CN107014079A - 低氮节能型热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低氮节能型热水锅炉，包括筒状壳体、炉胆、第一换热管和烟气回转室以及燃烧器，烟气回转室连通设置在炉胆的后端，燃烧器设置在筒状壳体前端外部，燃烧器的火焰喷管伸至炉胆内，且火焰喷管与炉胆同轴线设置，第一换热管与烟气回转室连通；还包括烟气外回流管路，其一端连通烟气排放管道，另一端连通燃烧器的送气系统，在烟气外回流管路上设置有温度传感器、吸烟风机以及电动控制阀，在所述烟气排放管道上还串接有冷凝式节能器。本发明中的锅炉结构合理，能够抑制热力型氮氧化物生成，并能够利于提高热量回收利用率，并且该锅炉中的冷凝式节能器满足锅炉大流量进水的要求。

Description

低氮节能型热水锅炉

技术领域

本发明涉及一种锅炉，具体涉及一种低氮节能型热水锅炉。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉内输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原意是在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉则包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。为了回收排放烟气中的热量，通常会在锅炉的烟气排放管道中串联设置冷凝器，冷水在进入锅炉内之前先经过冷凝器能够吸收烟气排放管道中的热量，从而达到节能作用，现有的冷凝器的结构为：包括壳体和设置在壳体内的一根或多根串联的换热管，换热管经过多次迂回弯曲，换热管的一端连接外接水管，另一端连接锅炉进水口，由于换热管的管径较小，因此这种冷凝器适合小流量进水的锅炉上，而不适于大流量进水的锅炉上，并且现有换热管的结构设置不合理，内部空间浪费较多，热量的回收利用率较低。另外，现有锅炉的结构不合理在燃料燃烧时温度过高导致热力型氮氧化物生成量较多，鉴于这种情况，因此锅炉生产厂家有必要对现有锅炉的结构进行优化改进。

发明内容

对此，本发明旨在提供一种能够抑制氮氧化物生成，并能够利于提高热量回收利用率的热水锅炉，并且该热水锅炉中的冷凝式节能器满足锅炉大流量进水的要求。

实现本发明目的的技术方案是：

一种低氮节能型热水锅炉，包括横向设置的筒状壳体、炉胆、第一换热管和烟气回转室以及燃烧器，所述炉胆的轴线方向及所述第一换热管的轴线方向平行，且均与所述筒状壳体的轴线方向同向，所述烟气回转室连通设置在所述炉胆的后端，所述燃烧器设置在所述筒状壳体前端外部，所述燃烧器的火焰喷管伸至所述炉胆内，且所述火焰喷管与所述炉胆同轴线设置，所述第一换热管与所述烟气回转室连通；还包括烟气外回流管路，其一端连通烟气排放管道，另一端连通所述燃烧器的送气系统，在所述烟气外回流管路上设置有检测烟气温度的温度传感器、用于加速烟气流动的吸烟风机以及用于控制烟气流量大小的电动控制阀；在所述烟气排放管道上还串接有冷凝式节能器，冷凝式节能器包括具有烟气通道的方管状外壳、设置在所述方管状外壳外部与所述方管状外壳同向设置的进水主管和出水主管、以及固定在所述方管状外壳内的多个第二换热管，所述进水主管与出水主管设于所述方管状外壳的同侧且一上一下平行设置，所述的多个第二换热管按照行数为N、列数为M的矩形阵列排布，N与M均大于等于2，在所述进水主管与出水主管之间设置有竖向设置的进水支管和出水支管，每列第二换热管侧端部对应设置一根所述的进水支管和一根所述的出水支管，所述各进水支管的一端与所述进水主管固定且连通，所述进水支管的另一端与所述出水主管固定但不连通，所述出水支管的一端与所述出水主管固定且连通，所述出水支管的另一端与所述进水主管固定但不连通，所述各第二换热管的进水口与进水支管连通，所述各第二换热管的出水口与出水支管连通，所述各第二换热管呈迂回弯曲状，所述第二换热管的外壁上分布设置有翅片。

上述技术方案中，所述炉胆的侧周壁为波纹管状结构。

上述技术方案中，所述第一换热管分成两组，两组第一换热管设于所述炉胆相对两侧，每组第一换热管包括有多根第一换热管。

上述技术方案中，所述筒状壳体内两端上部设有加强结构，所述加强结构包括连接所述筒状壳体的后端板与圆周壁的第一加强杆和连接所述筒状壳体的前端板与圆周壁的第二加强杆，多个第一加强杆和多个第二加强杆均沿筒状壳体周向间隔设置。

上述技术方案中，所述各第二换热管的长度方向沿水平布置，且与烟气通道中烟气流动方向垂直。

上述技术方案中，N为5～7，M为4～6。

上述技术方案中，所述各第二换热管包括四根间隔设置的直管段，所述的四根直管段通过U形弯头依序连接构成所述的第二换热管，四根直管段分别为第一直管段、第二直管段、第三直管段和第四直管段，所述第一直管段与所述第三直管段处于第一水平面上，所述第二直管段与所述第四直管段处于所述第一水平面不同的第二水平面上。

上述技术方案中，所述方管状外壳内部在所述第二换热管的下方设有集水槽，所述集水槽的底部连通设置有排水管。

本发明具有积极的效果：采用本发明中的结构，在锅炉上增设烟气外回流管路，其一端连通烟气排放管道，另一端连通所述燃烧器的送气系统，通过将一部分排气返回到燃烧器的送气系统中，从而降低了混合气中的氧浓度，起热量吸收体的作用，不致使炉胆内燃烧温度变得过高，从而抑制热力型氮氧化物的生成；此外通过设置本发明中的冷凝式节能器，在进水主管与出水主管之间设置多个进水支管和多个出水支管，并在进水支管与出水支管之间以并联的方式连接多个换热管对进水进行合理分流，从而适用于大流量进水的锅炉，此外，通过采用本发明中的方式布置换热管，结构紧凑合理，冷凝器壳体内部空间浪费少，与现有技术中相比，换热管的数量更多，能进一步提高热量的回收利用率，从而提高换热效率，经实践具有很好的使用效果。

附图说明

图1为本发明中低氮节能型热水锅炉的结构示意图；

图2为图1中所示低氮节能型热水锅炉的右视图；

图3为本发明中冷凝式节能器的主视图；

图4为图3中所示冷凝式节能器的俯视图；

图5为图3所示冷凝式节能器的左视图。

图中所示附图标记为：1-筒状壳体；2-炉胆；3-第一换热管；4-烟气回转室；5-燃烧器；6-火焰喷管；7-加强筋板；8-第一加强杆；9-第二加强杆；10-烟气外回流管路；11-后端板；12-前端板；13-烟气排放管道；14-方管状壳体；141-集水槽；15-进水主管；16-出水主管；17-第二换热管；171-第一直管段；172-第二直管段；173-第三直管段；174-第四直管段；175-U形弯头；18-进水支管；19-出水支管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明中的具体结构做以说明：

一种低氮节能型热水锅炉，如图1至图5所示，其包括筒状壳体1、炉胆2、第一换热管3和烟气回转室4以及燃烧器5，所述炉胆2的轴线方向及所述第一换热管3的轴线方向平行，且均与所述筒状壳体1的轴线方向同向，所述烟气回转室4连通设置在所述炉胆2的后端，所述燃烧器5设置在所述筒状壳体1前端外部，所述燃烧器5的火焰喷管6伸至所述炉胆2内，且所述火焰喷管6与所述炉胆2同轴线设置，所述第一换热管3与所述烟气回转室4连通；本实施例中还包括烟气外回流管路10，其一端连通烟气排放管道13，另一端连通所述燃烧器5的送气系统，在所述烟气外回流管路10上设置有检测烟气温度的温度传感器、用于加速烟气流动的吸烟风机以及用于控制烟气流量大小的电动控制阀；在所述烟气排放管道13上还串接有冷凝式节能器，冷凝式节能器包括具有烟气通道的方管状外壳14、设置在所述方管状外壳14外部与所述方管状外壳14同向设置的进水主管15和出水主管16、以及固定在所述方管状外壳14内的多个第二换热管17，所述进水主管15与出水主管16设于所述方管状外壳14的同侧且一上一下平行设置，所述的多个第二换热管17按照行数为N、列数为M的矩形阵列排布，N与M均大于等于2，在所述进水主管15与出水主管16之间设置有竖向设置的进水支管18和出水支管19，每列第二换热管17侧端部对应设置一根所述的进水支管18和一根所述的出水支管19，所述各进水支管18的一端与所述进水主管15固定且连通，所述进水支管18的另一端与所述出水主管16固定但不连通，所述出水支管19的一端与所述出水主管16固定且连通，所述出水支管19的另一端与所述进水主管15固定但不连通，所述各第二换热管17的进水口与进水支管18连通，所述各第二换热管17的出水口与出水支管19连通，所述各第二换热管17呈迂回弯曲状，所述第二换热管17的外壁上分布设置有翅片。本实施例中通过增设烟气外回流管路，能够将一部分排气返回到燃烧器5的送气系统中，从而降低了混合气中的氧浓度，起热量吸收体的作用，不致使炉胆2内燃烧温度变得过高，从而进一步抑制热力型氮氧化物的生成，所述烟气外回流管路10上设置有检测烟气温度的温度传感器和用于带动烟气流动的吸烟风机以及控制烟气流量大小的电动控制阀，这样一来可实时根据要求对回流烟气的流量进行调节。此外通过设置本发明中的冷凝式节能器，在进水主管与出水主管之间设置多个进水支管和多个出水支管，并在进水支管与出水支管之间以并联的方式连接多个换热管对进水进行合理分流，从而适用于大流量进水的锅炉，此外，通过采用本发明中的方式布置换热管，结构紧凑合理，冷凝器壳体内部空间浪费少，与现有技术中相比，换热管的数量更多，能进一步提高热量的回收利用率，从而提高换热效率，经实践具有很好的使用效果。

本实施例中，所述炉胆2的侧周壁为波纹管状结构，通过采用这种结构能够增加炉胆2的外壁表面积，进而增加了换热面积使得换热效率得以提高。

上述技术方案中，所述第一换热管3分成两组，两组第一换热管3设于所述炉胆2相对两侧，每组第一换热管3包括有多根第一换热管3。

在上述实施例的基础上，为了增强锅炉外壳的强度，所述筒状壳体1内两端上部设有加强结构，所述加强结构包括连接所述筒状壳体1的后端板11与圆周壁的第一加强杆8和连接所述筒状壳体1的前端板12与圆周壁的第二加强杆9，多个第一加强杆8和多个第二加强杆9均沿筒状壳体1周向间隔设置。

上述技术方案中，所述各第二换热管17的长度方向沿水平布置，且与烟气通道中烟气流动方向垂直，烟气在流动时烟气中的热量与第二换热管17内的冷水发生热交换，对水进行预热。

本实施例中，N为5～7，M为4～6，作为优选，N为6，M为5。

本实施例中，所述各第二换热管17包括四根间隔设置的直管段，所述的四根直管段通过U形弯头175依序连接构成所述的第二换热管17，四根直管段分别为第一直管段171、第二直管段172、第三直管段173和第四直管段174，所述第一直管段171与所述第三直管段173处于第一水平面上，所述第二直管段172与所述第四直管段174处于所述第一水平面不同的第二水平面上，采用上述结构紧凑合理，且换热效果好。

上述技术方案中，所述方管状外壳14内部在所述第二换热管17的下方设有集水槽141，所述集水槽141的底部连通设置有排水管。采用上述结构，烟气冷凝遇到的冷凝水在集水槽内汇集并及时由排水管排出。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低氮节能型热水锅炉，包括横向设置的筒状壳体、炉胆、第一换热管和烟气回转室以及燃烧器，所述炉胆的轴线方向及所述第一换热管的轴线方向平行，且均与所述筒状壳体的轴线方向同向，所述烟气回转室连通设置在所述炉胆的后端，所述燃烧器设置在所述筒状壳体前端外部，所述燃烧器的火焰喷管伸至所述炉胆内，且所述火焰喷管与所述炉胆同轴线设置，所述第一换热管与所述烟气回转室连通；其特征在于：还包括烟气外回流管路，其一端连通烟气排放管道，另一端连通所述燃烧器的送气系统，在所述烟气外回流管路上设置有检测烟气温度的温度传感器、用于加速烟气流动的吸烟风机以及用于控制烟气流量大小的电动控制阀；在所述烟气排放管道上还串接有冷凝式节能器，冷凝式节能器包括具有烟气通道的方管状外壳、设置在所述方管状外壳外部与所述方管状外壳同向设置的进水主管和出水主管、以及固定在所述方管状外壳内的多个第二换热管，所述进水主管与出水主管设于所述方管状外壳的同侧且一上一下平行设置，所述的多个第二换热管按照行数为N、列数为M的矩形阵列排布，N与M均大于等于2，在所述进水主管与出水主管之间设置有竖向设置的进水支管和出水支管，每列第二换热管侧端部对应设置一根所述的进水支管和一根所述的出水支管，所述各进水支管的一端与所述进水主管固定且连通，所述进水支管的另一端与所述出水主管固定但不连通，所述出水支管的一端与所述出水主管固定且连通，所述出水支管的另一端与所述进水主管固定但不连通，所述各第二换热管的进水口与进水支管连通，所述各第二换热管的出水口与出水支管连通，所述各第二换热管呈迂回弯曲状，所述第二换热管的外壁上分布设置有翅片。

2.根据权利要求1所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，所述炉胆的侧周壁为波纹管状结构。

3.根据权利要求1或2所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，所述第一换热管分成两组，两组第一换热管设于所述炉胆相对两侧，每组第一换热管包括有多根第一换热管。

4.根据权利要求1或2所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，所述筒状壳体内两端上部设有加强结构，所述加强结构包括连接所述筒状壳体的后端板与圆周壁的第一加强杆和连接所述筒状壳体的前端板与圆周壁的第二加强杆，多个第一加强杆和多个第二加强杆均沿筒状壳体周向间隔设置。

5.根据权利要求1所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，所述各第二换热管的长度方向沿水平布置，且与烟气通道中烟气流动方向垂直。

6.根据权利要求1所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，N为5～7，M为4～6。

7.根据权利要求1所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，所述各第二换热管包括四根间隔设置的直管段，所述的四根直管段通过U形弯头依序连接构成所述的第二换热管，四根直管段分别为第一直管段、第二直管段、第三直管段和第四直管段，所述第一直管段与所述第三直管段处于第一水平面上，所述第二直管段与所述第四直管段处于所述第一水平面不同的第二水平面上。

8.根据权利要求1所述的低氮节能型热水锅炉，其特征在于，所述方管状外壳内部在所述第二换热管的下方设有集水槽，所述集水槽的底部连通设置有排水管。