CN102980296B

CN102980296B - 多层水套式环保锅炉

Info

Publication number: CN102980296B
Application number: CN201210549439.0A
Authority: CN
Inventors: 周昀煜
Original assignee: Quzhou Yunrui Industrial Design Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG LYUZHOU NEW ENERGY CO., LTD.
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-12-17
Also published as: CN102980296A

Abstract

一种多层水套式环保锅炉，涉及清洁燃烧的环保锅炉。其特征是锅炉主要由内层水套、中间层水套、外层水套和锅筒组成，其中，内层水套、中间层水套和外层水套同轴直立设置，内层水套置于中间层水套的内空之中，外层水套套置于中间层水套之外；中间层水套有向下的延伸段，延伸段的内空间构成炉膛a，炉膛a的底部或侧面有燃烧器接口；内层水套、中间层水套和外层水套的上部空间构成炉膛b，锅筒设置在炉膛b中；内层水套的内空间构成火气通道a，内层水套与中间层水套之间的空间构成火气通道b，中间层水套与外层水套之间的空间构成烟气通道，外层水套和烟气通道的底下有烟气室。本发明的多层水套受热面大，锅炉的热效率高，实现减少资源消耗和环境保护。

Description

多层水套式环保锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉设备，特别是涉及到一种清洁燃烧的环保锅炉。

背景技术

锅炉是人们生活和生产的必要设备，目前应用的锅炉主要有火管锅炉、水管锅炉、水火管组合锅炉、锅壳锅炉，这些锅炉的有效受热面都不大，存在着热交换能力差、热效率低、排放的烟气温度高、生产蒸汽慢等缺点，通常需增加附属受热面，如采取在炉膛的上部或出口安装过热器、在锅炉尾部烟道设置省煤器的措施来提高锅炉的热效率。

长期以来，锅炉以直接燃烧固体燃料为主，普遍存在燃烧不充分、锅炉的热效率低、煤炭资源浪费严重，并且污染环境。

中国发明专利申请公布号CN102816600A公开了一种“等离子体燃料转化装置”，该装置以水蒸汽为气化剂，应用等离子体技术把固体燃料或液体燃料转化为气体燃料，使水蒸汽成为燃料的组分，实现增值燃烧和清洁燃烧，该装置喷出的合成气直接作清洁燃气利用或作化工原料利用，当把合成气直接作清洁燃气利用时，合成气直接喷入锅炉的炉膛，再向炉膛内配入助燃空气进行燃烧，实现降低煤炭资源消耗和减少污染物排放。

节约能源和环境保护是人类关心的问题，人们正在积极研究和推广清洁燃烧技术，以减少资源消耗和减少对环境的破坏，人类需要一种热效率高、对环境污染少、适合清洁燃烧的锅炉设备来提供热能，满足生产和生活需要。

发明内容

本发明的目的是要克服常规锅炉热交换能力差、热效率低的缺点，设计一种热效率高、适合清洁燃烧的多层水套式环保锅炉，以减少资源消耗和保护生态环境。

本发明的一种多层水套式环保锅炉，其特征是锅炉主要由内层水套（8）、中间层水套（10）、外层水套（7）和锅筒（3）组成，其中，所述的水套由内筒壁体、外筒壁体、上环形封板和下环形封板构成，上环形封板在内筒壁体与外筒壁体之间的上端，下环形封板在内筒壁体与外筒壁体之间的下端；内层水套（8）、中间层水套（10）和外层水套（7）同轴直立设置，内层水套（8）置于中间层水套（10）的内空之中，外层水套（7）套置于中间层水套（10）之外；中间层水套（10）有向下的延伸段，延伸段的内空间构成炉膛a（24），炉膛a（24）的底部或侧面有燃烧器接口（20）；内层水套（8）、中间层水套（10）和外层水套（7）的上部空间构成炉膛b（4），锅筒（3）设置在炉膛b（4）中；内层水套（8）的内筒壁体下部有U形管a（15）连接到中间层水套（10）的内筒壁体上；外层水套（7）的外筒壁体下部有U形管b（13）连接到中间层水套（10）的外筒壁体上；内层水套（8）、中间层水套（10）和外层水套（7）各自的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）；内层水套（8）的内空间构成火气通道a（27），内层水套（8）与中间层水套（10）之间的空间构成火气通道b（25），中间层水套（10）与外层水套（7）之间的空间构成烟气通道（28），外层水套（7）和烟气通道（28）的底下有烟气室（13），炉膛a（24）通过火气通道a（27）和火气通道b（25）连通到炉膛b（4），炉膛b（4）通过烟气通道（28）连通到烟气室（13）, 烟气室（13）有烟气排出接口。

上述发明中，在内层水套（8）和中间层水套（10）之间有内夹层水套（9），内夹层水套（9）为一只以上；当在内层水套（8）和中间层水套（10）之间有内夹层水套（9）时，U形管a（15）为二只以上，内夹层水套（9）的内筒壁体下部各自有U形管a（15）连接到中间层水套（10）的内筒壁体上，内夹层水套（9）的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）。在中间层水套（10）和外层水套（7）之间有外夹层水套（11），外夹层水套（11）为一只以上；当在中间层水套（10）和外层水套（7）之间有外夹层水套（11）时，U形管b（13）为二只以上，外夹层水套（11）的外筒壁体下部各自有U形管b（13）连接到中间层水套（10）的外筒壁体上，外夹层水套（11）的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）。

上述发明中，在中间层水套（10）的下环形封板上分别有补水管（18）接入和排污管（22）接出。

上述发明中，锅炉有隔热保温层（5）进行围护，隔热保温层（5）的外层有外壳（29）。

上述发明中，安装在燃烧器接口（20）的燃烧器包括等离子体燃烧器、燃油燃烧器、燃气燃烧器。

上述发明中，中间层水套（10）为锅炉的支撑部件，中间层水套（10）的内筒壁体支撑着内层水套（8）和内夹层水套（9），中间层水套（10）的外筒壁体支撑着外夹层水套（11）和外层水套（7），锅炉底脚（17）焊接在中间层水套（10）的外筒壁体上；中间层水套（10）还兼作隔离组件，把炉膛a（24）、火气通道a（27）、火气通道b（25）与烟气通道（28）、烟气室（14）进行分隔。

上述的发明中，内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）为炉水容器，其内筒壁体和外筒壁体均为炉水的有效受热面，中间层水套（10）的内筒壁体、内层水套（8）的内筒壁体和外筒壁体、内夹层水套（9）的内筒壁体和外筒壁体、炉膛b（4）中的连通管受热面及锅筒（3）受热面同时吸收炉膛内火气的辐射传热和对流传热的热量，中间层水套（10）的外筒壁体、外夹层水套（11）的内筒壁体和外筒壁体、外层水套（7）的内筒壁体吸收烟气通道中烟气对流传热的热量，在相同体积的情况下，本发明的锅炉比常规锅炉的有大得多的有效受热面，因此，本发明的锅炉热效率高，节省资源。为了实现清洁燃烧，本发明的锅炉适合应用等离子体燃烧器、燃油燃烧器、燃气燃烧器，当在锅炉上安装等离子体燃烧器时，使用的燃料包括煤粉、水煤浆、生物质粉料、重油和常规燃油，所述的重油包括废机油，等离子体燃烧器以水蒸汽为气化剂，先把固体燃料或液体燃料转化为以氢气和一氧化碳为主要成份的气体燃料，然后喷入锅炉的炉膛a（24）中进行清洁燃烧，生产热水或蒸汽。实际应用时，在等离子体燃烧器设置配风装置，向锅炉的炉膛输入助燃空气。

本发明作为蒸汽锅炉或热水锅炉应用，当作为蒸汽锅炉应用时，在锅筒（3）内有汽水分离器，以使输出蒸汽不带水，保证蒸汽品质。

本发明具体实施时，在锅筒（3）的侧面有水位计（2），在锅筒（3）的顶部有安全阀接口、压力表接口、蒸汽阀或热水阀接口（1），在锅筒（3）的底部有下降管（33）接出，下降管（33）连接到中间层水套（10）的下部，下降管（33）为2根以上，下降管（33）同时作为锅筒（3）的支撑部件。

本发明在运行时，火气和烟气的流程为：等离子体燃烧器或燃油燃烧器或燃气燃烧器向炉膛a（24）喷发燃烧火焰，火气分别通过火气通道a（27）和火气通道b（25），在把热量传递给沿途的有效受热面的同时上升到炉膛b（4）中，继续把热量传递给炉膛b（4）中的有效受热面，然后成为烟气，烟气再通过烟气通道（28）下降到烟气室（14）中，烟气余热传递给沿途的有效受热面后，使烟气的温度下降到180℃左右，再经排气接口排出锅炉，从锅炉排出的烟气通过由烟囱排入大气。实际应用时，可在烟道中设置热交换器，以进一步吸收烟气的余热进行综合利用，同时，使烟气的温度降得更低。

本发明在运行时，炉水为自然循环方式：锅筒（3）下部的炉水通过下降管由中间层水套（10）的下部进入到中间层水套（10）内，然后通过各自的U形管a（15）和U形管b（13）分别进入到内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）内，吸收热量后，分别由连通管（6）进入到锅筒（3）内，达到炉水水循环加热；当本发明为蒸汽锅炉时，炉水通过循环受热达到饱和温度，继续受热后，转化为蒸汽，在内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）内的炉水为汽水混合物，汽水混合物进入锅筒（3）后分离出蒸汽，蒸汽再通过汽水分离器进一步分离出水分后，由蒸汽阀输出，提供给用户使用，锅炉消耗的炉水通过补水接口（19）由补水管（18）进入到中间层水套（10）的下部；当本发明为热水锅炉时，炉水通过循环受热达到预定温度的热水，热水通过热水阀输出，提供给用户使用，补充水通过补水管（18）进入到中间层水套（10）的下部。

本发明的有益效果是：多层水套的有效受热面大，锅炉的热效率高，实现减少资源消耗，采用清洁燃烧技术，实现环境保护。

附图说明

图1是本发明的一种多层水套式环保锅炉的结构图。

图2是图1的A-A剖面图。

图中：1.蒸汽阀或热水阀接口，2.水位计，3.锅筒，4.炉膛b，5.隔热保温层，6.连通管，7.外层水套，8.内层水套，9.内夹层水套，10.中间层水套，11.外夹层水套，12.炉水，13.U形管b，14.烟气室，15.U形管a，16.观火口，17.锅炉底脚，18.补水管，19.补水接口，20. 燃烧器接口，21.排污接口，22.排污管，23.底脚加强肋板，24.炉膛a，25.火气通道b， 26.下环形封板，27.火气通道a，28.烟气通道，29.外壳，30.水套的内筒壁体，31.水套的外筒壁体，32.上环形封板，33.下降管。

具体实施方式

图1和图2所示的实施方式中，多层水套式环保锅炉主要由内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）、外层水套（7）、锅筒（3）、隔热保温层（5）和外壳（29）组成，其中，内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）各由内筒壁体和外筒壁体构成的双层圆筒结构，在双层圆筒之间的两端分别有上环形封板和下环形封板；内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）同轴直立设置，内层水套（8）置于最里层，内层水套（8）的外层为内夹层水套（9），内夹层水套（9）的外层为中间层水套（10），中间层水套（10）的外层为二个外夹层水套（11），外层水套（7）设置在最外层，内夹层水套（9）和内层水套（8）由外及内呈阶梯式升高，外夹层水套（11）和外层水套（7）由内及外呈阶梯式升高；中间层水套（10）为锅炉的支撑组件，中间层水套（10）的内筒壁体支撑着内层水套（8）和内夹层水套（9），中间层水套（10）的外筒壁体支撑着外夹层水套（11）和外层水套（7），三只锅炉底脚焊接在中间层水套（10）的外筒壁体上；中间层水套（10）有向下的延伸段，延伸段的内空间构成炉膛a（24），炉膛a（24）的底部或侧面有燃烧器接口（20）；内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）的上部空间构成炉膛b（4），锅筒（3）设置在炉膛b（4）中；内层水套（8）的内筒壁体下部和内夹层水套（9）的内筒壁体下部各自有U形管a（15）连接到中间层水套（10）的内筒壁体上；外夹层水套（11）的外筒壁体下部和外层水套（7）的外筒壁体下部各有U形管b（13）连接到中间层水套（10）的外筒壁体上；内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）、外夹层水套（11）和外层水套（7）各自的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）；内层水套（8）的内空间构成火气通道a（27），内层水套（8）、内夹层水套（9）、中间层水套（10）之间的空间构成火气通道b（25），中间层水套（10）、外夹层水套（11）、外层水套（7）之间的空间构成烟气通道（28），外夹层水套（11）、外层水套（7）和烟气通道（28）的底下有烟气室（13）；中间层水套（10）把炉膛a（24）、火气通道a（27）、火气通道b（25）与烟气通道（28）、烟气室（14）进行分隔；炉膛a（24）通过火气通道a（27）和火气通道b（25）连通到炉膛b（4），炉膛b（4）通过烟气通道（28）连通到烟气室（13）, 烟气室（13）有烟气排出接口。本实施例在中间层水套（10）的下环形封板上分别有补水管（18）接入和排污管（22）接出；在锅筒（3）的侧面有水位计（2）；在锅筒（3）的顶部有安全阀接口、压力表接口、蒸汽阀或热水阀接口（1）；在锅筒（3）的底部有下降管（33）接出，下降管（33）连接到中间层水套（10）的下部，下降管（33）为2根以上，下降管（33）同时作为锅筒（3）的支撑部件；在中间层水套（10）的下部有补水管（18）接入；在炉膛a（24）有观火口（16）。

本实施例应用等离子体燃烧器，使用的燃料包括煤粉、水煤浆、生物质粉料、重油和常规燃油，等离子体燃烧器以水蒸汽为气化剂，先把固体燃料或液体燃料转化为以氢气和一氧化碳为主要成份的气体燃料，然后喷入锅炉的炉膛a（24）中进行清洁燃烧，生产热水或蒸汽。在等离子体燃烧器设置配风装置，向锅炉的炉膛输入助燃空气。

Claims

1.一种多层水套式环保锅炉，其特征是锅炉主要由内层水套（8）、中间层水套（10）、外层水套（7）和锅筒（3）组成，其中，所述的水套由内筒壁体、外筒壁体、上环形封板和下环形封板构成，上环形封板在内筒壁体与外筒壁体之间的上端，下环形封板在内筒壁体与外筒壁体之间的下端；内层水套（8）、中间层水套（10）和外层水套（7）同轴直立设置，内层水套（8）置于中间层水套（10）的内空之中，外层水套（7）套置于中间层水套（10）之外；中间层水套（10）有向下的延伸段，延伸段的内空间构成炉膛a（24），炉膛a（24）的底部或侧面有燃烧器接口（20）；内层水套（8）、中间层水套（10）和外层水套（7）的上部空间构成炉膛b（4），锅筒（3）设置在炉膛b（4）中；内层水套（8）的内筒壁体下部有U形管a（15）连接到中间层水套（10）的内筒壁体上；外层水套（7）的外筒壁体下部有U形管b（13）连接到中间层水套（10）的外筒壁体上；内层水套（8）、中间层水套（10）和外层水套（7）各自的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）；内层水套（8）的内空间构成火气通道a（27），内层水套（8）与中间层水套（10）之间的空间构成火气通道b（25），中间层水套（10）与外层水套（7）之间的空间构成烟气通道（28），外层水套（7）和烟气通道（28）的底下有烟气室（13），炉膛a（24）通过火气通道a（27）和火气通道b（25）连通到炉膛b（4），炉膛b（4）通过烟气通道（28）连通到烟气室（13）, 烟气室（13）有烟气排出接口。

2.根据权利要求1所述的一种多层水套式环保锅炉，其特征是在内层水套（8）和中间层水套（10）之间有内夹层水套（9），内夹层水套（9）为一只以上；当在内层水套（8）和中间层水套（10）之间有内夹层水套（9）时，U形管a（15）为二只以上，内夹层水套（9）的内筒壁体下部各自有U形管a（15）连接到中间层水套（10）的内筒壁体上，内夹层水套（9）的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）。

3.根据权利要求1所述的一种多层水套式环保锅炉，其特征是在中间层水套（10）和外层水套（7）之间有外夹层水套（11），外夹层水套（11）为一只以上；当在中间层水套（10）和外层水套（7）之间有外夹层水套（11）时，U形管b（13）为二只以上，外夹层水套（11）的外筒壁体下部各自有U形管b（13）连接到中间层水套（10）的外筒壁体上，外夹层水套（11）的上环形封板上分别有连通管连接到锅筒（3）。

4.根据权利要求1所述的一种多层水套式环保锅炉，其特征是在中间层水套（10）的下环形封板上分别有补水管（18）接入和排污管（22）接出。

5.根据权利要求1所述的一种多层水套式环保锅炉，其特征是锅炉有隔热保温层（5）进行围护，隔热保温层（5）的外层有外壳（29）。