CN105066434B - 直接接触式余热回收常压一体炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直接接触式余热回收常压一体炉，主要部件包括燃烧器、壳体、炉胆、前烟箱、箱式换热器、后烟箱、烟气余热回收器和出水管，其中烟气余热回收器包括鼓泡器、浮球电磁阀、溢流管、隐式大气连通口、喷淋器和排烟管，其特征在于，壳体和烟气余热回收器实现一体化；炉胆、前烟箱、后烟箱与箱式换热器均浸没于炉水中，形成全湿背结构。炉胆排出的烟气经前烟箱、箱式换热器、后烟箱进入烟气余热回收器，与锅炉回水直接接触换热后，由排烟管排出；吸收烟气余热的回水经隐式大气连通口进入壳体，炉水依次经箱式换热器和炉胆加热后，从壳体顶部的出水管排出。该锅炉结构紧凑，余热回收效率高，排烟温度低，锅炉总热效率高。

Description

直接接触式余热回收常压一体炉

技术领域

本发明涉及一种直接接触式余热回收常压一体炉，属于锅炉技术领域。

背景技术

燃气锅炉排放的烟气及各种生产过程中排放的废气中都含有大量余热，直接排入大气不仅污染环境而且浪费大量热能，因此，烟气余热回收利用是节能减排的重要途径。

针对燃气锅炉排烟温度较高这个问题，国内外也提出了一些解决办法，例如在锅炉尾部设置省煤器。通常会选用的间接换热的换热器—翅片管换热器，管内走水，管外走烟气这种方式可以有效地降低烟气温度，但是这种换热器一般都是作为一个独立的部件，很少有考虑将省煤器和锅炉设计为整体结构，这就造成锅炉系统结构不够紧凑，因为需要设置专门的空间来安放省煤器。因此这种方式是不太合理的。

考虑到国家“西气东输”的燃气是很洁净的，因此锅炉排烟也是比较洁净，本发明提出了一种采用直接接触换热的省煤器，并将省煤器和锅炉合理结合，设计为整体。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种直接接触式余热回收常压一体炉。

本发明所采用的技术方案是：一种直接接触式余热回收常压一体炉，主要部件包括燃烧器、壳体、炉胆、前烟箱、箱式换热器、后烟箱、烟气余热回收器和出水管，其中烟气余热回收器包括鼓泡器、浮球电磁阀、溢流管、隐式大气连通口、喷淋器和排烟管，其特征在于，壳体和烟气余热回收器实现一体化；所述烟气余热回收器为底面是坡面的梯形体，与后烟箱组合为一体，烟气余热回收器内上部设置鼓泡器，鼓泡器的进口与后烟箱出口相通，烟气余热回收器通过底部的隐式大气连通口与壳体相通，构成了锅炉的大气连通器；所述鼓泡器由一块矩形板三分之二板面打孔折叠而成，横截面为三角形，一端固定在烟气余热回收器侧板上并与后烟箱相通，另一端封焊带圆孔的三角板，其内部填充Ω环；炉胆、前烟箱、后烟箱与箱式换热器均浸没于炉水中，形成全湿背结构。

所述直接接触式余热回收常压一体炉的主要换热面包括炉胆和箱式换热器两部分，采用上位炉胆布置方式，炉胆内燃烧方式为中心回燃式。

所述箱式换热器是由四块平板垂直对接并焊接而成的长方体，两端面作为烟气进出口，其上下面板作为管板，换热管通过焊接垂直固定于上下管板上，换热管采用光管或翅片管。

所述烟气余热回收器有两种回水结构，一是中部的回水管，二是顶部的喷淋器。

所述烟气余热回收器水位采用双重控制结构，一是浮球电磁阀控制，二是溢流管控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.锅炉选用中心回燃式，采用大炉膛吸热效率更高，可减少后续换热面，使锅炉整体结构更紧凑、简单，降低制造成本价；2.炉胆后端采用椭圆形封头，有利于火焰在炉胆内回转，避免回转死角，减小回转动量损失；3.炉胆与前烟箱组成燃烧室，增大了燃烧室的换热面积，同时采用全湿背结构，有利于提高换热效率，降低壳体表面温度；4.箱式换热器可单独加工，制造便捷，避免了高温烟气对换热管与管板之间的焊缝造成损坏，提高了锅炉的使用寿命；5.壳体与烟气余热回收器采用一体化设计，使锅炉整体结构更加紧凑，总热效率更高；6.烟气余热回收器采用直接接触换热方式，有效节省换热面积，内置鼓泡器，使烟气分布更均匀；7.壳体和烟气余热回收器通过隐式大气连通口传递两侧的工作介质和热量，锅炉水位由烟气余热回收器的水位控制装置来调节，形成自助式吸纳系统；8.烟气余热回收器水位控制具有双重防护，一是浮球电磁阀控制，二是溢流管控制，能有效控制锅炉内水位不超过警戒水位，大大提高了锅炉系统的安全性；9.锅炉水位和烟气余热回收器水位通过隐式大气连通口保持一致，可以减少锅炉筒体开孔，减小发生泄露的可能性。

附图说明

附图1为直接接触式余热回收常压一体炉结构示意图；

附图2为直接接触式余热回收常压一体炉A-A剖视图；

附图3为烟气余热回收器的鼓泡器结构示意图。

附图标记：1-燃烧器、2-前烟箱、3-出水管、4-壳体、5-炉胆、6-后烟箱、7-排烟管、8-喷淋器、9-浮球电磁阀、10-烟气余热回收器、11-溢流管、12-鼓泡器、13-隐式大气连通口、14-箱式换热器。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明直接接触式余热回收常压一体炉的实施方式。

直接接触式余热回收常压一体炉的组装过程：首先根据锅炉的型号选择合适的燃烧器及炉胆，根据换热量计算锅炉需要的换热面积，然后合理分布换热面。为尽可能使锅炉结构紧凑，体积尽可能小，采用能有效提高换热效果的方式。箱式换热器制成长方体，并在其内部垂直布置水管，与烟气流动方向垂直，采用这种横向冲刷方式可以提高烟气侧的对流换热系数；从后烟箱出来的烟气温度一般还有150℃~200℃，若能将烟气温度降到露点温度（57℃左右）之下，则不仅能回收烟气的绝大部分显热，还可以回收烟气当中水蒸气的潜热。本发明选用的喷淋式余热回收方式，即通过烟气和水直接接触换热，采用此方式的主要原因在于，目前燃气锅炉所选用的天然气相对纯净，杂质很少，且直接接触换热的效率最高。如果在锅炉尾部专门加装余热回收的装置，需要占用较大的空间，为节省空间，将烟气余热回收装置和锅炉一体化。锅炉主体烟气出口和烟气余热回收器的鼓泡器连通，烟气余热回收器的水箱和锅炉的水箱通过隐式大气连通口连通，这样可以减少在锅炉主体上开孔，降低泄漏发生的可能性。锅炉水位通过烟气余热回收器水位控制装置进行控制，水位控制装置具有双重防护，一是浮球电磁阀控制，二是溢流管控制，两者结合可以有效控制烟气余热回收器和锅炉的水位。锅炉回水管上开孔，安装喷淋器，一方面可以随时补给锅炉水，另一方面也可以降低排烟温度，达到了双重效果。

直接接触式余热回收常压一体炉在运行时，烟气流程：燃烧器喷射出的火焰，遇到炉胆另一端的炉胆壁时，反射回来，到达前烟箱，之后沿图示的实箭头到达鼓泡器，与水直接接触放热，最后穿过喷淋器喷出的水雾从排烟管排出；水循环系统：锅炉回水通过喷淋器到达烟气余热回收器，与烟气接触吸热后，通过隐式大气连通口达到壳体与烟气和炉胆进行换热，当温度达到设定值后从出水管排出。整个锅炉设计过程充分利用了各个换热面，锅炉结构紧凑美观，换热效率高，是一种值得推广的锅炉结构形式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种直接接触式余热回收常压一体炉，主要部件包括燃烧器、壳体、炉胆、前烟箱、箱式换热器、后烟箱、烟气余热回收器和出水管，其中烟气余热回收器包括鼓泡器、浮球电磁阀、溢流管、隐式大气连通口、喷淋器和排烟管，其特征在于，壳体和烟气余热回收器实现一体化；所述烟气余热回收器为底面是坡面的梯形体，与后烟箱组合为一体，烟气余热回收器内上部设置鼓泡器，鼓泡器的进口与后烟箱出口相通，烟气余热回收器通过底部的隐式大气连通口与壳体相通，构成了锅炉的大气连通器；所述鼓泡器由一块矩形板三分之二板面打孔折叠而成，横截面为三角形，一端固定在烟气余热回收器侧板上并与后烟箱相通，另一端封焊带圆孔的三角板，其内部填充Ω环；炉胆、前烟箱、后烟箱与箱式换热器均浸没于炉水中，形成全湿背结构。

2.根据权利要求1所述的直接接触式余热回收常压一体炉，其特征在于，所述直接接触式余热回收常压一体炉的主要换热面包括炉胆和箱式换热器两部分，采用上位炉胆布置方式，炉胆内燃烧方式为中心回燃式。

3.根据权利要求1所述的直接接触式余热回收常压一体炉，其特征在于，所述箱式换热器是由四块平板垂直对接并焊接而成的长方体，两端面作为烟气进出口，其上下面板作为管板，换热管通过焊接垂直固定于上下管板上，换热管采用光管或翅片管。

4.根据权利要求1所述的直接接触式余热回收常压一体炉，其特征在于，所述烟气余热回收器有两种回水结构，一是中部的回水管，二是顶部的喷淋器。

5.根据权利要求1所述的直接接触式余热回收常压一体炉，其特征在于，所述烟气余热回收器水位采用双重控制结构，一是浮球电磁阀控制，二是溢流管控制。