CN107795978B - 一种醇基燃料锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种醇基燃料锅炉，本发明的醇基燃料锅炉，包括锅炉外胆和锅炉内胆，所述的锅炉内胆设于锅炉外胆内；所述的锅炉内胆的侧壁II上设有烟气进口管和烟气出口管；所述的烟气进口管经过侧壁II后从锅炉外胆的侧壁I穿出，经过外胆侧壁上的烟箱，在烟箱中设置有热交换管I，热交换管I环绕在锅炉外胆外侧竖直设置，烟箱的热交换管I之间通过连接弯头连接，对锅炉补水加热；所述的锅炉内胆内均匀设有多组竖直的热交换管II，所述的热交换管II的两端分别从锅炉内胆上下两边的胆壁穿出，热交换管II的两端开口，分别与锅炉外胆连通。本发明解决常用立式锅炉装配燃烧机不方便的问题，增加受热面积，提高锅炉的热效率。

Description

一种醇基燃料锅炉

技术领域

本发明属于燃烧设备领域，具体涉及一种醇基燃料锅炉。

背景技术

我国的能源国情是“缺气、少油、多煤”，国内的燃煤锅炉占将近80%，由于燃煤锅炉的排放对环境污染严重，国家对燃煤锅炉已经开始整改，能够替代的能源为燃气、醇基燃料。醇基燃料容易完全分解燃烧，排放产物为水汽和二氧化碳，因此清洁醇基燃料作为替代燃煤、燃油、燃气锅炉在工业、民用（供暖、洗浴等）某些领域使用，对于实现社会的节能减排降碳排放的目标，有着重大意义。

常见的锅炉有立式和卧式两种，无论立式还是卧式锅炉一般都采用圆筒形，利于各处承压均匀，避免应力集中。普通卧式锅炉的设计优点是燃烧机布置方便，缺点是占地面积大，锅炉运行所用的水量多。普通立式锅炉常用有横水管结构和直烟管结构，立式锅炉具有以下优点：占地面积小，结构简单，设计、制造及施工安装较方便；但其缺点是不方便燃烧机布置，不方便设计热负荷较大的锅炉。同样长度和材料的钢管，翅片管可以比普通钢管增加6倍以上的受热面积。传统的燃料（如柴油、天然气）燃烧易结焦积碳的，无法使用翅片管的来增大受热面积。

醇基燃料锅炉的燃烧机大多数为雾化喷火式燃烧加热形式，与轻油燃烧机类似，经过多年的实际应用，燃烧机的控制及应用技术都已经很完善。醇基燃料的燃烧排放产物为水汽和二氧化碳，设计采用卧式燃烧结构的醇基燃料立式翅片水管锅炉，将实现利用较小的尺寸空间设计热负荷较大的锅炉，同时还具有“占地面积小，结构简单，设计、制造及施工安装较方便”的优点。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种醇基燃料锅炉，解决常用立式锅炉装配燃烧机不方便的问题，增加受热面积，提高锅炉的热效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的醇基燃料锅炉，包括锅炉外胆和锅炉内胆，所述的锅炉内胆设于锅炉外胆内；所述的锅炉内胆内设有烟气进口管，锅炉内胆的侧壁II上设有烟气出口管；所述的烟气进口管经过侧壁II后从锅炉外胆的侧壁I穿出，分别从左右进入烟箱，经过烟气集管排出；所述的烟气出口管经过侧壁II后从侧壁I穿出；所述的锅炉内胆内均匀设有多组竖直的热交换管II，所述的热交换管II的两端分别从锅炉内胆上下胆壁穿出，热交换管II的两端开口分别与锅炉外胆连通。

进一步，所述的醇基燃料锅炉为立式水管锅炉，燃烧烟气源的烟气沿水平方向从烟气进口管进入锅炉内胆内。

进一步，所述的锅炉内胆设于锅炉外胆内的下部，所述的锅炉外胆内装水，水面高于锅炉内胆的上沿；所述的锅炉外胆的侧壁I的内表面与锅炉内胆的侧壁II的外表面之间留有空隙，让锅炉外胆内的水通过。

进一步，所述的热交换管II为翅片管。

进一步，还包括套装在锅炉外胆外侧壁上的烟箱，所述的烟气出口管从侧壁II穿出后分别与左右侧的烟箱连通；所述的烟箱内沿圆周间隔均匀设置多组热交换管I，所述的热交换管I竖直设置，各组热交换管I之间通过连接弯头连接，补水进口集管与热交换管I的下部连通，热交换管I的补水出口与锅炉外胆连通。

进一步，所述的热交换管I为翅片管。

进一步，所述的锅炉内胆内设有水平的烟气管道，所述的烟气管道的进口端整体包裹住烟气进口管位于侧壁II上的端口，其出口端延伸至锅炉内胆另一端的侧壁II附近，出口端与其正对应的侧壁II之间留有空间I；所述的烟气管道外壁和侧壁II之间留有空间II，热交换管II竖直设于空间II内；所述的烟气管道的出口端与烟气出口管进口的位置错开。

进一步，所述的烟气管道的出口端设有收缩口，烟气管道内的左侧和右侧交错设有一个以上的导向板，所述的导向板垂直于烟气管道的烟气传输方向设置。

进一步，烟气出口管设有两组，分别位于所述的烟气管道的进口端外侧的左右两边。

进一步，所述的烟气管道的侧壁及导向板由圆钢管和连接板交错连接组成。

本发明的锅壳外胆外部及所有管路连接高温部位均敷设保温层。

为进一步提高节能效果，经过烟气集管排出的烟气进入节能器利用加热锅炉的补水。

本发明的工作原理如下：

醇基燃料在燃烧机中燃烧产生高温烟气经烟气进口管进入烟气管道，然后在烟气管道中经过导向板，形成S形线路走向，在烟气管道末端通过收缩口喷出，碰到锅炉内胆的侧壁II后，回弹然后进入烟气管道外壁和侧壁II的空间II，加热位于空间II内的热交换管II，热交换管II内的水收到加热，并不断与锅炉外胆内的水热交换，从而实现对整个锅炉外胆的水加热，进而产生蒸汽。热交换管II优选翅片管，高温烟气接触翅片面积较大，水在管中流动面积较小，能够进一步提升加热效率。高温烟气流过整个空间II后，经烟气出口管别进入锅炉外胆外侧的烟箱，然后在从集烟管排出，进入节能器对锅炉的补水进行加热。

补水进口集管通过烟箱内的热交换管I，能够向锅炉外胆内进行补水，补充进入的水，在热交换管I内与锅炉内胆流入烟箱内的烟气进行热交换，进行第一次加热，能够进一步节约能源，并提高热效率。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用了独特结构的锅炉内外胆设计，在锅炉内胆内竖直布置热交换管，高温烟气直接通入锅炉内胆之内，对热交换管进行加热，从而加热热交换管内的水，通过水的受热对流循环，进而实现整个锅炉外胆内的水的快速加热，提升加热效率并能有效节约能源。同时，本发明的内胆作为烟气流通管道的设计解决了现有技术中立式锅炉装配燃烧机不方便的问题。

2、本发明的热交换管I和热交换管II优选翅片管，高温烟气接触翅片面积较大，水在管中流动面积较小，能够进一步提升加热效率，可比普通钢管增加6倍以上的受热面积，实现普通锅炉1/3的体积，受热面积是普通锅炉的2倍；结合醇基燃料烟气的特性，克服了传统的燃料（如柴油、天然气）燃烧易结焦积碳，容易覆盖翅片管，影响加热效率等问题。

3、本发明锅炉内胆完全置于外胆内下部的水中，方便加热后的水从热交换管II顶部喷出，然后补水从锅炉外胆内的底部流入，迅速进行热交换，能够减少锅炉的运行水量，同时有效防止热量散失，提高锅炉的热效率。

4、本发明锅炉内胆通过独特设计的烟气管道结构，使得高温烟气从进口进入，然后到锅炉内胆侧壁II的另一端，经过侧壁II回弹进入烟气管道与锅炉内胆的侧壁之间形成的翅片管加热区，形成了烟气管道加热区和翅片管加热区，烟气管道加热区结构保证燃料燃烧高温区的密封性，保证燃料完全燃烧；翅片管加热区避开最高温区域，以及避免高温烟气直接冲击翅片管，大大增加了受热面积同时有利于保护翅片管的寿命。

5、本发明的烟气管道内设置导向板，通过导向板形成S型通道，有利于加长烟气排出的路程，保证燃料燃烧完全和高效加热。

附图说明

图1是本发明主视图；

图2是本发明俯视图；

图3为本发明E-E方向剖视图；

图4为本发明M-M方向剖视图；

图中各序号和名称如下：

1-锅炉外胆；2-锅炉内胆；3-燃烧烟气源；4-烟箱；5-烟气集管；6-节能器；

11-侧壁I；

21-侧壁II；22-烟气进口管；23-烟气出口管；24-热交换管II；25-烟气管道；26-收缩口；27-导向板；28-圆钢管；29-连接板；20-空间I；30-空间II；

41-热交换管I；42-补水进口集管；43-补水出口；44-连接弯头。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1-4所示，本发明的醇基燃料锅炉，包括锅炉外胆1和锅炉内胆2，所述的锅炉内胆2设于锅炉外胆1内；所述的锅炉内胆2内设有烟气进口管22，锅炉内胆2的侧壁II21上设有烟气出口管23；所述的烟气进口管22经过侧壁II21后从锅炉外胆1的侧壁I11穿出，分别从左右进入烟箱4，经过烟气集管5排出；所述的烟气出口管23经过侧壁II21后从侧壁I11穿出；所述的锅炉内胆2内均匀设有多组竖直的热交换管II24，所述的热交换管II24的两端分别从锅炉内胆2上下胆壁穿出，热交换管II24的两端开口分别与锅炉外胆1连通。所述的醇基燃料锅炉为立式水管锅炉，燃烧烟气源3的烟气沿水平方向从烟气进口管22进入锅炉内胆2内。所述的设于锅炉内胆2设于锅炉外胆1内的下部，所述的锅炉外胆1内装水，水面高于锅炉内胆2的上沿；所述的锅炉外胆1的侧壁I11的内表面与锅炉内胆2的侧壁II21的外表面之间留有空隙，让锅炉外胆内的水通过。所述的热交换管II24为翅片管。还包括套装在锅炉外胆1外侧壁上的烟箱4，所述的烟气出口管23从侧壁II11穿出后分别与左右侧的烟箱4连通；所述的烟箱4内沿圆周间隔均匀设置多组热交换管I41，所述的热交换管I41竖直设置，各组热交换管I41之间通过连接弯头44连接，补水进口集管42与热交换管I41的下部连通，热交换管I41的补水出口43与锅炉外胆1连通。所述的热交换管I41为翅片管。所述的锅炉内胆2内设有水平的烟气管道25，所述的烟气管道25的进口端整体包裹住烟气进口管22位于侧壁II21上的端口，其出口端延伸至锅炉内胆2另一端的侧壁II21附近，出口端与其正对应的侧壁II21之间留有空间I20；所述的烟气管道25外壁和侧壁II21之间留有空间II30，热交换管II24竖直设于空间II30内；所述的烟气管道25的出口端与烟气出口管23进口的位置错开。所述的烟气管道25的出口端设有收缩口26，烟气管道25内的左侧和右侧交错设有一个以上的导向板27，所述的导向板27垂直于烟气管道25的烟气传输方向设置。烟气出口管23设有两组，分别位于所述的烟气管道25的进口端外侧的左右两边。所述的烟气管道25的侧壁及导向板27由圆钢管28和连接板29交错连接组成。

本发明的工作过程如下：

醇基燃料燃烧烟气源3中燃烧产生高温烟气经烟气进口管22进入烟气管道25，然后在烟气管道25中经过导向板27，形成S形线路走向，在烟气管道25末端通过收缩口26喷出，碰到锅炉内胆2的侧壁II21后，回弹然后进入烟气管道25外壁和侧壁II21的空间II30，加热位于空间II30内的热交换管II24，热交换管II24内的水收到加热，并不断与锅炉外胆1内的水热交换，从而实现对整个锅炉外胆1的水加热，进而产生蒸汽。热交换管II24优选翅片管，高温烟气接触翅片面积较大，水在管中流动面积较小，能够进一步提升加热效率。高温烟气流过整个空间II30后，经烟气出口管23别进入锅炉外胆1外侧的烟箱4，然后在从集烟管5排出，进入节能器6对锅炉的补水进行加热。

补水进口集42管通过烟箱4内的热交换管I41，能够向锅炉外胆1内进行补水，补充进入的水，在热交换管I41内与锅炉内胆2流入烟箱4内的烟气进行热交换，进行第一次加热，能够进一步节约能源，并提高热效率。

Claims (7)

1.一种醇基燃料锅炉，包括锅炉外胆（1）和锅炉内胆（2），其特征在于：所述的锅炉内胆（2）设于锅炉外胆（1）内；所述的锅炉内胆（2）内设有烟气进口管（22），锅炉内胆（2）的侧壁II（21）上设有烟气出口管（23）；所述的烟气进口管（22）经过侧壁II（21）后从锅炉外胆（1）的侧壁I（11）穿出，分别从左右进入烟箱（4），经过烟气集管（5）排出；所述的烟气出口管（23）经过侧壁II（21）后从侧壁I（11）穿出；所述的锅炉内胆（2）内均匀设有多组竖直的热交换管II（24），所述的热交换管II（24）的两端分别从锅炉内胆（2）上下胆壁穿出，热交换管II（24）的两端开口分别与锅炉外胆（1）连通；

所述的锅炉内胆（2）内设有水平的烟气管道（25），所述的烟气管道（25）的进口端整体包裹住烟气进口管（22）位于侧壁II（21）上的端口，其出口端延伸至锅炉内胆（2）另一端的侧壁II（21）附近，出口端与其正对应的侧壁II（21）之间留有空间I（20）；所述的烟气管道（25）外壁和侧壁II（21）之间留有空间II（30），热交换管II（24）竖直设于空间II（30）内；所述的烟气管道（25）的出口端与烟气出口管（23）进口的位置错开；

所述的烟气管道（25）的出口端设有收缩口（26），烟气管道（25）内的左侧和右侧交错设有一个以上的导向板（27），所述的导向板（27）垂直于烟气管道（25）的烟气传输方向设置；烟气出口管（23）设有两组，分别位于所述的烟气管道（25）的进口端外侧的左右两边。

2.根据权利要求1所述的醇基燃料锅炉，其特征在于：所述的醇基燃料锅炉为立式水管锅炉，燃烧烟气源（3）的烟气沿水平方向从烟气进口管（22）进入锅炉内胆（2）内。

3.根据权利要求1所述的醇基燃料锅炉，其特征在于：所述的锅炉内胆（2）设于锅炉外胆（1）内的下部，所述的锅炉外胆（1）内装水，水面高于锅炉内胆（2）的上沿；所述锅炉外胆（1）的侧壁I（11）的内表面与锅炉内胆（2）的侧壁II（21）的外表面之间留有空隙，让锅炉外胆（1）内的水通过。

4.根据权利要求1所述的醇基燃料锅炉，其特征在于：所述的热交换管II（24）为翅片管。

5.根据权利要求1所述的醇基燃料锅炉，其特征在于：还包括套装在锅炉外胆（1）外侧壁上的烟箱（4），所述的烟气出口管（23）从侧壁II（21）穿出后分别与左右侧的烟箱（4）连通；所述的烟箱（4）内沿圆周间隔均匀设置多组热交换管I（41），所述的热交换管I（41）竖直设置，各组热交换管I（41）之间通过连接弯头（44）连接，补水进口集管（42）与热交换管I（41）的下部连通，热交换管I（41）的补水出口（43）与锅炉外胆（1）连通。

6.根据权利要求5所述的醇基燃料锅炉，其特征在于：所述的热交换管I（41）为翅片管。

7.根据权利要求1所述的醇基燃料锅炉，其特征在于：所述的烟气管道（25）的侧壁及导向板（27）由圆钢管（28）和连接板（29）交错连接组成。