卧置管式空气预热器内具有的空气管水平横卧布置。
[0019] 所述卧置管式空气预热器安装于所述箱体内部且位于所述最终回程蛇形对流管上方,所述卧置管式空气预热器内具有的空气管水平横卧布置。燃烧油或气产生的高温烟气,先通过具有方箱形盘管的燃烧室换热,接着烟气沿第一隔墙进入第一回程蛇形对流管所在的箱体部分与第一回程蛇形对流管热交换,然后烟气再沿着第二隔墙进入与下一个回程蛇形对流管热交换,最终再进入卧置管式空气预热器后排出炉体,烟气排放温度低于160。。。
[0020] 所述方箱形盘管的两端分别为有机热载体进、出口,所述有机热载体进口低于有 机热载体出口。
[0021] 所述入口集箱安装于箱体内的下部,所述出口集箱安装于箱体外的上部,所述连接集箱安装于箱体内的下部。即,本发明整体上采用了“低进高出”结构,利于排气,脱水。
[0022] 本发明的有益效果是:本发明的燃油燃气有机热载体炉具有下述优点:
[0023] I、整体上采用了“低进高出”结构,利于排气,脱水;
[0024] 2、燃烧室辐射段采用方箱形盘管结构,通过弯制钢管焊接组装而成,对设备要求低;
[0025] 3、对流段采用若干段蛇形对流管结构,烟气冲刷换热效果优于盘管间隙冲刷,而且蛇形结构利于布置更多的换热面积,使锅炉的结构更加紧凑;
[0026] 4、采用了框架式的方形的箱体,对流段的结构又紧凑,有足够的空间集成一个卧置管式空气预热器,内置式空气预热器,散热损失小,结构简单,烟气和空气的阻力较小;臣卜置管式空气预热器,是采用了水平横卧布置,空气在空气管内流动而烟气在空气管外冲刷,由于烟气冲刷方向与空气管相垂直,烟气侧的对流放热能力加强,在同样总传热系数下,空气管的管壁温度可以提高,有利于防止低温腐蚀。此外,卧置管式空气预热器的严重腐蚀区在烟气出口几排空气管冷端(冷风入口),故如有因腐蚀引起的损坏仅需要换少数几根空气管;
[0027] 5、烟气的流向和有机热载体的流向实现了完全的逆流换热,利于锅炉整体换热效果的提升;
[0028] 6、本发明的结构利于进一步向更大热功率的燃油、燃气有机热载体炉拓展,对于更大热功率的燃油燃气有机热载体炉,本发明的结构,可拆分为两个部分,第一部分是具有方箱形盘管的燃烧室,第二部分是具有若干段蛇形对流管和空气预热器的部分,运输时分为两节;到使用地,还能够把第二部分叠加到第一部分上面,用过渡集箱加以连接,以减少占地面积,结构更紧凑。
附图说明
[0029] 图I为传统燃油燃气有机热载体炉的炉体结构示意图;
[0030] 图2为传统燃油燃气有机热载体炉的炉体连接空气预热器的整体结构示意图;
[0031] 图3为本发明的燃油燃气有机热载体炉结构示意图。具体实施方式
[0032] 实施例:一种燃油燃气有机热载体炉,具有筒体、盘管,所述筒体是I横截面为方形的箱体,所述盘管是由若干直线状单体管连接而成且整体横截面为方形的方箱形盘管2。传统的有机热载体炉采用圆筒形盘管结构,大型圆筒形盘管结构,需要大型盘管设备,多根钢管整体卷制,对设备和工艺的要求较高。而本发明的燃烧室辐射段采用方箱形盘管结构,该方箱形盘管可以通过弯制钢管焊接组装而成,对设备要求低,便于生产,能够使普通的中小型锅炉厂也能生产出大型的有机热载体炉。
[0033] 设有对流段,所述对流段设有若干段蛇形对流管3和若干连接集箱4,相邻所述蛇形对流管3之间通过连接集箱4相连接,若干段蛇形对流管中位于两端的分别为第一回程蛇形对流管与最终回程蛇形对流管,设有入口集箱5和出口集箱6,所述最终回程蛇形对流管与所述入口集箱5连通,所述方箱形盘管2与所述出口集箱6相连通,设有过渡集箱7,所述第一回程蛇形对流管与所述方箱形盘管2通过所述过渡集箱7相连通。即,锅炉内的有机热载体,由入口集箱5进入锅炉,先流进最终回程蛇形对流管内,接着通过连接集箱4,流入下一个回程蛇形对流管内,经过若干蛇形对流管后,然后再通过过渡集箱7,流入方箱形盘·管2,最后通过出口集箱6流出锅炉。传统的机热载体炉中仅燃煤的机热载体炉具有蛇形对流管,而燃油燃气有机热载体炉不具有蛇形对流管,烟气在盘管间隙冲刷,换热效率低。而本发明的燃油燃气有机热载体炉的对流段采用蛇形对流管结构,其烟气冲刷换热效果优于盘管间隙冲刷,而且,蛇形的结构利于布置更多的换热面积,使锅炉的结构更加紧凑。
[0034] 相邻蛇形对流管之间设有第二隔墙,且若干所述第二隔墙与箱体内壁间存在间隙构成烟气通道,所述第一回程蛇形对流管与所述方箱形盘管之间设有第一隔墙9,所述第一隔墙与箱体内壁间存在间隙构成烟气通道,所述箱体前端具有燃烧器10,所述方箱形盘管位于燃烧器与第一隔墙之间的箱体内壁上,所述方箱形盘管和其所在的箱体内壁以及第一隔墙共同构成燃烧室11,所述箱体的六面以及箱体内的第一隔墙和若干第二隔墙共同构成框架式的箱体。燃烧油或气产生的高温烟气,先通过具有方箱形盘管的燃烧室换热,接着烟气沿第一隔墙进入第一回程蛇形对流管所在的箱体部分与第一回程蛇形对流管热交换,然后烟气再沿着第二隔墙进入与下一个回程蛇形对流管热交换,最终再进入空气预热器后排放。
[0035] 由上述结构可知,本发明的燃烧室辐射段和对流段之间的结构极紧凑,并有利于在对流段之后集成空气预热器于箱体内;有上述烟气流向和热载体流向可知,本发明实现了完全的逆流换热,利于锅炉整体换热效果的提升。综上,本发明以极紧凑的结构实现了高效运行。
[0036] 本发明的结构,利于进一步向更大热功率的燃油燃气有机热载体炉拓展。由于受运输尺寸的限制,锅炉的长宽高都有一定的要求。对于更大热功率的燃油燃气有机热载体炉,本发明的结构,可拆分为两个部分,第一部分是具有方箱形盘管的燃烧室,第二部分是具有若干段蛇形对流管和空气预热器的部分,运输时分为两节。到使用地,还能够把第二部分叠加到第一部分上面,用过渡集箱加以连接,以减少占地面积,结构更紧凑。而传统圆筒形盘管结构的有机热载体炉,由于受结构限制,对于更大热功率的有机热载体炉,只能一味的加大圆筒形盘管的直径和长度,以致一味放大锅炉外形尺寸,导致运输费用高昂。[0037] 所述过渡集箱7设有至少两个,相邻过渡集箱之间连通有冷油管8,其中水平设置的冷油管紧贴箱体内壁,竖直设置的冷油管紧贴第一隔墙9。通过过渡集箱以及过渡集箱之间的冷油管使有机热载体冷却后进入方箱形盘管,冷油管能够使其所在的箱体内壁以及第一隔墙降温。具体实施时,过渡集箱设有三个,沿箱体上壁设有两个且将有机热载体从对流段弓I致燃烧室,箱体底面设有一个且将有机热载体从燃烧室顶部引至燃烧室底部再进入方箱形盘管。
[0038] 设有空气预热器12,所述空气预热器安装于所述箱体内。传统圆筒形盘管结构的有机热载体炉要想集成空气预热器,是比较困难的,需引出烟道,另接独立的空气预热器,结构复杂,散热损失大,烟气和空气的阻力也比较大。而本发明由于箱体是方形的框架式箱体,而且即使本发明增设对流段,由于蛇形对流管紧凑的结构,还是有足够的空间将空气预热器集成于箱体内,空气预热器集成于箱体内后使锅炉的整体结构更紧凑,有利于减少散热损失,烟气和空气的阻力较小。
[0039] 所述空气预热器为管式空气预热器,所述管式空气预热器内具有的空气管与烟气冲刷方向垂直。空气在空气管内流动而烟气在空气管外冲刷,由于烟气冲刷方向与空气管·相垂直,烟气侧的对流放热能力加强,在同样总传热系数下,空气管的管壁温度可以提高,有利于防止低温腐蚀。此外,卧置管式空气预热器的严重腐蚀区在烟气出口几排空气管冷端(冷风入口),故如有因腐蚀引起的损坏仅需要换少数几根空气管。
[0040] 所述空气预热器为卧置管式空气预热器,所述卧置管式空气预热器安装于所述箱体内部且位于所述最终回程蛇形对流管上方,所述卧置管式空气预热器内具有的空气管水平横卧布置。燃烧油或气产生的高温烟气,先通过具有方箱形盘管的燃烧室换热,接着烟气沿第一隔墙进入第一回程蛇形对流管所在的箱体部分与第一回程蛇形对流管热交换,然后烟气再沿着第二隔墙进入与下一个回程蛇形对流管热交换,最终再进入卧置管式空气预热器后排出炉体,烟气排放温度低于160°C。
[0041] 所述方箱形盘管的两端分别为有机热载体进、出口,所述有机热载体进口低于有机热载体出口。
[0042] 所述入口集箱5安装于箱体内的下部,所述出口集箱6安装于箱体外的上部,所述连接集箱4安装于箱体内的下部。即,本发明整体上采用了“低进高出”结构,利于排气,脱水。

Claims (10)

1. 一种燃油燃气有机热载体炉,具有筒体和盘管,其特征在于:所述筒体是(I)横截面为方形的箱体,所述盘管是由若干直线状单体管连接而成且整体横截面为方形的方箱形盘管⑵。
2.根据权利要求I所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:设有对流段,所述对流段设有若干段蛇形对流管(3)和若干连接集箱(4),相邻所述蛇形对流管(3)之间通过连接集箱(4)相连接,若干段蛇形对流管中位于两端的分别为第一回程蛇形对流管与最终回程蛇形对流管,设有入口集箱(5)和出口集箱¢),所述最终回程蛇形对流管与所述入口集箱(5)连通,所述方箱形盘管(2)与所述出口集箱(6)相连通,设有过渡集箱(7),所述第一回程蛇形对流管与所述方箱形盘管(2)通过所述过渡集箱(7)相连通。
3.根据权利要求2所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:相邻蛇形对流管之间设有第二隔墙,且若干所述第二隔墙与箱体内壁间存在间隙构成烟气通道,所述第一回程蛇形对流管与所述方箱形盘管之间设有第一隔墙(9),所述第一隔墙与箱体内壁间存在间隙构成烟气通道,所述箱体前端具有燃烧器(10),所述方箱形盘管位于燃烧器与第一隔墙之间的箱体内壁上,所述方箱形盘管和其所在的箱体内壁以及第一隔墙共同构成燃烧室(11),所述箱体的六面以及箱体内的第一隔墙和若干第二隔墙共同构成框架式的箱体。
4.根据权利要求3所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:所述过渡集箱(7)设有至少两个,相邻过渡集箱之间连通有冷油管(8),其中水平设置的冷油管紧贴箱体内壁,竖直设置的冷油管紧贴第一隔墙(9)。
5.根据权利要求I所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:设有空气预热器(12),所述空气预热器安装于所述箱体内。
6.根据权利要求5所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:所述空气预热器为管式空气预热器,所述管式空气预热器内具有的空气管与烟气冲刷方向垂直。
7.根据权利要求6所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:所述空气预热器为卧置管式空气预热器,且所述卧置管式空气预热器安装于所述箱体内的上部,所述卧置管式空气预热器内具有的空气管水平横卧布置。
8.根据权利要求2所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:设有卧置管式空气预热器,所述卧置管式空气预热器安装于所述箱体内部且位于所述最终回程蛇形对流管上方,所述卧置管式空气预热器内具有的空气管水平横卧布置。
9.根据权利要求I所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:所述方箱形盘管的两端分别为有机热载体进、出口,所述有机热载体进口低于有机热载体出口。
10.根据权利要求2所述的燃油燃气有机热载体炉,其特征在于:所述入口集箱(5)安装于箱体内的下部,所述出口集箱(6)安装于箱体外的上部,所述连接集箱(4)安装于箱体内的下部。
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