CN111928690A - 一种炉膛换热器及超低氮燃气热水锅炉 - Google Patents

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王善荣
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Abstract

本发明公开了一种炉膛换热器，包括热膨胀系数不相同的第一物体和第二物体，所述第一物体和第二物体之间通过第三物体焊接连接，所述第三物体的热膨胀系数介于第一物体和第二物体之间；还提供一种包括上述炉膛换热器的超低氮燃气热水锅炉。本发明不会引起热应力裂缝，从而防止热水泄漏，保证锅炉系统正常运行。

Description

一种炉膛换热器及超低氮燃气热水锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉领域，具体涉及一种炉膛换热器及超低氮燃气热水锅炉。
背景技术
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉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。
其中，燃气热水锅炉由于便捷度高、体积小、出水效率高等优点而被广泛运用；但是在实际使用过程中，由于燃烧的火焰温度较高，而停止燃烧后温度会逐渐下降，从而导致温度变换区间极大，又因炉体内换热组件之间存在材料不一致，最终在使用时出现焊接处因膨胀率不一致而导致破损的问题，如今还没有很好的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种炉膛换热器及超低氮燃气热水锅炉，能够在高换热区间内保持良好的焊接连接效果，不会引起热应力裂缝，从而防止热水泄漏，保证锅炉系统正常运行。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种炉膛换热器，包括热膨胀系数不相同的第一物体和第二物体，所述第一物体和第二物体之间通过第三物体焊接连接，所述第三物体的热膨胀系数介于第一物体和第二物体之间。
进一步的，所述第一物体为集箱，所述第二物体为炉膛辐射管，所述第三物体为连接段，所述集箱、连接段和炉膛辐射管依次焊接连接。
进一步的，所述炉膛辐射管两端均设置有集箱。
进一步的，所述炉膛辐射管表面轧制分布有一体成型的换热翅片。
一种超低氮燃气热水锅炉，包括上述任意一项所述的换热器。
进一步的，所述换热器设置在本体内，所述本体内从上至下设置有燃烧室，所述本体顶部设置有燃烧器，所述燃烧器朝向本体内部喷射火焰，所述本体一侧设置有烟囱，所述烟囱与燃烧室之间通过冷凝器连接，所述冷凝器的管道与换热器连接，所述换热器以燃烧器的燃烧火焰为中轴线环绕设置。
进一步的，还包括用于检测换热器内液体温度和压力的第一传感器、用于检测燃烧温度的第二传感器，通过第一传感器和第二传感器采集的参数实时监控，并存储采集参数中视为故障的运行数据，根据故障的运行数据进行维护维修。
进一步的，采集燃烧室内燃烧器的热输出曲线，通过热输出曲线调整燃烧器与动态热需求曲线贴近。
进一步的，所述燃烧室底部设置有倾斜的防烧板，所述防烧板表面朝向冷凝器设置，所述防烧板周边与燃烧室之间设置有热量通道。
本发明的有益效果：
以热膨胀系数为基础，采用加入过渡材料的方式，使得过渡材料能够吸收一定的热膨胀应力，从而解决热应力裂缝，极大的杜绝了漏水问题。
热水锅炉能够具有更长的使用寿命，提高产品质量。
附图说明
图1是本发明解决热应力的结构示意图；
图2是本发明换热器的具体结构示意图；
图3是本发明热水锅炉的正视截面结构示意图；
图4是本发明热水锅炉的俯视截面结构示意图；
图5是本发明具有防烧板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本发明的炉膛换热器的一实施例，包括热膨胀系数不相同的第一物体1和第二物体2，第一物体和第二物体之间通过第三物体3焊接连接，第三物体的热膨胀系数介于第一物体和第二物体之间。通过第三物体吸收一定的热膨胀应力，有效保护焊缝处的稳定性，从而解决热应力裂缝的问题。
参照图2所示，第一物体为集箱，第二物体为炉膛辐射管，第三物体为连接段，集箱、连接段和炉膛辐射管依次焊接连接并贯通设置。集箱和炉膛辐射管内均为中空结构，用于液体流动，炉膛辐射管为了能够更好地吸收热量，材质与集箱不一致，采用连接段串联焊接固定后，炉膛辐射管只与连接段发生热应力问题，集箱只与连接段发生热应力问题，而连接段与炉膛辐射管以及集箱的热膨胀系数相近，因此能够解决热应力裂缝导致漏水的问题；当然连接段数量可以为多段，多个连接段的热膨胀系数呈依次递减或者递增的关系。
炉膛辐射管两端均设置有集箱，形成多回程结构。炉膛辐射管表面轧制设置有一体成型的换热翅片4，有助于炉膛高温烟气与炉膛辐射管内侧给水的导热。
参照图3和图4所示，本申请还公开了一种超低氮燃气热水锅炉，包括上述的换热器5。换热器在使用过程中，不会因热胀冷缩导致焊缝开裂，有效保证使用寿命和品质。并且结构简单，焊接方便，成本低，易于推广。
其中，换热器设置在本体6内，本体内从上至下设置有燃烧室7，本体顶部设置有燃烧器8，燃烧器朝向本体内部喷射火焰81，换热器以燃烧器的燃烧火焰为中轴线环绕设置，避免高温火焰偏烧，燃烧器与本体采用螺栓连接，便于检修和维护；换热器在燃烧器产生的高温火焰区域外侧均匀布置有m根外径为d1的炉膛辐射管；该辐射管为翅片管，翅片管上等距分布有n片圆形薄片，即翅片，液体通过管内形成高速紊流，增加了几倍炉膛辐射换热面，加强炉膛部分辐射吸热，降低燃烧区域的火焰温度，从而降低氮氧化物排放，实现超低氮排放；本体一侧设置有烟囱9，烟囱用于排放烟气91进入大气，烟囱与燃烧室之间通过冷凝器10连接，冷凝器的管道一端设置为进水口111，另一端设置为供水口112，供水口与换热器连接，换热器上设置有出水口113，液体从进水口进入经过冷凝器换热后从供水口进入集箱内，集箱中的液体通过压力进入炉膛辐射管内，在快速换热后进入最终的集箱，即上部集箱，加热后的液体能够从出水口排出，达到加热效果；液体可以为水。
其中，燃烧器的火焰主要温度在燃烧室内释放，并被炉膛辐射管吸收换热，未被完全换热的烟气从冷凝器管道外部与冷凝器进行热交换，将热量交换至冷凝器管道内的液体中。本体上还包覆有环保型隔热材料62，保温同时确保筒体外表面温度合适，防止烫伤操作人员。
在一实施例中，还包括用于检测换热器内液体温度和压力的第一传感器、用于检测燃烧温度的第二传感器，通过第一传感器和第二传感器采集的参数实时监控，并存储采集参数中视为故障的运行数据，根据故障的运行数据进行维护维修，售后人员可以快速找出问题并解决问题。
在一实施例中，采集燃烧室内燃烧器的热输出曲线，通过热输出曲线调整燃烧器与动态热需求曲线贴近，减少无效输出，也达到节能超低排放效果。
参照图5所示，燃烧器的火焰正对朝向集箱表面进行燃烧，虽然具有很好的热量交换，但是对于集箱表面材质要求也极高，否则会出现较比其他部位燃烧更为严重的现象，易损坏，因此在燃烧室底部设置有倾斜的防烧板11，防烧板表面朝向冷凝器设置，防烧板周边与燃烧室之间设置有热量通道12，燃烧器的火焰冲击朝向防烧板，随后被防烧板引导朝向冷凝器，能够更为顺畅的将火焰热量导出，并且可以减少燃烧室内扰流的出现，燃烧更为稳定；火焰的温度能够通过热量通道与集箱热交换，因此还能够保证加热效果。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种炉膛换热器，其特征在于，包括热膨胀系数不相同的第一物体和第二物体，所述第一物体和第二物体之间通过第三物体焊接连接，所述第三物体的热膨胀系数介于第一物体和第二物体之间。
2.如权利要求1所述的炉膛换热器，其特征在于，所述第一物体为集箱，所述第二物体为炉膛辐射管，所述第三物体为连接段，所述集箱、连接段和炉膛辐射管依次焊接连接。
3.如权利要求2所述的炉膛换热器，其特征在于，所述炉膛辐射管两端均设置有集箱。
4.如权利要求3所述的炉膛换热器，其特征在于，所述炉膛辐射管表面轧制分布有一体成型的换热翅片。
5.一种超低氮燃气热水锅炉，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的换热器。
6.如权利要求5所述的超低氮燃气热水锅炉，其特征在于，所述换热器设置在本体内，所述本体内从上至下设置有燃烧室，所述本体顶部设置有燃烧器，所述燃烧器朝向本体内部喷射火焰，所述本体一侧设置有烟囱，所述烟囱与燃烧室之间通过冷凝器连接，所述冷凝器的管道与换热器连接，所述换热器以燃烧器的燃烧火焰为中轴线环绕设置。
7.如权利要求5所述的超低氮燃气热水锅炉，其特征在于，还包括用于检测换热器内液体温度和压力的第一传感器、用于检测燃烧温度的第二传感器，通过第一传感器和第二传感器采集的参数实时监控，并存储采集参数中视为故障的运行数据，根据故障的运行数据进行维护维修。
8.如权利要求5所述的超低氮燃气热水锅炉，其特征在于，采集燃烧室内燃烧器的热输出曲线，通过热输出曲线调整燃烧器与动态热需求曲线贴近。
9.如权利要求5所述的超低氮燃气热水锅炉，其特征在于，所述燃烧室底部设置有倾斜的防烧板，所述防烧板表面朝向冷凝器设置，所述防烧板周边与燃烧室之间设置有热量通道。
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