CN103277781A - 一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉 - Google Patents
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Abstract
一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，包括辐射受热面模块和嵌入其内的对流受热面模块，辐射受热面模块包括辐射受热面前墙、左侧墙和右侧墙，左侧墙和右侧墙及侧墙下集箱和侧墙上集箱组成“O”形截面结构，对流受热面模块包括对流受热面前墙和对流受热面后墙，对流受热面前墙同时充当辐射受热面后墙，对流受热面后墙上布置了U型管束式的旗式受热面；当该锅炉为中、小型容量的锅炉时，完全能够实现快装化，当锅炉为中、大容量时，分成辐射受热面段和对流受热面段，分别运输，现场嵌入式整体组装，不需要任何焊接工作就能够实现模块化对接，安装周期短，运行维护简便易行；其次，整个锅炉的整体密封性能好，散热损失显著降低，锅炉热效率有效提高。
Description
技术领域
本发明属于水管燃油燃气锅炉技术领域，具体涉及一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉。
背景技术
根据2012年10月24日发改委公布的我国能源“十二五”规划，我国未来天然气消费将出现高速增长，从2011到2015年，天然气消费份额将从目前的4.6%提高到7.5％，为达此目的，我国正在或即将建成中亚、中缅、中俄以及多条海上LNG供应线，形成对内增加勘探开发、对外增加引进的双管齐下解决气源的发展势头，此举将大大改善我国以煤为主的能源供应能源结构，改善我国不断恶化的大气环境污染状况，同时，此举也将极大地刺激我国工业及生活热能供应领域中使用的中大型燃油燃气锅炉的设备供应。但是，经过调研，我们发现，目前市场上的燃油燃气锅炉多为中、小型的锅壳式锅炉（锅壳内嵌入炉胆和烟管两种受热面），锅壳式锅炉只能实现20t/h的快装结构，不能满足市场上的中、大型燃油燃气锅炉的发展要求，而且在我国，由于标准规范的限制，锅壳式锅炉也不适合大型化，未来中、大型燃油燃气锅炉的发展方向是水管锅炉。目前，尽管市场上也有少量的水管燃油燃气锅炉，但是这些锅炉多数采用上、下锅筒及蒸发对流管束结构，致使现场焊接工作量极大，而且，焊接人员只能躺在下锅筒中向上焊接（仰焊），不仅时刻存在着被下落的金属熔滴烧伤的危险性，而且现场的焊接工作屡屡挑战人类的生存极限，使焊接人员的身心健康受到严重摧残，一个焊接工作人员一次进入只能坚持20分钟，就要重新换人进入操作，更为严重的是，焊接工人在如此恶劣的条件下施焊，很难保证焊接质量，因此，这些焊口将成为运行过程中的重大安全隐患，因此，这种结构不能满足中、大型燃油燃气锅炉快装、模块化、整体组装的要求，更不能满足大型化现场模块组装、减少安装周期的需要；一直以来，中、大型水管燃油燃气锅炉一直是散装出厂，现场焊接每一根独立的管件，难以在结构上实现模块化组装生产，难以减少现场极大的焊接工作量，同时密集的对流管束的存在也不便于检修，因此，急需改变目前老式水管燃油燃气锅炉的结构，满足日益增长的燃用清洁能源的高效低排放燃油燃气锅炉以及快装、组装、减少现场焊接工作量、安装周期大大缩短、检修方便的现实要求。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，当该锅炉为中、小型容量的锅炉时，锅炉完全能够实现快装化，当锅炉为中、大容量时，锅炉可以分成炉膛和嵌入式对流受热面两个模块，这两个模块可以分别运输，现场嵌入式整体组装，且现场不需要任何焊接工作就能够实现辐射和对流受热面的模块化对接，安装周期短，运行维护简便易行；其次，整个锅炉的整体密封性能好，散热损失显著降低，锅炉热效率有效提高。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，包括辐射受热面模块4和嵌入其内的对流受热面模块8，所述辐射受热面模块4包括辐射受热面前墙2、左侧墙4-1、右侧墙4-2和布置于辐射受热面前墙2上的多个燃烧器1，设置在辐射受热面前墙2上下部并和其连通的辐射受热面前墙上集箱2-1和辐射受热面前墙下集箱2-2，和左侧墙4-1和右侧墙4-2连通并且左侧墙4-1和右侧墙4-2共用的侧墙下集箱5和侧墙上集箱6，所述左侧墙4-1和右侧墙4-2以及侧墙下集箱5和侧墙上集箱6组成“O”形截面结构，对流受热面模块8包括对流受热面前墙8-1和对流受热面后墙8-4，对流受热面前墙8-1同时充当辐射受热面后墙，并与对流受热面前墙下集箱8-2和对流受热面前墙上集箱8-3连通，对流受热面后墙8-4和对流受热面后墙下集箱8-5和对流受热面后墙上集箱8-6连通，对流受热面后墙8-4上布置了U型管束式的旗式受热面8-7，对流受热面前墙8-1上部膜式水冷壁拉稀成炉膛出口管束8-8，对流受热面后墙8-4下部膜式水冷壁拉稀成锅炉出口8-9；
当所述锅炉为蒸汽锅炉时，还包括布置在辐射受热面模块4的左侧墙4-1或右侧墙4-2上方的锅筒3，所述锅筒3通过汽水引出管7和侧墙上集箱6相连通。
所述对流受热面模块8和辐射受热面模块4的对接接口采用“O”形密封螺栓连接。
还包括和布置于对流受热面模块8下的后侧底座两侧的滑道9，所述滑道9能够沿其转动轴9-1在水平面内旋转90°打开，方便装卸对流受热面模块8时，以使辐射受热面模块4沿滑道9推入或拉出。
沿垂直于左侧墙4-1和右侧墙4-2方向将锅炉分割为能够焊接或使用密封螺栓或法兰连接的前后两段，即前面的辐射受热面段和后面的对流受热面段，分割后的对流受热面段包括了包覆对流受热面的左侧墙4-1的一部分和右侧墙4-2的一部分。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、对流受热面模块8嵌入辐射受热面模块4内，实现内部模块嵌入，“O”形截面结构的辐射受热面十分接近道路隧道的结构形状，当“O”形截面结构可以放置于火车或汽车中时，中、小容量可实现制造厂内组装的快装运输；
2、当O”形截面结构超出火车或汽车运输限制时，中、大容量实现“O”形截面炉膛膜式水冷壁的模块化组件出厂，现场实现左侧墙4-1之间、右侧墙4-2之间以及左侧墙4-1、右侧墙4-2和侧墙下集箱5及侧墙上集箱6的组件的模块化组装焊接，大大减少现场的焊接工作量，而内嵌受热面8和炉膛辐射受热面4可实现无焊接组装，大大缩短安装周期，模块化设计和制造工艺显著提高产品质量。
2、内嵌式对流受热面模块8和辐射受热面模块4的对接接口可以实现平面可拆式“O”形密封螺栓连接，拆卸后将滑道9向后旋转90°打开，内嵌式对流受热面模块8从沿滑道9上整体移出，所有受热面管束完全现于眼前，方便检修或更换；
3、对流受热面模块8嵌入辐射受热面模块4内，，锅炉本体的外墙均为膜式水冷壁结构，对流受热面整体内嵌结构，散热面积显著减小，散热损失显著降低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明在蒸汽锅炉上实施后的示意图。
图3为本发明在热水锅炉上实施后的示意图。
图4为本发明滑道的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，本发明一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，包括辐射受热面模块4和嵌入其内的对流受热面模块8，所述辐射受热面模块4包括辐射受热面前墙2、左侧墙4-1、右侧墙4-2和布置于辐射受热面前墙2上的多个燃烧器1，设置在辐射受热面前墙2上下部并和其连通的辐射受热面前墙上集箱2-1和辐射受热面前墙下集箱2-2，和左侧墙4-1和右侧墙4-2连通并且左侧墙4-1和右侧墙4-2共用的侧墙下集箱5和侧墙上集箱6，所述左侧墙4-1和右侧墙4-2以及侧墙下集箱5和侧墙上集箱6组成“O”形截面结构，对流受热面模块8包括对流受热面前墙8-1和对流受热面后墙8-4，对流受热面前墙8-1同时充当辐射受热面后墙，并与对流受热面前墙下集箱8-2和对流受热面前墙上集箱8-3连通，对流受热面后墙8-4和对流受热面后墙下集箱8-5和对流受热面后墙上集箱8-6连通，对流受热面后墙8-4上布置了U型管束式的旗式受热面8-7，对流受热面前墙8-1上部膜式水冷壁拉稀成炉膛出口管束8-8，对流受热面后墙8-4下部膜式水冷壁拉稀成锅炉出口8-9；
如图2所示，当所述锅炉为蒸汽锅炉时，还包括布置在辐射受热面模块4的左侧墙4-1或右侧墙4-2上方的锅筒3，所述锅筒3通过汽水引出管7和侧墙上集箱6相连通。
作为本发明的优选实施方式，所述对流受热面模块8和辐射受热面模块4的对接接口采用“O”形密封螺栓连接。
如图4所示，作为本发明的优选实施方式，还包括布置于对流受热面模块8下的后侧底座两侧的滑道9，所述滑道9能够沿其转动轴9-1在水平面内旋转90°打开，方便装卸对流受热面模块8时，沿滑道9推入或拉出辐射受热面模块4。
作为本发明的优选实施方式，沿垂直于左侧墙4-1和右侧墙4-2方向将锅炉分割为能够焊接或使用密封螺栓或法兰连接的前后两段，即前面的辐射受热面段和后面的对流受热面段，分割后的对流受热面段包括了包覆对流受热面的左侧墙4-1和右侧墙4-2的一部分。
本发明烟气流程的工作原理为：燃烧器1燃烧之后的高温烟气和辐射受热面模块4的左侧墙4-1或右侧墙4-2、辐射受热面前墙2以及对流受热面前墙8-1进行辐射换热，然后高温烟气向上折转冲刷对流受热面前墙8-1上部膜式水冷壁拉稀成的炉膛出口管束8-8，冲刷炉膛出口管束8-8转弯后烟气横向冲刷各级旗式受热面8-7，然后从对流受热面后墙8-4下部膜式水冷壁拉稀而成的锅炉出口8-9排出锅炉本体，锅炉出口8-9之后可以继续布置烟气深度冷却的余热回收装置进一步降低烟气温度，减少排烟损失。
本发明的水流程工作原理如下：当锅炉为蒸汽锅炉时：该蒸汽锅炉可以是普通水管或角管蒸汽锅炉，首先，锅炉给水由水泵从对流受热面后墙8-4的对流受热面后墙下集箱8-5泵入，分别经对流受热面后墙8-4和各级旗式受热面8-7被加热汇入对流受热面后墙上集箱8-6并经连汽水引出管7进入锅筒3。锅筒3下部连接的下降管给辐射受热面前墙2的辐射受热面前墙下集箱2-2供水，加热后汇入辐射受热面前墙上集箱2-1经汽水引出管7（或为角管的横向汽水集箱）引入锅筒3完成自然循环；锅筒3下部多点连接的下降管分别给左侧墙4-1和右侧墙4-2的侧墙下集箱5供水，加热后经“O”形截面上的左侧墙4-1和右侧墙4-2的上升管汇入侧墙上集箱6经汽水引出管7引入锅筒3完成自然循环；锅筒3下部连接的下降管给对流受热面前墙下集箱8-2供水，经对流受热面前墙8-1加热后汇入对流受热面前墙上集箱8-3经汽水引出管7（或为角管的横向汽水集箱）进入锅筒3完成自然循环。经过汽水分离的饱和蒸汽从锅筒3上部出口供应热力系统。
当为热水锅炉时，首先，锅炉回水由水泵从对流受热面后墙8-4的对流受热面后墙下集箱8-5泵入，同时经对流受热面后墙8-4、各级旗式受热面8-7被加热汇入对流受热面后墙上集箱8-6，然后由两侧的连通管或角管锅炉的角管下行同时分配给辐射受热面前墙下集箱2-2和对流受热面前墙下集箱8-2，经上升管辐射受热面前墙2和对流受热面前墙8-1加热后汇入辐射受热面前墙上集箱2-1及对流受热面前墙上集箱8-3进入侧墙上集箱6，然后热水分别从侧墙上集箱6的两端向中间，并在侧墙下集箱5和侧墙上集箱6之间的“O”形截面膜式水冷壁之间上行和下行，最后热水从侧墙上集箱6中间出口供应热力系统，应该注意的是此时侧墙下集箱5和侧墙上集箱6之间有多个隔板以形成强制流动回路，因此，当为热水锅炉时，整个热水循环为强制循环。当侧墙上集箱6中间有横向隔板时，应该设置自动放气阀以确保侧墙上集箱6集气后自动放出。
Claims (4)
1.一种嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，其特征在于：包括辐射受热面模块（4）和嵌入其内的对流受热面模块（8），所述辐射受热面模块（4）包括辐射受热面前墙（2）、左侧墙（4-1）、右侧墙（4-2）和布置于辐射受热面前墙（2）上的多个燃烧器（1），设置在辐射受热面前墙（2）上下部并和其连通的辐射受热面前墙上集箱（2-1）和辐射受热面前墙下集箱（2-2），和左侧墙（4-1）和右侧墙（4-2）连通并且左侧墙（4-1）和右侧墙（4-2）共用的侧墙下集箱（5）和侧墙上集箱（6），所述左侧墙（4-1）和右侧墙（4-2）以及侧墙下集箱（5）和侧墙上集箱（6）组成“O”形截面结构，对流受热面模块（8）包括对流受热面前墙（8-1）和对流受热面后墙（8-4），对流受热面前墙（8-1）同时充当辐射受热面后墙，并与对流受热面前墙下集箱（8-2）和对流受热面前墙上集箱（8-3）连通，对流受热面后墙（8-4）和对流受热面后墙下集箱（8-5）和对流受热面后墙上集箱（8-6）连通，对流受热面后墙（8-4）上布置了U型管束式的旗式受热面（8-7），对流受热面前墙（8-1）上部膜式水冷壁拉稀成炉膛出口管束（8-8），对流受热面后墙（8-4）下部膜式水冷壁拉稀成锅炉出口（8-9）；
当所述锅炉为蒸汽锅炉时，还包括布置在辐射受热面模块（4）的左侧墙（4-1）或右侧墙（4-2）上方的锅筒（3），所述锅筒（3）通过汽水引出管（7）和侧墙上集箱（6）相连通。
2.根据权利要求1所述的嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，其特征在于：所述对流受热面模块（8）和辐射受热面模块（4）的对接接口采用“O”形密封螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，其特征在于：还包括布置于对流受热面模块（8）下的后侧底座两侧的滑道（9），所述滑道（9）能够沿其转动轴（9-1）在水平面内旋转90°打开，以使辐射受热面模块（4）沿滑道（9）推入或拉出。
4.根据权利要求2所述的嵌入式模块化组装水管燃油燃气锅炉，其特征在于：沿垂直于左侧墙（4-1）和右侧墙（4-2）方向将锅炉分割为能够焊接或使用密封螺栓或法兰连接的前后两段，即前面的辐射受热面段和后面的对流受热面段，分割后的对流受热面段包括了包覆对流受热面的左侧墙（4-1）和右侧墙（4-2）的一部分。
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