CN103776019A - 常压低阻省煤器及设有其的锅炉系统 - Google Patents

Abstract

一种常压低阻省煤器，包括容纳换热液体介质的壳体，壳体设置进口烟道、出口烟道，换热通道，换热通道由多个并联的螺纹管组成；壳体的上部设有汽水分离通道，汽水分离通道的顶部设有除氧大气出口，并设有用于上下隔开汽水分离通道汽水分离器，汽水分离器上方设有进水装置，进水装置与软水进口连通；壳体的底部设有除氧热水出口。本发明换热通道采用多个并联的小口径深槽圆角螺纹管，从而保证其传热的效率，省煤器自身与大气连通、自身为无压力运行、避免不安全因素，能满足锅炉在长期连续状态下运行条件。本发明采用机械自动进给水装置，维持给水稳定；进水装置采用分水盘喷淋，保证进水达到脱氧的要求，使其满足锅炉补水水质的要求。

Description

常压低阻省煤器及设有其的锅炉系统

技术领域

本发明专利涉及一种工业锅炉用常压低阻省煤器，属节能环保技术领域。

背景技术

铸铁省煤器是用于工业锅炉尾部烟气换热系统中的常用设备。由于它能够吸收利用高温烟气中的余热，提高锅炉的热效率，因此被广泛应用于各类工业锅炉中。但现有的省煤器由于结构设置不合理，不能充分吸收烟气中的余热，经过省煤器后锅炉的排烟温度仍然较高（对于蒸气工作压力1.0-1.25MPa锅炉，排烟温度在160-185℃左右，降低了烟煤的热利用效率。而且现有省煤器烟气阻力大。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足之处，本发明提供一种提高工业锅炉热效率的常压低阻省煤器。该省煤器不仅结构简单、制造成本低，而且安装运行稳定、安全、可靠。

本发明解决技术问题采用如下方案：

常压低阻省煤器，包括容纳换热液体介质的壳体，所述壳体设有进口烟道、出口烟道以及与壳体同轴设置的供高温烟气流通的换热通道，其结构特点在于，所述换热通道由多个并联的螺纹管组成；所述壳体的上部设有汽水分离通道，所述汽水分离通道的顶部设有除氧大气出口，所述汽水分离通道内设有用于上下隔开汽水分离通道汽水分离器，所述汽水分离器上方设有进水装置，所述进水装置与软水进口连通；所述壳体的底部设有除氧热水出口。

本发明结构特点还在于：

所述螺纹管主体为直管，其外壁设有向内轧制的螺旋凹槽。

所述凹槽为圆角凹槽。

所述进水装置包括设在汽水分离装置上方的分水盘以及与壳体顶部连通的进水浮球阀，所述分水盘设有多个雾化喷水口，所述进水浮球阀根据壳体内的水位高低用于打开或关闭进水装置主阀。

所述汽水分离器由不锈钢丝网汽水分离层和支撑其的多孔托板组成。

本发明同时公开了一种设有上述常压低阻省煤器的锅炉系统，包括锅炉本体，其结构特点在于，所述锅炉的出口烟道与常压低阻省煤器进口烟道相连，所述常压低阻省煤器出口烟道通过引风机与烟囱相连，所述常压低阻省煤器的除氧热水出口通过补水泵将水补给锅炉本体。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明常压低阻省煤器用于工业锅炉的尾部烟气换热系统，其采用直线烟道，最大限度的减少烟气阻力，达到低阻的效果，总阻力小于等于80Pa。

2、本发明换热通道采用多个并联的螺纹管，螺纹管是由直线型无缝钢管通过三辊对轧制成的小口径深槽圆角螺纹管，从而保证其传热的效率，使其能够在100℃～250℃烟气中有效的传递热量，从而保证整个燃烧AⅡ类烟煤锅炉系统的热效率。

3、本发明省煤器自身与大气连通、自身为无压力运行、避免不安全因素，能满足锅炉在长期连续状态下运行条件。并且采用机械自动进给水装置，维持给水稳定。

4、本发明设置了进水装置采用分水盘喷淋，保证进水达到脱氧的要求，使其满足锅炉补水水质的要求。

附图说明

图1是本发明省煤器结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明螺纹管结构示意图。

图4是图3的B凹槽结构示意图。

图5是是本发明锅炉系统结构示意图

图中标号：1壳体、2进口烟道、3出口烟道、4螺纹管、5汽水分离通道、6除氧大气出口、7汽水分离器、8排污口、9冷凝水回收入口、10除氧热水出口、11凹槽、12分水盘、13进水浮球阀、14不锈钢丝网汽水分离层、15多孔托板、16补水泵、17锅炉本体、18引风机、19烟囱。

以下结合附图通过具体实施方式对本发明技术方案做进一步解释说明。

具体实施方式

如图所示，常压低阻省煤器，包括容纳换热液体介质的壳体1，壳体设有进口烟道2、出口烟道3、排污口8、冷凝水回收入口9、除氧热水出口10、以及与壳体同轴设置的供高温烟气流通的换热通道，换热通道由多个并联的螺纹管4组成；壳体的上部设有汽水分离通道5，汽水分离通道的顶部设有除氧大气出口6，汽水分离通道内设有用于上下隔开汽水分离通道汽水分离器7，位于汽水分离器上方的设有进水装置，进水装置与软水箱9连通；

如图所示，螺纹管主体为直管，其外壁设有向内轧制的螺旋凹槽11，凹槽为圆角凹槽。具体实施时，螺纹管的直径为50-60mm，壁厚2-4mm，螺旋凹槽的螺距为30-35mm，凹槽为圆弧槽，圆弧槽圆弧对应的圆半径为2-4mm；弧长为3-6mm。螺纹管在壳体内排列的节距为1.5倍螺纹管外径，螺纹管在壳体内呈正六面体排布，以达到更好的传热效果。

如图所示，进水装置包括设在汽水分离装置上方的分水盘12以及与壳体顶部连通的进水浮球阀13，分水盘设有多个雾化喷水口，进水浮球阀13，当水位低于浮球时，浮球下降打开阀芯水压力推动主阀体打开，使软水箱来水进入分水盘，当水位高于浮球时，主阀体自动关闭结束进水。

如图所示，汽水分离器由不锈钢丝网汽水分离层14和支撑其的多孔托板15组成。

实施例2

锅炉系统，包括锅炉本体17及实施例1所述的省煤器1，锅炉的出口烟道与常压低阻省煤器进口烟道2相连，常压低阻省煤器出口烟道3通过引风机18与烟囱19相连，常压低阻省煤器的除氧热水出口通过补水泵将水补给锅炉本体。

以下通过运行原理对本发明方案做进一步解释说明。

烟气从工业锅炉对流区尾部排出，通过无阻力的直烟道进入省煤器的前烟箱，在前烟箱中进行烟气分配成较小股，分别进入深槽圆筒小螺纹管中，烟气以合理的流速进入螺纹管中。烟气流在前入状态是直线运动，烟气经过一定的路程后，自然的按照螺纹管的螺纹深槽做螺旋状路线行走。由于螺旋行程长度比相应的直管长度长4倍左右，从而使烟气在管内停留时间加长，换热时间加长，提高了换热效果，从而达到高效换热的效果，合理选择深槽的螺纹深度与螺纹节距以及合理口径，从而获得一个最佳的换热系数。为使烟气阻力减小，所选择的应是光滑的无缝钢管做螺纹管，从螺纹管出来的烟气再通过低阻烟道排入烟囱，由于出口烟道温度较低在100℃左右，烟气的运动能力下降，故要求低温烟道的阻力要小要光滑，从而满足整个系统的烟气阻力限制。

螺纹烟管外的介质为软化水，软化水由软水箱供给，省煤器的水空间为无压力状态，省煤器的最高位设立大气连通管装置、保证了无压力状态。

本省煤器的水位控制由一套浮球进水阀控制（浮球进水控制阀为现有公知技术），从而保持本设备的连续运行，进入省煤器的水首先通过分水盘与上升的蒸汽进行热力除氧被加速后变成气态由大气连通管从设备顶部逸出。进入省煤器内的水进一步被加热，水中的氧原子进一步被加热逸出，从而保证除氧水进入锅炉确保锅炉和设备不被氧腐蚀。热水通过锅炉给水泵加压补给锅炉用水，提高锅炉给水的温度，从而提高了锅炉的热量的充分利用，达到了节能减排之目的，并满足燃煤锅炉的最低热效率要求。

将本发明省煤器应用在4t/h蒸汽锅炉中使用，其能效测试报告显示，排烟温度为148.6℃，锅炉热效率为79.86%，过量空气系数1.56，超过了国家质量监督检验检疫总局颁布的TSG0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》中规定的热效率提高要求，提高2%，和最高排温度的要求，温差达21.4℃。

Claims (8)

1.常压低阻省煤器，包括容纳换热液体介质的壳体，所述壳体在两端设置进口烟道、出口烟道，所述壳体内同轴设有供高温烟气流通的换热通道，其特征在于，所述换热通道由多个并联的螺纹管组成；所述壳体的上部设有汽水分离通道，所述汽水分离通道的顶部设有除氧大气出口，所述汽水分离通道内设有用于上下隔开汽水分离通道汽水分离器，所述汽水分离器上方设有进水装置，所述进水装置与软水进口连通；所述壳体的底部设有除氧热水出口。

2.根据权利要求1所述的一种常压低阻省煤器，其特征在于，所述螺纹管主体为直线管，其外壁设有向内轧制的螺旋凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种常压低阻省煤器，其特征在于，所述凹槽为圆弧凹槽。

4.根据权利要求1所述的常压低阻省煤器，其特征在于，所述进水装置包括设在汽水分离装置上方的分水盘以及与壳体顶部连通的进水浮球阀，所述分水盘设有多个雾化喷水口，所述进水浮球阀根据壳体内的水位高低用于打开或关闭进水装置主阀。

5.根据权利要求1所述的常压低阻省煤器，其特征在于，所述汽水分离器由不锈钢丝网汽水分离层和支撑其的多孔托板组成。

6.根据权利要求3所述的一种常压低阻省煤器，其特征在于，所述螺纹管的直径为50-60mm，壁厚2-4mm，所述螺旋凹槽的螺距为30-35mm，凹槽为圆弧槽，所述圆弧槽圆弧对应的圆半径为2-4mm；弧长为3-6mm。

7.根据权利要求6所述的一种常压低阻省煤器，其特征在于，所述螺纹管在壳体内排列的节距为1.5倍螺纹管外径，所述螺纹管在壳体内呈正六面体排布。

8.一种设有权利要求1-7中任意一项权利要求所述的常压低阻省煤器的锅炉系统，包括锅炉本体，其特征在于，所述锅炉的出口烟道与常压低阻省煤器进口烟道相连，所述常压低阻省煤器出口烟道通过引风机与烟囱相连，所述常压低阻省煤器的除氧热水出口通过补水泵将水补给锅炉本体。

Images