CN110017463A - 一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉，通过在前拱、后拱设一排出风套管，实现了对炉膛的二次通气，且出风套管能够通过风压大小调整第一出风孔大小，孔檐避免子管滑出，进一步促使飞入炉膛的轻质燃料燃烧；孔檐上设有第一导风片，使空气能分散到炉膛和燃烧室各个角落；通过在出风套管向下另外设有第一出风孔和孔檐，使前拱和后拱能朝下向炉排上方的燃烧室进行二次送风，与风室的原有竖直向上出风和风室从炉排两侧斜向上送风，三者联动实现燃烧室内近似球形的空气循环流动，将炉排内的燃料包裹在内充分燃烧。能为第一次燃烧提供最充足的氧气，使轻质的燃料在燃烧室就完成燃烧，减少进入炉膛的概率，使产生的灰渣直接落到炉排上或除渣坑中。

Description

一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉

技术领域

本发明属于蒸汽锅炉技术领域，特别是一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉。

背景技术

双锅筒纵置式水管锅炉(即SZL型组装锅炉)，有上下两个纵向布置的锅筒，锅筒布置在锅炉中心线上，上锅筒的前侧与两侧水冷壁管组成炉膛辐射受热面，后部与下锅筒之间由弯曲管子组成对流受热面，整个上下锅筒水冷壁，对流管束及炉墙护板等组成本体上部大件；下部为锅炉炉排大件。这两大件在现场进行组合,省煤器布置在本体后部，燃烧生成的高温烟气在炉膛吸收部分能量后，经冷却室进入对流受热面传热再经省煤器、除尘器、引风机将烟气送入烟囱排入大气。

目前现有的双锅筒纵置式水管锅炉，例如专利号为201120154215.0的专利“双锅筒纵置式链条炉排锅炉”，是由炉体、链条炉排、下锅筒和上锅筒构成，炉体内具有炉膛，炉膛内有前拱和后拱，炉膛的内壁有水冷壁，链条炉排设置在炉膛下方，炉膛顶部有上锅筒，炉膛的后上部连通有燃尽室，燃尽室内底部有下锅筒，燃尽室内从前至后设置有若干对流管束，炉体外后上部有与燃尽室连通的烟道出口。这种锅炉的燃料只是在炉膛内完成一次燃烧，燃烧不充分，能源利用率低。又例如专利号为201420583016.5的专利“双锅筒纵置式链条炉排锅炉”，其链条炉排通过其后端设置的一次风进口形成双侧尾部进风结构形式，在前拱和后拱形成的炉膛喉口处分别设置有二次风管，在凝渣管束、一级对流管束和二级对流管束分别布置有吹灰器和落灰管。

然而，上述这些双锅筒纵置式水管锅炉只是对一次风进口、二次风管的结构进行简单描述，而未就具体结构未作进一步设计，不同的进风方式会对燃料的燃烧程度产生显著不同的影响，因此，为了最大化的提升燃料在炉排上第一次燃烧，以及轻质小颗粒燃料在炉膛的燃烧程度，提升能源利用率，需要对相应的进风结构和吹灰集灰结构进行创造性设计。

发明内容

针对以上现有技术的不足，为了进一步提升燃料的燃尽程度，提高能源利用，本发明提供了一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉，具体通过以下技术实现。

一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉，包括炉膛、炉排、风室，所述炉排位于所述炉膛下方，若干所述风室位于所述炉排下方，所述炉排上方为燃烧室，所述燃烧室和炉膛之间设有前拱和后拱，所述炉膛内纵置有上锅筒和下锅筒，所述上锅筒和下锅筒之间向后依次设有凝渣管束、一级对流管束和二级对流管束，所述锅炉后部设有烟道出口，进风口位于在炉排后端，进风口通过管道直接与风室连接；所述风室的顶部设有导风板，所述导风板下方连有风扇，所述导风板上设有若干横截面与所述风扇相邻叶片间隙的形状相同的第一风道，所述风室在所述炉排的两侧分别凸出设有第二风道，所述第二风道的出风口斜向上朝向炉排中上方；所述前拱和后拱分别设置有二次风管，所述二次风管上设有一排出风套管，每个所述出风套管包括母管和套在母管上的子管，所述母管和子管的末端内部之间连接有弹簧，所述母管和子管的中部分别设有形状相同且朝向炉膛的第一出风孔和第二出风孔，所述第一出风孔靠近母管末端的一侧竖直设有孔檐，所述孔檐穿过所述第二出风孔后伸出；所述第一出风孔和第二出风孔刚好未重叠时，所述弹簧为自然伸直状态或被压缩状态。

上述密闭等压风室水管蒸汽锅炉，炉膛、炉排、风室、上锅筒、下锅筒、凝渣管束、一级对流管束、二级对流管束、烟道出口等具体结构，均沿用了现有技术。在进风口处设置一个空气压缩机或者气泵，将空气压入风室中为炉排上的燃料燃烧提供氧气。当空气从风室上方进入炉排时，风扇在风的吹动下开始转动，导风板上的第一风道随之与风扇的叶片产生重叠，且重叠的面积随着风扇的转动呈规律性的增加或缩小。这样设计的目的是能够调整吹入炉排的空气的流量和流速，利用吹入炉排的空气的流速和流量规律性变化波动，增加燃料表面的湍流效果，确保燃料充分燃烧，尽可能减少未燃尽的轻质燃料飘入炉膛中。风室在炉排两侧的第二封道，也在炉排侧面提供空气，提升燃烧程度。前拱和后拱的二次风管的出风套管，初始状态时第一出风孔和第二出风孔刚好未重叠，当出风套管中通入一定风压的空气后，在风压推力作用下，母管上的第一出风孔逐渐移动并和第二出风孔开始重叠，孔檐也随之逐渐移动，弹簧在重叠过程中逐渐被压缩。此时重叠面积越大，从中吹出的空气越多。直到弹簧的反弹力与风压推力刚好相等抵消时，重叠面积则不再变化，出风的风量和风速也变成固定值。当进入出风套管的空气风压大到一定程度时，第一出风孔和第二出风孔完全重叠，重叠面积最大，此时第一出风孔的孔檐刚好抵在第二出风孔的侧边起到限位作用，此时的弹簧也被压缩处于最大弹性形变状态。当再次减小风压至0时，母管在弹簧作用下慢慢回复到初始位置，此时孔檐刚好抵在第二出风孔的另一侧边再次起到限位作用。在出风套管出风过程中，也可以调节风压推力，从而调节出风套管中吹出的空气的量和流速。将第一出风孔和第二出风孔朝向炉膛，能够为炉膛内飘入的未燃尽的轻质燃料颗粒或可燃气体提供氧气。

优选地，所述孔檐上设有若干第一导风片，所述第一导风片垂直于所述孔檐和第二出风孔表面，所述第一导风片与所述子管表面有间隙。第一导风片的作用在于，使第一出风孔吹出的风被引导至特定的方向。

更优选地，所述孔檐为扇形结构，且所述第一导风片沿所述孔檐呈扇形排列。这样做的目的在于，使第一导风片呈扇形排布，经过第一出风孔吹出的风在第一导风片引导下，也成扇形吹出，增加送风覆盖面积，能够使炉膛内各角落得到空气。

更优选地，所述第一导风片的剖面为直角三角形，所述第一导风片的上部宽于下部，直角三角形的斜边朝向孔檐两侧。通过使直角三角形的斜边朝向孔檐两侧，能够引导从第一出风孔吹出的风逐渐向孔檐两侧散开，其目的同样是为了增加送风覆盖面积，能够使炉膛内各角落得到空气。

进一步优选地，每个所述出风套管还对称设有另一组所述第一出风孔、第二出风孔和孔檐，两组所述第一出风孔和第二出风孔分别朝向炉膛和燃烧室。对称设计的两组第一出风孔和第二出风孔，能够与风室主出风口，两侧的第二风道形成联动，通过空气将炉排及炉排上的燃料包裹在内，炉排表面空气呈立体球形地循环流动。使燃料最大限度燃烧。，同时，也设置了一层球形空气屏障，让轻质的燃料和挥发的可燃气体在球形空气屏障内充分燃烧，减少进入炉膛的未燃尽的燃料和挥发的可燃气体。

更进一步优选地，所述第二风道的出风口处设有第二导风片，所述第二导风片为星形且至少有3条棱，所述第二导风片的剖面为等腰三角形或等腰梯形，所述第二导风片的上部宽于下部。星形的第二导风片，可以是三棱形、四棱形(即十字形)、五棱形等形状，第二导风片的剖面设计也能够增加吹出的风的覆盖范围。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

1、本专利通过在前拱、后拱设一排出风套管，实现了对炉膛的二次通入空气，且出风套管能够通过风压大小控制子管和母管相对滑动程度，进而调整第一出风孔大小，孔檐避免子管滑出，进一步促使飞入炉膛的轻质燃料燃烧；

2、孔檐上设有第一导风片，使送出的空气能进一步分散到炉膛和燃烧室的各个角落，进一步保证所有燃料充分燃烧；

3、通过在出风套管向下另外设有第一出风孔和孔檐，使前拱和后拱还能朝下向炉排上方的燃烧室进行二次送风，利用风室的原有竖直向上出风、前后拱向下送风以及风室从炉排两侧斜向上送风，三者联动实现了燃烧室内空气近似球形的循环流动，将炉排内的燃料包裹在内充分燃烧。这样的设置方式第一能为第一次燃烧提供最充足的氧气，第二能使较为轻质的燃料在燃烧室就完成燃烧，减少进入炉膛的概率，第三能使产生的灰渣直接落到炉排上或除渣坑中。

附图说明

图1为实施例1提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的结构示意图；

图2为实施例1提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的风室侧视剖面图；

图3为实施例1提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的风室俯视图；

图4为实施例1提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的出风套管的剖视图；

图5为实施例2提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的出风套管的剖视图；

图6为实施例2提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的出风套管的俯视图；

图7为实施例2提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的第二风道的出风口处的透视图；

图8为实施例3提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的孔檐和第一导风片的侧视图；

图9为实施例4提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉的孔檐和第一导风片的侧视图；

图中：1、炉膛；2、炉排；3、风室；4、燃烧室；5、前拱；6、后拱；7、上锅筒；8、下锅筒；9、凝渣管束；10、一级对流管束；11、二级对流管束；12、烟道出口；13、进风口；14、导风板；15、风扇；16、第一风道；17、第二风道；18、二次风管；19、出风套管；20、母管；21、子管；22、弹簧；23、第一出风孔；24、第二出风孔；25、孔檐；26、第一导风片；27、第二导风片。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1～4所示，本实施例提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，包括炉膛1、炉排2、风室3，所述炉排2位于所述炉膛1下方，若干所述风室3位于所述炉排2下方，所述炉排2上方为燃烧室4，所述燃烧室4和炉膛1之间设有前拱5和后拱6，所述炉膛1内纵置有上锅筒7和下锅筒8，所述上锅筒7和下锅筒8之间向后依次设有凝渣管束9、一级对流管束10和二级对流管束11，所述锅炉后部设有烟道出口12，进风口13通过管道直接与风室3连接；所述风室3的顶部设有导风板14，所述导风板14下方连有风扇15，所述导风板14上设有若干横截面与所述风扇相邻叶片间隙的形状相同的第一风道16，所述风室3在所述炉排2的两侧分别凸出设有第二风道17，所述第二风道17的出风口斜向上朝向炉排2中上方；

所述前拱5和后拱6分别设置有二次风管18，所述二次风管18上设有一排出风套管19，每个所述出风套管19包括母管20和套在母管20上的子管21，所述母管20和子管21的末端内部之间连接有弹簧22，所述母管20和子管21的中部分别设有形状相同且朝向炉膛1的第一出风孔23和第二出风孔24，所述第一出风孔23靠近母管20末端的一侧竖直设有孔檐25，所述孔檐25穿过所述第二出风孔24后伸出；所述第一出风孔23和第二出风孔24刚好未重叠时，所述弹簧22为自然伸直状态或被压缩状态。

上述密闭等压风室水管蒸汽锅炉，在进风口处设置一个空气压缩机或者气泵，将空气压入风室中为炉排上的燃料燃烧提供氧气。当空气从风室上方进入炉排时，风扇在风的吹动下开始转动，导风板上的第一风道随之与风扇的叶片产生重叠，且重叠的面积随着风扇的转动呈规律性的增加或缩小。这样设计的目的是能够调整吹入炉排的空气的流量和流速，利用吹入炉排的空气的流速和流量规律性变化波动，增加燃料表面的湍流效果，确保燃料充分燃烧，尽可能减少未燃尽的轻质燃料飘入炉膛中。风室在炉排两侧的第二封道，也在炉排侧面提供空气，提升燃烧程度。前拱和后拱的二次风管的出风套管，初始状态时第一出风孔和第二出风孔刚好未重叠，当出风套管中通入一定风压的空气后，在风压推力作用下，母管上的第一出风孔逐渐移动并和第二出风孔开始重叠，孔檐也随之逐渐移动，弹簧在重叠过程中逐渐被压缩。此时重叠面积越大，从中吹出的空气越多。直到弹簧的反弹力与风压推力刚好相等抵消时，重叠面积则不再变化，出风的风量和风速也变成固定值。当进入出风套管的空气风压大到一定程度时，第一出风孔和第二出风孔完全重叠，重叠面积最大，此时第一出风孔的孔檐刚好抵在第二出风孔的侧边起到限位作用，此时的弹簧也被压缩处于最大弹性形变状态。当再次减小风压至0时，母管在弹簧作用下慢慢回复到初始位置，此时孔檐刚好抵在第二出风孔的另一侧边再次起到限位作用。在出风套管出风过程中，也可以调节风压推力，从而调节出风套管中吹出的空气的量和流速。将第一出风孔和第二出风孔朝向炉膛，能够为炉膛内飘入的未燃尽的轻质燃料颗粒或可燃气体提供氧气。

实施例2

如图5～7所示，本实施例提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，在实施例1的基础上，进行了如下优化：

1、所述孔檐25上设有若干第一导风片26，所述第一导风片26垂直于所述孔檐25和第二出风孔24表面，所述第一导风片26与所述子管21表面有间隙。第一导风片的作用在于，使第一出风孔吹出的风被引导至特定的方向；

2、每个所述出风套管19还对称设有另一组所述第一出风孔23、第二出风孔24和孔檐25，两组所述第一出风孔23和第二出风孔24分别朝向炉膛1和燃烧室4；

3、所述第二风道17的出风口处设有第二导风片27，所述第二导风片27为星形且有4条棱，所述第二导风片27的剖面为等腰三角形，所述第二导风片27的上部宽于下部。

实施例3

如图8所示，本实施例提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，在实施例2的基础上，将所述孔檐25设计为扇形结构，且所述第一导风片26沿所述孔檐25呈扇形排列。

实施例4

如图9所示，本实施例提供的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，在实施例1的基础上，将所述第一导风片26的剖面设计为直角三角形，所述第一导风片26的上部宽于下部，直角三角形的斜边朝向孔檐25两侧。

Claims (6)

1.一种密闭等压风室水管蒸汽锅炉，包括炉膛、炉排、风室，所述炉排位于所述炉膛下方，若干所述风室位于所述炉排下方，所述炉排上方为燃烧室，所述燃烧室和炉膛之间设有前拱和后拱，所述炉膛内纵置有上锅筒和下锅筒，所述上锅筒和下锅筒之间向后依次设有凝渣管束、一级对流管束和二级对流管束，所述锅炉后部设有烟道出口，进风口通过管道直接与风室连接；

其特征在于，所述风室的顶部设有导风板，所述导风板下方连有风扇，所述导风板上设有若干横截面与所述风扇相邻叶片间隙的形状相同的第一风道，所述风室在所述炉排的两侧分别凸出设有第二风道，所述第二风道的出风口斜向上朝向炉排中上方；

所述前拱和后拱分别设置有二次风管，所述二次风管上设有一排出风套管，每个所述出风套管包括母管和套在母管上的子管，所述母管和子管的末端内部之间连接有弹簧，所述母管和子管的中部分别设有形状相同且朝向炉膛的第一出风孔和第二出风孔，所述第一出风孔靠近母管末端的一侧竖直设有孔檐，所述孔檐穿过所述第二出风孔后伸出；所述第一出风孔和第二出风孔刚好未重叠时，所述弹簧为自然伸直状态或被压缩状态。

2.根据权利要求1所述的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，其特征在于，所述孔檐上设有若干第一导风片，所述第一导风片垂直于所述孔檐和第二出风孔表面，所述第一导风片与所述子管表面有间隙。

3.根据权利要求2所述的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，其特征在于，所述孔檐为扇形结构，且所述第一导风片沿所述孔檐呈扇形排列。

4.根据权利要求2所述的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，其特征在于，所述第一导风片的剖面为直角三角形，所述第一导风片的上部宽于下部，直角三角形的斜边朝向孔檐两侧。

5.根据权利要求1～4任一项所述的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，其特征在于，每个所述出风套管还对称设有另一组所述第一出风孔、第二出风孔和孔檐，两组所述第一出风孔和第二出风孔分别朝向炉膛和燃烧室。

6.根据权利要求5所述的密闭等压风室水管蒸汽锅炉，其特征在于，所述第二风道的出风口处设有第二导风片，所述第二导风片为星形且至少有3条棱，所述第二导风片的剖面为等腰三角形或等腰梯形，所述第二导风片的上部宽于下部。