CN103062746B - 一种卧式单炉胆煤粉锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式单炉胆煤粉锅炉，包括锅壳筒体和外挂筒，所述的锅壳筒体内设有单炉胆、前管板、后管板、前烟箱、膜式壁回燃室、外包板和第二回程烟管管，所述的二回程烟管设置在所述的单炉胆的下侧；所述的外挂筒体内设有第三回程烟管，所述的第三回程烟管通过烟道与所述的前烟箱联通；外挂筒体上还设有出烟口；所述的外挂筒体通过引出管与锅壳筒体的水路联通。本发明采用卧式单炉胆结构布置，且单炉胆在上，烟管在下，让烟气流通顺畅，整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小，钢耗低，可实现整体运输。入本发明的保护范围之内。

Description

一种卧式单炉胆煤粉锅炉

技术领域

本发明属于燃煤工业锅炉领域，具体涉及一种以煤粉为燃料，用于产生蒸汽的卧式内燃煤粉锅炉。

背景技术

我国的能源结构是以煤为主，在未来相当长时间内，燃煤工业锅炉仍将是工业锅炉的主导产品。

传统的工业燃煤锅炉以层燃锅炉为主，缺点是燃烧效率低，污染严重，难以满足节能减排和污染物排放要求。

煤粉燃烧是煤的高效洁净燃烧方式之一，其燃烧效率可达96%以上，是一项成熟的燃烧技术。然而，目前尚未有专用于煤粉燃烧的锅炉。

现有的燃烧通常是燃油燃气锅炉，以WNS型为例，为卧式快装内燃三回程火管锅炉，采用偏置炉胆湿背式结构，高温烟气依次冲刷第二及第三回程烟管，然后由后烟室经烟囱排入大气。

参照图1和图2，其结构包括锅壳筒体1’和锅炉底座11’，所述的锅壳筒体1’内设有波纹炉胆2’、回燃室3’、前管板4’、后管板5’、第二回程烟管6’、第三回程烟管7’、前烟箱8’和后烟箱9’，所述的波纹炉胆2’第二回程烟管6’和第三回程烟管7’的两端通过所述的前管板4’和后管板5’固定在所述的锅炉筒体1’内；所述波纹炉胆2’的后端通过所述的回燃室3’与所述的第二回程烟管6’联通；所述的第二回程烟管6’和第三回程烟管7’设置在所述波纹炉胆2’的上侧，并通过所述的前烟箱8’联通；所述前烟箱8’和后烟箱9’分别设置在所述锅炉筒体的1’的前后端，所述的后烟箱9’上设有出烟口10’；所述的锅炉底座11’设置在锅壳筒体1’的底部。

上述结构的燃油燃气锅炉在进行煤粉燃烧时会存在以下问题：

1、额定功率出力不足：由于炉膛空间不足，换热效果不好，实际功率通常只能达到额定功率的一半。

2、易结焦：当煤粉燃烧时，在碳化过程中会转化为焦油。大量的焦油粘结在炉胆壁上，会减小炉胆的容量，从而减少蒸汽的发生量，进而降低换热效率。

3、如果要增加蒸汽产量，则必须增加炉胆的容量，由此会增大锅炉的体积。然而，当锅炉的体积增加到一定程度时，加工难度会大幅增加，并且会造成无法运输。

4、集灰：锅筒内无吹灰装置，煤粉燃烧后产生了大量的飞灰堆积在炉胆、回燃室和烟管内部，会造成烟气短路。

5、磨损：油气锅炉设计时因烟气中基本无飞灰，烟气速度很快，对烟管无磨损，但燃煤粉后产生大量烟气，烟气中含有飞灰，如烟气速度太快对管子内部磨损严重，烟管进口要加防磨套管。

发明内容

本发明要解决的现有技术存在的上述问题，旨在提供一种新型的卧式单炉胆煤粉锅炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种卧式单炉胆煤粉锅炉，包括锅壳筒体和外挂筒体，所述的锅壳筒体内设有单炉胆、前管板、后管板、前烟箱、膜式壁回燃室、外包板和第二回程烟管，所述的单炉胆和第二回程烟管通过所述的前管板和后管板固定在所述的锅壳筒体内；所述前烟箱设置在所述锅炉筒体前端；所述的第二回程烟管的前端与所述的前烟箱联通，后端通过所述的膜式壁回燃室与所述的单炉胆联通；其特征在于：

所述的回燃室为膜式壁回燃室，包括上纵集箱、上横集箱、左右膜式壁、后膜式壁、下横集箱和下纵集箱，所述的上纵集箱和下纵集箱分别与锅炉后管板连接，所述的上横集箱与上纵集箱连接并导通，所述的下横集箱与下纵集箱连接并导通，所述的左右膜式壁联通上纵集箱和下纵集箱，所述的后膜式壁联通上横集箱和下横集箱，所述的上纵集箱与锅壳筒体的水路联通；

所述的二回程烟管设置在所述的单炉胆的下侧；所述的外挂筒体内设有第三回程烟管，所述的第三回程烟管通过烟道与所述的前烟箱联通；外挂筒体上还设有出烟口；所述的外挂筒体通过引出管与锅壳筒体的水路联通。

本发明的卧式单炉胆煤粉锅炉，煤粉借一次风通过燃烧器喷入单炉胆内，同时，三次风按比例喷进单炉胆，保证了单炉胆有充分的氧气与燃料反应燃烧。在单炉胆内燃烧换热后的高温烟气进入膜式壁回燃室再转折180°向下进入第二回程烟管进行对流换热，烟气再通过烟道进入外侧的第三回程烟管进行对流换热后从出烟口排入烟气净化系统。烟气中的固体颗粒被清除掉，排放指标符合国家标准。

本发明的水路工作原理如下：锅壳筒体内的水首先进入下纵集箱，下纵集箱的水分别进入左右膜式壁和下横集箱，下横集箱水通过后膜式壁进入上横集箱，上横集箱的水流入上纵集箱，同时左右膜式壁的水上升到上纵集箱汇合，最后上纵集箱的水流入锅筒内，完成了整个水循环。

本发明具有以下优点：

1）锅炉筒体内采用卧式单炉胆结构布置，且单炉胆在上，烟管在下，让烟气流通顺畅，整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小，钢耗低，可实现整体运输。

2）回燃室采用膜式壁结构，所谓膜式壁是用管子和扁钢连接成一个封闭的水冷壁，因此炉墙只需要保温材料，整体密封、保温性能好，漏风少。

3）锅炉筒体部分的体积较小，产品制作周期短，安装方便，易操作和储运。

作为本发明的进一步改进，所述的第二回程烟管和第三回程烟管采用螺纹烟管结构。对流受热面采用螺纹烟管，受热面充足，烟气冲刷顺畅，不易积灰，延长锅炉使用寿命。

作为本发明的再进一步改进，所述的膜式壁回燃室底部还设有落灰口，方便清理积灰。

作为本发明的再进一步改进，所述的膜式壁回燃室的后端还设有防爆门，使本发明更为安全。

作为本发明的再进一步改进，所述的膜式壁回燃室的后端还设有吹灰口。

作为本发明的再进一步改进，所述的外挂筒体平行设置在所述锅壳筒体的外侧。

作为本发明的更进一步改进，采用分级燃烧技术，炉膛内依次送入三次风，整个温度场均匀，可有效阻止炉膛结焦和降低氮氧化物的生成。

附图说明

图1是现有的WNS型燃油燃气锅炉的结构示意图。

图2是图1的A向和B-B向视图，其中图2的左半视图为图1的A向视图，图2的右半视图为图1的B-B向剖视图。

图3是本发明的卧式单炉胆煤粉锅炉结构图。

图4是图3的C向视图。

图5是图3的D向视图。

图6是图3的俯视图。

图7是本发明膜式壁回燃室的结构示意图。

图8是图7的右视图。

图中，1-锅壳筒体、2-单炉胆、3-前管板、4-后管板、5-前烟箱、6-膜式壁回燃室、7-外包板、8-落灰口、9-第二回程烟管、10-烟道、11-外挂筒体、12-第三回程烟管、13-出烟口、14-前管板、15-后管板、16-引出管，61-上纵集箱、62-上横集箱、63-左右膜式壁、64-后膜式壁、65-下横集箱、66-下纵集箱、67-防爆门口、68-吹灰口。

具体实施方式

参照图1至图6，本发明的一种卧式单炉胆煤粉锅炉，包括锅壳筒体1和外挂筒体11，所述的锅壳筒体1内设有单炉胆2、前管板3、后管板4、前烟箱5、膜式壁回燃室6、外包板和第二回程烟管9，所述的单炉胆2和第二回程烟管9通过所述的前管板3和后管板4固定在所述的锅壳筒体1内；所述前烟箱5和外包板7分别设置在所述锅炉筒体1前后端；所述的第二回程烟管9的前端与所述的前烟箱5联通，后端通过所述的膜式壁回燃室6与所述的单炉胆2联通；所述的二回程烟管9设置在所述的单炉胆2的下侧；所述的膜式壁回燃室6底部还设有落灰口8。

参照图7和图8，所述的膜式壁回燃室6包括上纵集箱61、上横集箱62、左右膜式壁63、后膜式壁64、下横集箱65和下纵集箱66，所述的上纵集箱61和下纵集箱66分别与锅炉后管板4连接，所述的上横集箱62与上纵集箱61连接并导通，所述的下横集箱65与下纵集箱66连接并导通，所述的左右膜式壁63联通上纵集箱61和下纵集箱66，所述的后膜式壁联通上横集箱62和下横集箱65，所述的上纵集箱61与锅壳筒体1的水路联通。所述的膜式壁回燃室6的后端还设有防爆门7和吹灰口8。

所述的外挂筒体11内设有第三回程烟管12，所述的第三回程烟管12通过烟道10与所述的前烟箱5联通。所述的第三回程烟管12可以通过前管板14和后管板15固定在外挂筒体11内。外挂筒体11的筒壁和第三回程烟管12的管束之间的注水腔通过引出管16与锅壳筒体1的水路联通。外挂筒体11上还设有出烟口13。所述的外挂筒体11平行设置在所述锅壳筒体1的外侧。

所述的第二回程烟管9和第三回程烟管12由多个对流管束构成，所述的对流管束采用螺纹烟管结构。

本发明的工作原理如下：

本发明的卧式单炉胆煤粉锅炉，煤粉借一次风通过燃烧器喷入单炉胆2内，同时，三次风按比例喷进单炉胆2，保证了单炉胆2有充分的氧气与燃料反应燃烧。在单炉胆2内燃烧换热后的高温烟气进入膜式壁回燃室6再转折180°向下进入第二回程烟管9的对流管束进行对流换热，通过烟道10烟气再进入外挂筒体11内的第三回程烟管12的对流管束进行对流换热，最后从出烟口13排入烟气净化系统。

锅壳筒体1、膜式壁回燃室6和外挂筒体11构成封闭的水系统。水先注入外挂筒体11内，经过对流换热经引出管16连接到锅壳筒体1，部分汽水混合物从膜式壁回燃室6下集箱进入，顺着膜式壁汇集到上集箱，再进入锅壳筒体1。蒸汽引出锅炉前进过汽水分离，大大提高了蒸汽的品质。

膜式壁回燃室6内的水路循过程如下：锅壳筒体1内的水首先进入下纵集箱66，下纵集箱66的水分别进入左右膜式壁33和下横集箱65，下横集箱65水通过后膜式壁64进入上横集箱62，上横集箱62的水流入上纵集箱61，同时左右膜式壁63的水上升到上纵集箱61汇合，最后上纵集箱61的水流入锅筒内，完成了整个水循环。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种卧式单炉胆煤粉锅炉，包括锅壳筒体（1）和外挂筒体（11），所述的锅壳筒体（1）内设有单炉胆（2）、前管板（3）、后管板（4）、前烟箱（5）、回燃室（6）、外包板（7）和第二回程烟管（9），所述的单炉胆（2）和第二回程烟管（9）通过所述的前管板（3）和后管板（4）固定在所述的锅壳筒体（1）内；所述前烟箱（5）和外包板（7）分别设置在所述锅炉筒体（1）前后端；所述的第二回程烟管（9）的前端与所述的前烟箱（5）联通，后端通过所述的回燃室（6）与所述的单炉胆（2）联通；其特征在于：

所述的回燃室（6）为膜式壁回燃室，包括上纵集箱（61）、上横集箱（62）、左右膜式壁（63）、后膜式壁（64）、下横集箱（65）和下纵集箱（66），所述的上纵集箱（61）和下纵集箱（66）分别与锅炉后管板（4）连接，所述的上横集箱（62）与上纵集箱（61）连接并导通，所述的下横集箱（65）与下纵集箱（66）连接并导通，所述的左右膜式壁（63）联通上纵集箱（61）和下纵集箱（66），所述的后膜式壁联通上横集箱（62）和下横集箱（65），所述的上纵集箱（61）与锅壳筒体（1）的水路联通；

所述的二回程烟管（9）设置在所述的单炉胆（2）的下侧；所述的外挂筒体（11）内设有第三回程烟管（12），所述的第三回程烟管（12）通过烟道（10）与所述的前烟箱（5）联通；所述的外挂筒体（11）上还设有出烟口（13）；所述的外挂筒体（11）通过引出管（16）与锅壳筒体（1）的水路联通。

2.如权利要求1所述的一种卧式单炉胆煤粉锅炉，其特征在于所述的第二回程烟管（9）和第三回程烟管（12）采用螺纹烟管结构。

3.如权利要求1所述的一种卧式单炉胆煤粉锅炉，其特征在于所述的膜式壁回燃室（6）底部还设有落灰口。

4.如权利要求1所述的一种卧式单炉胆煤粉锅炉，其特征在于所述的膜式壁回燃室（6）的后端还设有防爆门（67）。

5.如权利要求1所述的一种卧式单炉胆煤粉锅炉，其特征在于所述的膜式壁回燃室（6）的后端还设有吹灰口（68）。

6.如权利要求1-5任何一项所述的一种卧式单炉胆煤粉锅炉，其特征在于所述的外挂筒体（11）平行设置在所述锅壳筒体（1）的外侧。