CN108332417B - 强制循环热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强制循环热水锅炉，其特征在于：由炉壁围成竖向布置的炉膛A和烟道B，炉膛A和烟道B由后炉壁隔离开来且炉膛A和烟道B经由后炉壁下方设置的炉膛出烟窗相互连通，在满足强制循环功能的前提下又具备简化而紧凑的结构，炉膛A和烟道B的体积几乎相当，在具体加工时，可以将锅炉大致按炉膛A和烟道B两个部份分来加工，然后再焊接并且最后的焊接量极少，这样就可以将基本加工完成且严格检测所有焊接部位质量的炉膛A和烟道B分别装运至安装现场，在现场实施最后焊接，可以避免超大形物件的运输难题，同时由于锅炉采用强制循环的方式，受热面等易损坏部件可以得到有效冷却，提高了锅炉的使用寿命。

Description

强制循环热水锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉，具体讲涉及角管式强制循环热水锅炉。

背景技术

为响应国家节能减排号召，供暖方式多采用集中供热的形式，热水锅炉的大型化势在必行。对于传统大型SZS热水锅炉(≥29MW)存在以下几个问题：多采用散件发货的形式，现场安装(焊接)工作量巨大，且由于受现场安装条件限制安装质量、检测设备不足，工期很难保证；锅炉对流受热面一般为自然循环，存在水循环不可靠的问题；锅炉配有两个锅筒导致水容积大、锅炉蓄热大、启动缓慢、负荷响应速度慢；占地面积普遍较大，导致初始投资大；由于锅筒和复杂的对流受热面导致锅炉钢耗量偏大；锅炉基础较复杂，土建成本高；

特别是对流区出现爆管，则需要更换整片受热面，维修不便；燃烧器前置，炉膛出烟口位于侧部，存在火焰偏流，锅炉温度场均匀度难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供强制循环热水锅炉，在提高热交换效率的前提下，减少设备占据的安装空间且有利于提高锅炉的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种强制循环热水锅炉，其特征在于：由炉壁围成竖向布置的炉膛A和烟道B，炉膛A和烟道B由后炉壁隔离开来且炉膛A和烟道B经由后炉壁下方设置的炉膛出烟窗相互连通，所述的炉壁为膜式壁，高温气流自炉膛A上部向下延伸由后炉壁下方的炉膛出烟窗流至烟道B内，再由烟道B内自下而上换热后排出；冷水源自烟道B的炉壁的下端引入，初步加热后的水自烟道B的炉壁的上端引出并自上而下引导至炉膛A的炉壁下端，之后再自下而上进一步加热后至炉膛A上端的热水出水集箱。

上述技术方案中，炉膛A和烟道B由后炉壁间隔开来即后炉壁既是构成炉膛A的炉壁，同时也是烟道B的围壁，在满足强制循环功能的前提下又具备简化而紧凑的结构，总体上来讲，炉膛A和烟道B的体积几乎相当，在具体加工时，可以将锅炉大致按炉膛A和烟道B两个部份分来加工，然后再焊接并且最后的焊接量极少，这样就可以将基本加工完成且严格检测所有焊接部位质量的炉膛A和烟道B分别装运至安装现场，在现场实施最后焊接，这样可以避免超大形物件的运输难题，同时由于锅炉采用强制循环的方式，受热面等易损坏部件可以得到有效冷却，提高了锅炉的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2、3分别是图1中A－A、B－B向剖视图；

图4是本发明立体结构示意图；

图5分别是炉膛、烟道分解状态的立体结构示意图；

图6是本发明水流流向示意图。

具体实施方式

参见附图，一种强制循环热水锅炉，由炉壁围成竖向布置的炉膛A和烟道B，炉膛A和烟道B由后炉壁10隔离开来且炉膛A和烟道B与后炉壁10下方设置的炉膛出烟窗11相互连通，所述的炉壁为膜式壁，高温气流自炉膛A上部向下延伸由后炉壁10下方的炉膛出烟窗11流至烟道B内，再由烟道B内自下而上换热后排出；冷水源自烟道B的炉壁的下端引入，初步加热后的水自烟道B的炉壁的上端引出并自上而下引导至炉膛A的炉壁下端，之后再自下而上进一步加热后至炉膛A上端的热水出水集箱20。

上述方案中，炉膛A和烟道B的通路方向都是竖向布置的，只是两者在下部实施连通，高温气流在炉膛A内自上而下流动并在炉膛A和烟道B下部连通处进入烟道B，然后再自下而上流动到烟道B上端后排出。高温烟气与模式壁内的水实施热交换，换热效率高，同时由于模式壁内的水也是采用强制循环方式流动的，首先在烟道B内初步加热而后再进一步加热，保证了模式壁受热面等易损坏部件可以得到有效冷却，即换热部件因冷热应力的影响而造成的焊接部位损伤现象得以有效避免或改善，提高了锅炉的使用寿命。

再者，炉膛A和烟道B各自的体积基本相当，在加工时可分别实施加工，预留集箱部分少量的焊接工作量，这样方便大型构件的运输、吊运，在锅炉使用安装现场再将两者的预留焊接位实施焊接即可，这样还有利保证部件预先焊接部位的质量免受损伤。

所述的炉膛A由相对布置的前炉壁30和后炉壁10及两者之间的侧炉壁40围合成竖向布置的腔室，后炉壁10的下方有后壁下集箱50，前炉壁30包括竖直布置的前壁部和下端斜向向下延伸并连通至后壁下集箱50的炉膛底壁32，后炉壁10上的模式连接面以下的水管间隔且弯折状相下延伸并连通到后壁下集箱50，所述的间隔且弯折状向下延伸的水管所在区域构成炉膛出烟窗11。

上述方案中，将前炉壁30的下部延伸布置构成炉膛底壁32，减少了管路的焊接工作量，又顺便构成了炉膛底壁32，保证了炉膛的完整性和传热效率；后炉壁10的中上段加工成模式壁，起到构成炉膛A和烟道B的隔离作用，并且在后炉壁10的模式壁面以下的水管保持彼此独立的间隔布置状态，由此自然构成连通窗口供高温烟气流通通过进入烟道B实施强制循环换热。上述后炉壁10既是炉膛A的构成要件也是烟道B的构成要件，这样减少了构造成本也减少了锅炉体积与重量。后炉壁10上的模式连接面以下的水管间隔且弯折状相下延伸布置既构成了炉膛出烟窗11，又使得高温烟气绕着水管通过，使得炉膛出烟窗11处的水管换热效率得到提高。

烟道B按以下优选方案构成，所述的后炉壁10与烟道后壁60彼此相对布置，后炉壁10与烟道后壁60及两者之间的侧烟壁70围成烟道B，后壁下集箱50的旁侧临近处布置烟道后壁下集箱62，烟道后壁60包括竖直布置的后壁部和下端斜向向下延伸并连通至烟道后壁下集箱62的烟道底壁61，冷水接通至进水集箱80，进水集箱80与烟道后壁下集箱62之间有进水连通管81连通。

作为烟道后壁60整体一部分的下端自然构成烟道底壁61，减少了焊接工作量又保证了烟道B的完整性，并且烟道底壁61与进水集箱80相连，冷水自此开始与高温烟气进行换热。

所述的前炉壁30和后炉壁10及两者之间的侧炉壁50构成的炉膛A的上端呈上小下大的收口形状且连通到热水出水集箱20，其中热水出水集箱20整体呈U管状，前炉壁30和后炉壁10分别与前炉壁上集箱31、后炉壁上集箱14连通后再连通热水出水集箱20的上侧集箱21a上，燃烧器110设置于炉膛A的收口状的炉膛口处。

上述方案有利于热水出水集箱20与前炉壁上集箱31、后炉壁上集箱14及上侧集箱21a的布置与连接，同时前炉壁30和后炉壁10的上段稍作弯折布置便构成了炉膛的炉口，有利于布置安装燃烧器110。所述的烟道B中设置有旗式换热单元63，旗式换热单元63是由迂回布置的换热管连通至烟道后壁60上构成的，旗式换热单元63在烟道的通路方向上至少设置一组，附图中示出的上下两个旗式换热单元63。设置旗式换热单元63可以充分利用烟道B的空间完成冷水的初步换热，提高热效率。

烟道后壁60的上端与烟道后壁上集箱64相连，烟道后壁上集箱64由下降管65自上而下连通到锅炉底部的下降汇集箱90，下降汇集箱90由下降连通管91连通到后壁下集箱50，下降汇集箱90由下侧集箱100连通至侧炉壁40的下端，侧炉壁40的上端与上侧集箱21连通。附图中只示出了一侧的侧炉壁40、侧烟壁70，与其相对侧的没有示出，这样可以展示锅炉整体和内部的基本结构。

由上述方案可以，冷水经由烟道后壁下集箱62进入烟道底壁61并沿烟道后壁60及旗式换热单元63继续上升到烟道后壁上集箱64，然后沿下降管65下降连通到下降汇集箱90，实现了自下而上及自上而下的强制循环换热，之后再进行自下而上的强制循环换热，进一步提高了热效率。下降汇集箱90中的热水分两路分别连通到下侧集箱100和后壁下集箱50，热水沿前炉壁30、后炉壁10及侧炉壁40强制上升进一步换热且温度满足要求后到达热水出水集箱20。

所述的下侧集箱100分为炉膛下侧集箱100a和烟道下侧集箱100b且两者连通式焊接连接，上侧集箱21分为炉膛上侧集箱21a和烟道上侧集箱21b且两者连通式焊接连接。上述方案就是下侧集箱100具体分段为炉膛下侧集箱100a和烟道下侧集箱100b进行下料，以便独立加工炉膛A、烟道B。同理，上侧集箱21分为炉膛上侧集箱21a和烟道上侧集箱21b，也是方便烟道B主要构件的连接，然后将炉膛A、烟道B两者之间的预留焊接部位施以焊接即可。

烟道后壁上集箱64的两端与对应侧的烟道上侧集箱21b非连通式固定连接。这样能够保证烟道后壁上集箱64的可靠固定且又使得其自身水流强制循环的独立性。

总的来说，本发明具有以下的技术效果，锅炉由于不存在锅筒，水容积小，锅炉蓄热少，启动和负荷响应迅速；锅炉为立式布置，占地面积少；基础简单，由于燃烧器顶置无需预埋风道等，土建成本少；锅炉采用旗式受热面，仅需更换损坏部分的受热面，检修维护方便；燃烧器顶置，炉膛温度场均匀，有利于保护炉膛。

Claims (4)

1.一种强制循环热水锅炉，其特征在于：由炉壁围成竖向布置的炉膛A和烟道B，炉膛A和烟道B由后炉壁（10）隔离开来且炉膛A和烟道B经由后炉壁（10）下方设置的炉膛出烟窗（11）相互连通，所述的炉壁为膜式壁，高温气流自炉膛A上部向下延伸由后炉壁（10）下方的炉膛出烟窗（11）流至烟道B内，再由烟道B内自下而上换热后排出；冷水源自烟道B的炉壁的下端引入，初步加热后的水自烟道B的炉壁的上端引出并自上而下引导至炉膛A的炉壁下端，之后再自下而上进一步加热后至炉膛A上端的热水出水集箱（20）；

后炉壁（10）上的模式连接面以下的水管间隔且弯折状相下延伸并连通到后壁下集箱（50），所述的间隔且弯折状向下延伸的水管所在区域构成炉膛出烟窗（11）；

所述的后炉壁（10）与烟道后壁（60）彼此相对布置，后炉壁（10）与烟道后壁（60）及两者之间的侧烟壁（70）围成烟道B，后壁下集箱（50）的旁侧临近处布置烟道后壁下集箱（62），烟道后壁（60）包括竖直布置的后壁部和下端斜向向下延伸并连通至烟道后壁下集箱（62）的烟道底壁（61），冷水接通至进水集箱（80），进水集箱（80）与烟道后壁下集箱（62）之间有进水连通管（81）连通；

前炉壁（30）和后炉壁（10）及两者之间的侧炉壁（40）构成的炉膛A的上端呈上小下大的收口形状且连通到热水出水集箱（20），其中热水出水集箱（20）整体呈U管状，前炉壁（30）和后炉壁（10）分别与前炉壁上集箱（31）、后炉壁上集箱（14）连通后再连通热水出水集箱（20）的上侧集箱（21a）上，燃烧器（110）设置于炉膛A的收口状的炉膛口处；

所述的烟道B中设置有旗式换热单元（63），旗式换热单元（63）是由迂回布置的换热管连通至烟道后壁（60）上构成，旗式换热单元（63）在烟道的通路方向上至少设置一组；

烟道后壁（60）的上端与烟道后壁上集箱（64）相连，烟道后壁上集箱（64）由下降管（65）自上而下连通到锅炉底部的下降汇集箱（90），下降汇集箱（90）由下降连通管（91）连通到后壁下集箱（50），下降汇集箱（90）由下侧集箱（100）连通至侧炉壁（40）的下端，侧炉壁（40）的上端与上侧集箱（21）连通；

接入进水集箱（80）的冷水依次经过进水连通管（81）、烟道后壁下集箱（62）、含旗式换热单元（63）的烟道后壁（60）自下而上被首次强制加热后抵达烟道后壁上集箱（64），烟道后壁上集箱（64）中被首次强制加热的水沿下降管（65）抵达下降汇集箱（90）；下降汇集箱（90）中的被首次强制加热的水分为两路，一路抵达下侧集箱（100），一路抵达后壁下集箱（50）；抵达下侧集箱（100）中的被首次强制加热的水沿侧炉壁（40）、侧烟壁（70）自下而上被再次强制加热后抵达上侧集箱（21），抵达后壁下集箱（50）中的被首次强制加热的水沿前炉壁（30）和后炉壁（10）自下而上被再次强制加热后抵达前炉壁上集箱（31）、后炉壁上集箱（14），前炉壁上集箱（31）、后炉壁上集箱（14）中的被再次强制加热的水汇集于上侧集箱（21）后汇集于热水出水集箱（20）。

2.根据权利要求1所述的强制循环热水锅炉，其特征在于：所述的炉膛A由相对布置的前炉壁（30）和后炉壁（10）及两者之间的侧炉壁（40）围合成竖向布置的腔室，后炉壁（10）的下方有后壁下集箱（50），前炉壁（30）包括竖直布置的前壁部和下端斜向向下延伸并连通至后壁下集箱（50）的炉膛底壁（32）。

3.根据权利要求1所述的强制循环热水锅炉，其特征在于：所述的下侧集箱（100）分为炉膛下侧集箱（100a）和烟道下侧集箱（100b）且两者连通式焊接连接，上侧集箱（21）分为炉膛上侧集箱（21a）和烟道上侧集箱（21b）且两者连通式焊接连接。

4.根据权利要求1所述的强制循环热水锅炉，其特征在于：烟道后壁上集箱（64）的两端与对应侧的烟道上侧集箱（21b）非连通式固定连接。