CN105042556A - 一种燃烧器顶置的立式u型结构燃油燃气锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，锅炉由锅筒、炉膛和对流受热面构成；炉膛由前墙、后墙、左右侧墙膜式水冷壁构成；蒸汽炉型对流受热面由1～n组板翅蒸发管束以及1～m组板翅省煤器管束和集箱连接而成的并排对流管屏、对流竖井前、后墙、两侧墙等附加受热面构成；热水炉型对流受热面由1～n组板翅管束和集箱连接而成的并排对流管屏、对流竖井前、后墙、两侧墙等附加受热面构成；板翅长度随烟温降低依次增长；本发明燃烧产生的高温烟气先在炉膛下行，穿过烟窗后转向180°，冲刷以板翅分段强化的对流管束后从后墙排出；该型锅炉结构紧凑，占地面积小，燃烧效率高，强化换热性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉设备技术领域，具体涉及一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，该结构适应于蒸汽锅炉和热水锅炉等炉型。
背景技术
近些年，随着中国城镇化进程的加快，土地资源的紧张和稀缺再次成为人们关注的焦点，毫无疑问，土地要素已成为制约各地经济发展的一大瓶颈。如何高效的利用有限的土地资源，是各行各业尤其是像锅炉设备这种大型设备领域所面临的最严峻的问题之一，亟待调整和解决。现如今，市场上占有很大比重的燃油燃气锅炉，其传统的结构紧凑性低、占地面积大、土地资源利用率低，因此，亟需一种新型结构的燃油燃气锅炉来解决以上问题。不仅如此，现有的燃油燃气锅炉在长周期运行过程中还存在如下问题与隐患：
1)燃油燃气锅炉水平卧式布置时，受热面只能前后布置，占地面积大，土地成本昂贵。
2)传统的燃油燃气锅炉，烟气流经烟道尾部受热面时，仅采用光管或螺纹烟管受热面，螺纹烟管几乎不增加换热面积，只是增加近壁面扰动，换热强化能力不大，导致金属耗量大，结构庞大。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，包括蒸汽锅炉和热水锅炉两种不同的炉型，该型锅炉占地面积大大减小，并且全部以板翅分段强化对流管束且板翅长度随烟温降低依次增长，增大了平均传热系数和换热面积；立式结构使得烟气行程显著增加，炉膛出口低位布置，燃尽充分，热效率高。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其蒸汽炉型特征在于，炉膛辐射受热面全部采用扁钢和光管组合而成的膜式水冷壁，对流管束全部采用以板翅强化的管屏式对流受热面，燃烧器中心线垂直于顶部的炉膛前墙膜式水冷壁，垂直布置，包括有炉膛101和设置于炉膛101后方的对流竖井102，所述炉膛101的上方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁上集箱7、蒸汽分离管组10、集汽集箱9、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5和第二连接管11，所述对流竖井102的上方按前后顺序依次设置有板翅省煤器管束汇集集箱19、热水引导管12、板翅蒸发管束汇集集箱18、第一连接管13、对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17、锅筒15以及位于锅筒上方的蒸汽出口管道14，所述炉膛101的下方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁下集箱1和炉膛前后墙水冷壁分配集箱27，所述对流竖井102的下方按前后顺序依次设置有板翅省煤器管束分配集箱25、板翅蒸发管束分配集箱24和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23，所述侧墙膜式水冷壁上集箱7通过侧墙膜式水冷壁6与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1相连通；所述锅炉锅筒15依靠布置在其下方的下降管22进行支撑，所述下降管22的下端与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1连通，所述侧墙膜式水冷壁下集箱1分别与所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27、板翅蒸发管束分配集箱24和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23相连通，所述下降管22的上端与所述锅筒15连通，所述锅筒15与所述侧墙膜式水冷壁上集箱7相连通，所述侧墙膜式水冷壁上集箱7通过蒸汽分离管组10与所述集汽集箱9相连通，所述集汽集箱9与所述锅筒15连通。
炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3在所述炉膛101内呈前后相对设置，炉膛101是由炉膛前墙膜式水冷壁4、炉膛后墙膜式水冷壁3、两侧墙膜式水冷壁以及炉膛前后墙水冷壁分配集箱27和炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5构成的封闭空间，炉膛后墙膜式水冷壁3下部拉稀后形成炉膛出口烟窗2；所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27通过炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3与所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5相连通，所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5通过第二连接管11与集汽集箱9相连通。
所述对流竖井102内设置有至少1组板翅蒸发管束和至少1组板翅省煤器管束，并分别与上、下集箱连接构成并排对流管屏；所述板翅蒸发管束分配集箱24分别通过板翅蒸发管束20与所述板翅蒸发管束汇集集箱18相连通，所述板翅蒸发管束汇集集箱18分别通过第一连接管13与所述集汽集箱9相连通，所述板翅省煤器管束分配集箱25通过板翅省煤器管束26与所述板翅省煤器管束汇集集箱19相连通，所述板翅省煤器管束汇集集箱19通过热水引导管12与所述锅筒15相连通；所述锅炉对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23通过对流竖井后墙膜式水冷壁21与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17相连通，所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17通过连接管道与所述集汽集箱9相连通。
所述锅炉下降管22与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17为非相导通式布置，所述锅炉侧墙膜式水冷壁下集箱1与所述板翅省煤器管束分配集箱25为非相导通式布置。
一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其热水炉型特征在于，炉膛辐射受热面全部采用扁钢和光管组合而成的膜式水冷壁，对流管束全部采用以板翅强化的管屏式对流受热面，燃烧器中心线垂直于顶部的炉膛前墙膜式水冷壁，垂直布置，包括有炉膛101和设置于炉膛101后方的对流竖井102，所述炉膛101的上方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁上集箱7、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5、连接管38和出口集箱40，所述对流竖井102的上方按前后顺序依次设置有第二组板翅管束汇集集箱43、第二连通管41、第一组板翅管束汇集集箱44、第一连通管42、对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17以及位于对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17下方的后墙中转集箱47，所述炉膛101的下方按前后顺序依次设置有前墙角管下集箱30、侧墙膜式水冷壁下集箱1、第三连通管28和炉膛前后墙水冷壁分配集箱27，所述对流竖井102的下方按前后顺序依次设置有第二组板翅管束分配集箱53、第一组板翅管束分配集箱52和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23，所述侧墙膜式水冷壁上集箱7通过侧墙膜式水冷壁6与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1相连通；
所述热水炉型的前墙角管33的上端与侧墙膜式水冷壁上集箱7连通，所述前墙角管33的下端与所述前墙角管下集箱30连通，所述前墙角管下集箱30通过第三连通管28与炉膛前后墙水冷壁分配集箱27相连通；所述热水炉型的后墙角管48的上端与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17连通，所述后墙角管48的下端与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1连通。
炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3在所述炉膛101内呈前后相对设置，炉膛101是由炉膛前墙膜式水冷壁4、炉膛后墙膜式水冷壁3、两侧墙膜式水冷壁6以及炉膛前后墙水冷壁分配集箱27、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5构成的封闭空间，炉膛后墙膜式水冷壁3下部拉稀后形成炉膛出口烟窗2。所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27通过炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3与所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5相连通，所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5通过连接管38与出口集箱40相连通。
所述对流竖井102内设置有至少1组板翅管束，并分别与上、下集箱连接构成并排对流管屏；所述第一组板翅管束分配集箱52通过第一板翅管束39与所述第一组板翅管束汇集集箱44相连通，所述第一组板翅管束汇集集箱44通过所述第一连通管42与所述后墙中转集箱47相连通，所述后墙中转集箱47通过管道与所述第二组板翅管束分配集箱53相连通，所述第二组板翅管束分配集箱53通过第二板翅管束49与所述第二组板翅管束汇集集箱43相连通，所述第二组板翅管束汇集集箱43通过所述第二连通管41与所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23相连通，所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23通过对流竖井后墙膜式水冷壁21与对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17相连通。
所述锅炉前墙角管33与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1为非相导通式布置，所述锅炉后墙角管48与所述侧墙膜式水冷壁上集箱7为非相导通式布置，所述后墙中转集箱47、所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23均与所述后墙角管48为非相导通式布置，所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1为非相导通式布置。
所述对流竖井102中的对流受热面是由光管56和焊接于光管56表面的板翅57组成的板翅管对流管束，板翅管对流管束随烟温下降采用板翅分段布置方式，使得烟气和板翅管对流管束呈纵向冲刷，板翅长度在25～45mm之间变化且随烟温降低依次增长，形成板翅管扩展对流受热面。
本发明和现有技术相比较，有益效果在于：
1)本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，炉内烟气行程为“U”形，在保证锅炉正常出力的同时占地面积大大减小。
2)本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，蒸汽炉型单锅筒偏置，不占用炉膛高度，使得锅炉在同样空间下炉膛高度最大，炉膛出口低位布置，燃尽充分，热效率高。
3)本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，对流管束表面均以板翅强化形成板翅管束，板翅管束随烟温下降采用板翅分段布置方式，板翅长度随烟温降低依次增长，形成板翅管扩展对流受热面，增大了平均传热系数和换热面积，强化了换热，同时降低了钢耗量和锅炉制造成本。
附图说明
图1是本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉,蒸汽炉型的侧剖视图。
图2是本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，蒸汽炉型的主视图。
图3是本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉,热水炉型的侧剖视图。
图4是本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，热水炉型的主视图。
图5是本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，蒸汽炉型对流竖井内任意级对流管束剖面图。
图6是本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，热水炉型对流竖井内任意级对流管束剖面图。
图7是本发明位于对流竖井内的板翅管束图。
图8是本发明位于对流竖井内的板翅管束俯视图。
图1和图2中，1.侧墙膜式水冷壁下集箱，2.炉膛出口烟窗，3.炉膛后墙膜式水冷壁，4.炉膛前墙膜式水冷壁，5.炉膛前后墙水冷壁汇集集箱，6.侧墙膜式水冷壁，7.侧墙膜式水冷壁上集箱，8.燃烧器，9.集汽集箱，10.蒸汽分离管组，11.第二连接管，12.热水引导管，13.第一连接管，14.蒸汽出口管道，15.锅筒，16.烟气出口，17.对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱，18.板翅蒸发管束汇集集箱，19.板翅省煤器管束汇集集箱，20.板翅蒸发管束，21.对流竖井后墙膜式水冷壁，22.下降管，23.对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱，24.板翅蒸发管束分配集箱，25.板翅省煤器管束分配集箱，26.板翅省煤器管束，27.炉膛前后墙水冷壁分配集箱，101.炉膛，102.对流竖井；
图3和图4中，28.第三连通管，1.侧墙膜式水冷壁下集箱，30.前墙角管下集箱，4.炉膛前墙膜式水冷壁，2.炉膛出口烟窗，33.前墙角管，3.炉膛后墙膜式水冷壁，8.燃烧器，7.侧墙膜式水冷壁上集箱，5.炉膛前后墙水冷壁汇集集箱，38.连接管，39.第一板翅管束，40.出口集箱，41.第二连通管，42.第一连通管，43.第二组板翅管束汇集集箱，44.第一组板翅管束汇集集箱，16.烟气出口，17.对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱，47.后墙中转集箱，48.后墙角管，49.第二板翅管束，21.对流竖井后墙膜式水冷壁，23.对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱，52.第一组板翅管束分配集箱，53.第二组板翅管束分配集箱，27.炉膛前后墙水冷壁分配集箱，6.侧墙膜式水冷壁，101.炉膛，102.对流竖井；
图7和图8中，56.光管，57.板翅。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其蒸汽炉型结构图如图1和图2所示，炉膛辐射受热面全部采用扁钢和光管组合而成的膜式水冷壁，对流管束全部采用以板翅强化的管屏式对流受热面，燃烧器中心线垂直于顶部的炉膛前墙膜式水冷壁，垂直布置。包括有炉膛101和设置于炉膛101后方的对流竖井102，所述炉膛101的上方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁上集箱7、蒸汽分离管组10、集汽集箱9、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5、第二连接管11，所述对流竖井102的上方按前后顺序依次设置有板翅省煤器管束汇集集箱19、热水引导管12、板翅蒸发管束汇集集箱18、第一连接管13、对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17、锅筒15以及位于锅筒上方的蒸汽出口管道14，所述炉膛101的下方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁下集箱1、炉膛前后墙水冷壁分配集箱27，所述对流竖井102的下方按前后顺序依次设置有板翅省煤器管束分配集箱25、板翅蒸发管束分配集箱24、对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23，所述侧墙膜式水冷壁上集箱7通过侧墙膜式水冷壁6与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1相连通；
所述锅炉锅筒15依靠布置在其下方的下降管22进行支撑，所述下降管22的下端与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1连通，所述侧墙膜式水冷壁下集箱1分别与所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27、板翅蒸发管束分配集箱24、对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23相连通，所述下降管22的上端与所述锅筒15连通，所述锅筒15与所述侧墙膜式水冷壁上集箱7相连通，所述侧墙膜式水冷壁上集箱7通过蒸汽分离管组10与所述集汽集箱9相连通，所述集汽集箱9与所述锅筒15连通。
炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3在所述炉膛101内呈前后相对设置，炉膛101是由炉膛前墙膜式水冷壁4、炉膛后墙膜式水冷壁3、两侧墙膜式水冷壁以及炉膛前后墙水冷壁分配集箱27、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5构成的封闭空间，炉膛后墙膜式水冷壁3下部拉稀后形成炉膛出口烟窗2。所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27通过炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3与所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5相连通，所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5通过第二连接管11与集汽集箱9相连通。
所述对流竖井102内设置有至少1组板翅蒸发管束和至少1组板翅省煤器管束，在图1和图2所示的蒸汽炉型中，对流竖井102内设置有3组板翅蒸发管束20和板翅省煤器管束26，其任意一组板翅管束布置剖面图如图5所示，所述板翅管束分别与上、下集箱连接构成并排对流管屏。所述板翅蒸发管束分配集箱24分别通过板翅蒸发管束20与所述板翅蒸发管束汇集集箱18相连通，所述板翅蒸发管束汇集集箱18分别通过第一连接管13与所述集汽集箱9相连通，所述板翅省煤器管束分配集箱25通过板翅省煤器管束26与所述板翅省煤器管束汇集集箱19相连通，所述板翅省煤器管束汇集集箱19通过热水引导管12与所述锅筒15相连通；
所述锅炉对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23通过对流竖井后墙膜式水冷壁21与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17相连通，所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17通过连接管道与所述集汽集箱9相连通。
所述锅炉下降管22与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17为非相导通式布置，所述锅炉侧墙膜式水冷壁下集箱1与所述板翅省煤器管束分配集箱25为非相导通式布置。
本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其热水炉型结构图如图3和图4所示，炉膛辐射受热面全部采用扁钢和光管组合而成的膜式水冷壁，对流管束全部采用以板翅强化的管屏式对流受热面，燃烧器中心线垂直于顶部的炉膛前墙膜式水冷壁，垂直布置。包括有炉膛101和设置于炉膛101后方的对流竖井102，所述炉膛101的上方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁上集箱7、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5、连接管38、出口集箱40，所述对流竖井102的上方按前后顺序依次设置有第二组板翅管束汇集集箱43、第二连通管41、第一组板翅管束汇集集箱44、第一连通管42、对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17以及位于对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17下方的后墙中转集箱47，所述炉膛101的下方按前后顺序依次设置有前墙角管下集箱30、侧墙膜式水冷壁下集箱1、第三连通管28、炉膛前后墙水冷壁分配集箱27，所述对流竖井102的下方按前后顺序依次设置有第二组板翅管束分配集箱53、第一组板翅管束分配集箱52、对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23，所述侧墙膜式水冷壁上集箱7通过侧墙膜式水冷壁6与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1相连通；
所述热水炉型的前墙角管33的上端与侧墙膜式水冷壁上集箱7连通，所述前墙角管33的下端与所述前墙角管下集箱30连通，所述前墙角管下集箱30通过第三连通管28与炉膛前后墙水冷壁分配集箱27相连通；所述热水炉型的后墙角管48的上端与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17连通，所述后墙角管48的下端与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1连通。
所述炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3在所述炉膛101内呈前后相对设置，炉膛101是由炉膛前墙膜式水冷壁4、炉膛后墙膜式水冷壁3、两侧墙膜式水冷壁6以及炉膛前后墙水冷壁分配集箱27、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5构成的封闭空间，炉膛后墙膜式水冷壁3下部拉稀后形成炉膛出口烟窗2。所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27通过炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3与所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5相连通，所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5通过连接管38与出口集箱40相连通。
所述对流竖井102内设置有至少1组板翅管束，在图3和图4所示的热水炉型中，对流竖井102内设置有2组板翅管束，其剖面图如图6所示，所述板翅管束分别与上、下集箱连接构成并排对流管屏。所述第一组板翅管束分配集箱52通过第一板翅管束39与所述第一组板翅管束汇集集箱44相连通，所述第一组板翅管束汇集集箱44通过所述第一连通管42与所述后墙中转集箱47相连通，所述后墙中转集箱47通过管道与所述第二组板翅管束分配集箱53相连通，所述第二组板翅管束分配集箱53通过第二板翅管束49与所述第二组板翅管束汇集集箱43相连通，所述第二组板翅管束汇集集箱43通过所述第二连通管41与所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23相连通，所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23通过对流竖井后墙膜式水冷壁21与对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17相连通。
所述锅炉前墙角管33与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1为非相导通式布置，所述锅炉后墙角管48与所述侧墙膜式水冷壁上集箱7为非相导通式布置，所述后墙中转集箱47、所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23均与所述后墙角管48为非相导通式布置，所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱27与所述侧墙膜式水冷壁下集箱1为非相导通式布置。
所述对流竖井102中的对流受热面是由光管56和焊接于光管56表面的板翅57组成的板翅管对流管束，如图7和图8所示，板翅管束随烟温下降采用板翅分段布置方式，使得烟气和板翅管对流管束呈纵向冲刷，板翅长度在25～45mm之间变化且随烟温降低依次增长，形成板翅管扩展对流受热面。
本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉的蒸汽炉型工作原理如下：
锅炉给水通过管路送入板翅省煤器管束分配集箱25，均匀分配给充当省煤器受热面的板翅省煤器管束26，并在上升流动过程中吸收对流竖井102中高温烟气放出的热量，被加热到预设温度后，进入与板翅省煤器管束26上部导通的板翅省煤器管束汇集集箱19，然后通过热水引导管12将工质引至锅筒39，液相工质沿下降管22不受热下降流动，汇合于侧墙膜式水冷壁下集箱1，然后由侧墙膜式水冷壁下集箱1均匀分配给侧墙膜式水冷壁6、炉膛前后墙水冷壁分配集箱27、板翅蒸发管束分配集箱24和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23，位于侧墙膜式水冷壁6中上升流动的工质吸收炉膛101中高温烟气辐射的热量成为汽水混合物，进入侧墙膜式水冷壁上集箱7，位于炉膛前后墙膜水冷壁分配集箱27中的工质，被均匀分配给充当蒸发受热面的炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3，吸收炉膛101中高温烟气辐射的热量并上升流动，汇合于炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5并由第二连接管11导入集汽集箱9，位于板翅蒸发管束分配集箱24中的工质，被各自均匀分配给充当蒸发受热面的板翅蒸发管束20，吸收对流竖井102中高温烟气放出的热量并上升流动，分别汇合于相应的板翅蒸发管束汇集集箱18并由第一连接管13导入集汽集箱9，位于对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱23中的工质，被均匀分配给充当蒸发受热面的对流竖井后墙膜式水冷壁21并吸收对流竖井102高温烟气放出的热量上升流动，产生的蒸汽进入对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17，并通过连接管路引至集汽集箱9，位于侧墙膜式水冷壁上集箱7内汇集的汽水混合物，其中，蒸汽经蒸汽分离管组10被引入集汽集箱9，热水返回到锅筒15下部水空间中，而汇入集汽集箱9内的蒸汽，被引入锅筒15上部汽空间，达到额定出口蒸汽参数并由锅筒上部蒸汽出口管道7送入管网；而气体或液体燃料通过燃烧器燃烧，产生的高温烟气在炉膛内下行，释放热量通过辐射传热传递给炉膛前墙膜式水冷壁4、炉膛后墙膜式水冷壁3、侧墙膜式水冷壁6，经过炉膛后墙水冷烟窗2的辐射和对流换热后，高温烟气180°转向，进入对流竖井102，上行纵向冲刷板翅蒸发管束20和板翅省煤器管束26并与部分侧墙膜式水冷壁6、后墙膜式水冷壁21进行对流换热，烟气在本体完成换热后从上部位于后墙的烟气出口16排出。
本发明一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉的热水炉型工作原理如下：
锅炉给水通过管路送入第一组板翅管束分配集箱52，均匀分配给充当对流受热面的第一板翅管束39，并在上升流动过程中吸收对流竖井102中高温烟气放出的热量，被加热到预设温度后，进入与第一板翅管束39上部导通的第一组板翅管束汇集集箱44，然后通过第一连通管42将工质引至后墙中转集箱47，通过连接管将工质引至第二板翅管束分配集箱53，均匀分配给第二板翅管束49，并在上升流动过程中吸收对流竖井102中高温烟气放出的热量，被加热到预设温度后，进入与第二板翅管束49上部导通的第二板翅管束汇集集箱43，然后通过第二连通管41将工质引至对与对流竖井后墙膜式水冷壁21相连接的流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱51，均匀分配给对流竖井后墙密排膜式水冷壁50，在上升流动过程中吸收对流竖井102中高温烟气放出的热量，被加热到更高温度后，进入与对流竖井后墙膜式水冷壁21上部相导通的对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱17，并将热水分配给锅炉后墙两侧棱的后墙角管48，进行不受热下降流动，进入与后墙角管48相导通的侧墙膜式水冷壁下集箱1，通过侧墙膜式水冷壁6吸收高温烟气放出的热量上升流动，被加热到更高的温度后，进入侧墙膜式水冷壁上集箱7，将热水分配给锅炉前墙两侧棱的前墙角管33，进行不受热下降流动，进入与前墙角管33相导通的前墙角管下集箱30，然后通过第三连通管28，进入炉膛前后墙水冷壁分配集箱27，分别通过炉膛前墙膜式水冷壁4和炉膛后墙膜式水冷壁3吸收炉膛101中高温烟气放出的热量上升流动并汇集至炉膛前后墙水冷壁汇集集箱5，通过连接管组38引至出口集箱40，经过各级吸热面不断吸热，达到额定出口热水温度送入管网；而气体或液体燃料通过燃烧器8燃烧，产生的高温烟气在炉膛内下行，释放热量通过辐射传热传递给炉膛前墙膜式水冷壁4、炉膛后墙膜式水冷壁3、侧墙膜式水冷壁6，经过炉膛后墙水冷烟窗32的辐射和对流换热后，高温烟气180°转向，进入对流竖井102，上行纵向冲刷板翅管束并与部分侧墙膜式水冷壁6、后墙膜式水冷壁50进行对流换热，烟气在本体完成换热后从上部位于后墙的烟气出口16排出。
Claims (9)
1.一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其蒸汽炉型特征在于：炉膛辐射受热面全部采用扁钢和光管组合而成的膜式水冷壁，对流管束全部采用以板翅强化的管屏式对流受热面，燃烧器中心线垂直于顶部的炉膛前墙膜式水冷壁，垂直布置；包括有炉膛(101)和设置于炉膛(101)后方的对流竖井(102)，所述炉膛(101)的上方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁上集箱(7)、蒸汽分离管组(10)、集汽集箱(9)、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)和第二连接管(11)，所述对流竖井(102)的上方按前后顺序依次设置有板翅省煤器管束汇集集箱(19)、热水引导管(12)、板翅蒸发管束汇集集箱(18)、第一连接管(13)、对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)、锅筒(15)以及位于锅筒上方的蒸汽出口管道(14)，所述炉膛(101)的下方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁下集箱(1)和炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)，所述对流竖井(102)的下方按前后顺序依次设置有板翅省煤器管束分配集箱(25)、板翅蒸发管束分配集箱(24)和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)，所述侧墙膜式水冷壁上集箱(7)通过侧墙膜式水冷壁(6)与所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)相连通；所述锅炉锅筒(15)依靠布置在其下方的下降管(22)进行支撑，所述下降管(22)的下端与所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)连通，所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)分别与所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)、板翅蒸发管束分配集箱(24)和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)相连通，所述下降管(22)的上端与所述锅筒(15)连通，所述锅筒(15)与所述侧墙膜式水冷壁上集箱(7)相连通，所述侧墙膜式水冷壁上集箱(7)通过蒸汽分离管组(10)与所述集汽集箱(9)相连通，所述集汽集箱(9)与所述锅筒(15)连通。
2.根据权利要求1所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于：炉膛前墙膜式水冷壁(4)和炉膛后墙膜式水冷壁(3)在所述炉膛(101)内呈前后相对设置，炉膛(101)是由炉膛前墙膜式水冷壁(4)、炉膛后墙膜式水冷壁(3)、两侧墙膜式水冷壁以及炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)和炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)构成的封闭空间，炉膛后墙膜式水冷壁(3)下部拉稀后形成炉膛出口烟窗(2)；所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)通过炉膛前墙膜式水冷壁(4)和炉膛后墙膜式水冷壁(3)与所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)相连通，所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)通过第二连接管(11)与集汽集箱(9)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于：所述对流竖井(102)内设置有至少1组板翅蒸发管束和至少1组板翅省煤器管束，并分别与上、下集箱连接构成并排对流管屏；所述板翅蒸发管束分配集箱(24)分别通过板翅蒸发管束(20)与所述板翅蒸发管束汇集集箱(18)相连通，所述板翅蒸发管束汇集集箱(18)分别通过第一连接管(13)与所述集汽集箱(9)相连通，所述板翅省煤器管束分配集箱(25)通过板翅省煤器管束(26)与所述板翅省煤器管束汇集集箱(19)相连通，所述板翅省煤器管束汇集集箱(19)通过热水引导管(12)与所述锅筒(15)相连通；
所述锅炉对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)通过对流竖井后墙膜式水冷壁(21)与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)相连通，所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)通过连接管道与所述集汽集箱(9)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于：所述锅炉下降管(22)与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)为非相导通式布置，所述锅炉侧墙膜式水冷壁下集箱(1)与所述板翅省煤器管束分配集箱(25)为非相导通式布置。
5.一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其热水炉型特征在于：炉膛辐射受热面全部采用扁钢和光管组合而成的膜式水冷壁，对流管束全部采用以板翅强化的管屏式对流受热面，燃烧器中心线垂直于顶部的炉膛前墙膜式水冷壁，垂直布置；包括有炉膛(101)和设置于炉膛(101)后方的对流竖井(102)，所述炉膛(101)的上方按前后顺序依次设置有侧墙膜式水冷壁上集箱(7)、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)、连接管(38)和出口集箱(40)，所述对流竖井(102)的上方按前后顺序依次设置有第二组板翅管束汇集集箱(43)、第二连通管(41)、第一组板翅管束汇集集箱(44)、第一连通管(42)、对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)以及位于对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)下方的后墙中转集箱(47)，所述炉膛(101)的下方按前后顺序依次设置有前墙角管下集箱(30)、侧墙膜式水冷壁下集箱(1)、第三连通管(28)和炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)，所述对流竖井(102)的下方按前后顺序依次设置有第二组板翅管束分配集箱(53)、第一组板翅管束分配集箱(52)和对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)，所述侧墙膜式水冷壁上集箱(7)通过侧墙膜式水冷壁(6)与所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)相连通；所述热水炉型的前墙角管(33)的上端与侧墙膜式水冷壁上集箱(7)连通，所述前墙角管(33)的下端与所述前墙角管下集箱(30)连通，所述前墙角管下集箱(30)通过第三连通管(28)与炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)相连通；所述热水炉型的后墙角管(48)的上端与所述对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)连通，所述后墙角管(48)的下端与所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)连通。
6.根据权利要求5所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于：炉膛前墙膜式水冷壁(4)和炉膛后墙膜式水冷壁(3)在所述炉膛(101)内呈前后相对设置，炉膛(101)是由炉膛前墙膜式水冷壁(4)、炉膛后墙膜式水冷壁(3)、两侧墙膜式水冷壁(6)以及炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)、炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)构成的封闭空间，炉膛后墙膜式水冷壁(3)下部拉稀后形成炉膛出口烟窗(2)；所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)通过炉膛前墙膜式水冷壁(4)和炉膛后墙膜式水冷壁(3)与所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)相连通，所述炉膛前后墙水冷壁汇集集箱(5)通过连接管(38)与出口集箱(40)相连通。
7.根据权利要求5所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于：所述对流竖井(102)内设置有至少1组板翅管束，并分别与上、下集箱连接构成并排对流管屏；所述第一组板翅管束分配集箱(52)通过第一板翅管束(39)与所述第一组板翅管束汇集集箱(44)相连通，所述第一组板翅管束汇集集箱(44)通过所述第一连通管(42)与所述后墙中转集箱(47)相连通，所述后墙中转集箱(47)通过管道与所述第二组板翅管束分配集箱(53)相连通，所述第二组板翅管束分配集箱(53)通过第二板翅管束(49)与所述第二组板翅管束汇集集箱(43)相连通，所述第二组板翅管束汇集集箱(43)通过所述第二连通管(41)与所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)相连通，所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)通过对流竖井后墙膜式水冷壁(21)与对流竖井后墙膜式水冷壁汇集集箱(17)相连通。
8.根据权利要求5所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于：所述锅炉前墙角管(33)与所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)为非相导通式布置，所述锅炉后墙角管(48)与所述侧墙膜式水冷壁上集箱(7)为非相导通式布置，所述后墙中转集箱(47)、所述对流竖井后墙膜式水冷壁分配集箱(23)均与所述后墙角管(48)为非相导通式布置，所述炉膛前后墙水冷壁分配集箱(27)与所述侧墙膜式水冷壁下集箱(1)为非相导通式布置。
9.根据权利要求1或5所述的一种燃烧器顶置的立式U型结构燃油燃气锅炉，其特征在于，所述对流竖井(102)中的对流受热面是由光管(56)和焊接于光管(56)表面的板翅(57)组成的板翅管对流管束，板翅管对流管束随烟温下降采用板翅分段布置方式，使得烟气和板翅管对流管束呈纵向冲刷，板翅长度在25～45mm之间变化且随烟温降低依次增长，形成板翅管扩展对流受热面。
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