CN105157228B - 水管式中心回燃冷凝一体炉 - Google Patents

水管式中心回燃冷凝一体炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种水管式中心回燃冷凝一体炉,主要部件包括燃烧器、壳体、炉胆、前烟箱、水管式换热器、后烟箱和节能器,其特征在于:锅炉壳体为长方体,炉胆采用圆筒形或波形,炉胆前端焊接于前烟箱,后端焊接椭圆形封头;炉胆下面设置一个长方体水管式换热器,水管式换热器壳侧的烟气进口焊接于前烟箱,烟气出口焊接于后烟箱,后烟箱内设置蛇形翅片管式节能器;炉胆、前烟箱与水管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进入水管式换热器,烟气加热换热管内的水,热水靠自然对流上升,经炉胆再加热后从锅炉出水管排出。该锅炉采用中心回燃式,烟气横向冲刷换热管,锅炉本体与节能器实现一体化,锅炉热效率较高。

Description

水管式中心回燃冷凝一体炉
技术领域
[0001] 本发明涉及卧式燃油燃气锅炉技术领域,特别是涉及一种水管式中心回燃冷凝一 体炉。
背景技术
[0002] 目前燃煤生活及工业锅炉应用多、分布广、耗能高、热效率低、污染严重,是造成雾 霾天气的主要污染源,影响了人们的身体健康,极大地制约了国民经济的发展。而燃气锅炉 结构简单紧凑、热效率较高、污染较小,是替代燃煤锅炉的理想产品。但由于燃气锅炉使用 历史较短、设计经验不足,目前仍存在许多技术问题。如目前大多数燃气热水锅炉的排烟温 度在120°C以上,而蒸汽锅炉的排烟温度则在200°C以上,不仅浪费了大量能源,污染了环 境,而且增加了锅炉运行成本;燃气锅炉的烟气余热主要存在于烟气的水蒸气中,如果将锅 炉排烟温度降到烟气露点温度以下,烟气中的水蒸气就会凝结而放出汽化潜热,从而使烟 气余热得以充分回收利用。
[0003] 目前一般燃油燃气锅炉采用烟管结构,即烟气走管内,烟气纵向冲刷烟管内换热 面,表面换热系数较低;现有的中心回燃锅炉前烟箱一般为干背结构,锅炉运行时前面板温 度较高,不但散热损失较大,而且对前烟箱的耐热和密封性能要求较高。为了对锅炉排烟进 行余热回收,目前一般采用锅炉外置一个或两个管翅式换热器(或称节能器),换热器占据 一定空间,使得整个锅炉系统不够紧凑。
发明内容
[0004] 为了克服了现有技术的不足,本发明提供了一种使用清洁能源、节能环保的水管 式中心回燃冷凝一体炉,其采用卧式二回程水管式节能器与锅炉本体一体化快装结构,燃 料可采用天然气、城市煤气、液化石油气等。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:一种水管式中心回燃冷凝一体炉,主要部件包括燃 烧器、壳体、炉胆、前烟箱、水管式换热器、后烟箱和节能器,其特征在于:锅炉壳体为长方 体,炉胆采用圆筒形或波形,炉胆前端焊接于前烟箱,后端焊接椭圆形封头;炉胆下面设置 一个长方体水管式换热器,水管式换热器壳侧的烟气进口焊接于前烟箱,烟气出口焊接于 后烟箱,后烟箱内设置蛇形翅片管式节能器;炉胆、前烟箱与水管式换热器均浸没于炉水 中,形成全湿背结构;所述长方体水管式换热器的水平宽度与炉胆直径基本相等,内部垂直 布置多根换热管,其上下面板作为管板,换热管在管板上按照正三角形错列布置,并通过焊 接垂直固定在管板上,换热管采用光滑换热管或外翅片换热管;所述节能器置于后烟箱内, 与锅炉本体结合为一体,排烟管置于后烟箱上部。
[0006] 所述节能器采用多排蛇形翅片管,蛇形翅片管的直管段水平放置,且正对着节能 器烟气出口的管段不带翅片,多排蛇形翅片管通过上集管连接回水管,多排蛇形翅片管的 管程出口通入炉体。
[0007] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:i.锅炉采用中心回燃式,有效提高了炉胆 的吸热量,从而能减少后续换热面的面积,简化锅炉结构,缩小锅炉体积,降低锅炉制造成 本;2.炉胆后端采用椭圆形封头,有利于中心回燃时炉胆内烟气回转,避免回^死角,减小 回转动量损失;3 .炉胆与前转烟箱组成燃烧室,增大了燃烧室的换热面积,采用全湿背结 构,有利于降低炉体表面温度,并减少散热损失;4.锅炉采用卧式二回程水管式结构,二回 程为水管式换热器,其内部垂直错列布置多根换热管,使烟气横向冲刷换热管,有效地提高 烟气与换热管的换热效率,如果换热管采用外翅片管,将进一步提高烟气与换热管的换热 效率;5.水管式换热器可单独加工,制造便捷,能够避免高温烟气对换热管与管板之间的焊 缝腐蚀而造成的损坏,有利于提高锅炉的使用寿命;6.锅炉采用上位炉胆的布置方式,烟气 和炉水在换热过程中形成逆流,达到总换热温差最大的效果;7.节能器采用蛇形翅片管,与 锅炉本体采用一体化设计,使锅炉整体更加紧凑,总热效率更高。
附图说明
[0008] 图1为水管式中心回燃冷凝一体炉主视剖面图;
[0009] 图2为水管式中心回燃冷凝一体炉A-A截面图。
[0010] 附图标记:1-燃烧器,2-壳体,3-前烟箱,4-汽水分离器,5-出水管,6-大气连通管, 7-安全阀,8-炉胆,9-后烟箱,10-节能器,11-排烟管,12-回水管,13-冷凝水排放口,14-炉 胆拉撑,15-水管式换热器,16-排污口。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图进一步说明水管式中心回燃冷凝一体炉的具体实施方式。
[0012] 水管式中心回燃冷凝一体炉主要部件包括燃烧器、壳体、炉胆、前烟箱、水管式换 热器、后烟箱和节能器。锅炉壳体为长方体,由六块平板垂直对接并焊接而成;锅炉的烟气 换热面包括炉胆、前烟箱、水管式换热器和节能器,炉胆、水管式换热器与前烟箱均通过焊 接连接,炉胆、前烟箱与水管式换热器均浸没于炉水中,形成全湿背结构。
[0013] 炉胆内燃烧方式为中心回燃,对于小型锅炉炉胆采用圆筒形,对于大型锅炉炉胆 采用波形;炉胆前端焊接于前烟箱,后端焊接椭圆形封头。
[0014]长方体水管式换热器设置在炉胆下面,由四块平板垂直对接并焊接而成,两端面 作为烟气进出口;其水平宽度基本与炉胆直径相等,其上下面板作为管板,多个换热管通过 焊接垂直固定在管板上,换热管在管板上按照正三角形错列布置方式,采用光滑换热管或 外翅片换热管;水管式换热器可单独加工,然后将其壳侧烟气进口焊接于前烟箱,烟气出口 焊接于后烟箱。
[0015]所述节能器采用多排蛇形翅片管,蛇形翅片管的直管段水平放置,且正对着节能 器的烟气出口的管段不带翅片,多排蛇形翅片管通过上集管连接回水管,多排蛇形翅片管 的管程出口通入炉体。所述节能器置于后烟箱内,与锅炉本体结合为一体,排烟管置于后烟 箱上部。
[0016]作为热水炉,锅炉壳体内壁上方对应出水管处设置有汽水分离器;为了提高壳体 的强度和刚度,在壳体内壁上方设置有斜拉杆;锅炉壳体上设置有安全阀、大气连通管和液 位计。在锅炉壳体底部设置有排污管和冷凝液排放管,锅炉壳体下方设置有支座。
[0017]锅炉设置有控制系统,所述控制系统配置完善的全自动控制装置和安全保护装 置。
[0018]工作过程如下:天然气和空气通过燃烧器混合燃烧,火焰从燃烧器喷嘴喷射到波 形炉胆内,到达椭圆形封头后回转,烟气从波形炉胆的近壁区进入转烟室,然后转入水管式 换热器,横向冲刷水管式换热器的换热管,烟气加热换热管内的水,热水靠自然对流上升再 经炉胆加热后从锅炉上部出水管排出。锅炉回水先通过节能器再进入炉体。
[0019]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 (2)

1. 一种水管式中心回燃冷凝一体炉,主要部件包括燃烧器、壳体、炉胆、前烟箱、水管式 换热器、后烟箱和节能器,其特征在于:锅炉壳体为长方体,炉胆采用圆筒形或波形,炉胆前 端焊接于前烟箱,后端焊接椭圆形封头;炉胆下面设置一个长方体水管式换热器,水管式换 热器壳侧的烟气进口焊接于前烟箱,烟气出口焊接于后烟箱,后烟箱内设置蛇形翅片管式 节能器;炉胆、前烟箱与水管式换热器均浸没于炉水中,形成全湿背结构;所述长方体水管 式换热器的水平宽度与炉胆直径基本相等,内部垂直布置多根换热管,其上下面板作为管 板,换热管在管板上按照正三角形错列布置,并通过焊接垂直固定在管板上,换热管采用光 滑换热管或外翅片换热管;所述节能器置于后烟箱内,与锅炉本体结合为一体,排烟管置于 后烟箱上部。
2.根据权利要求1所述的水管式中心回燃冷凝一体炉,其特征在于:所述节能器采用多 排蛇形翅片管,蛇形翅片管的直管段水平放置,且正对着节能器烟气出口的管段不带翅片, 多排蛇形翅片管通过上集管连接回水管,多排蛇形翅片管的管程出口通入炉体。
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