CN111981455B - 一种强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法，包括水箱内设置浮子取水器，浮子取水器通过锅炉给水管道连接冷凝器，锅炉给水管道上串接锅炉给水泵，冷凝器通过送水管道连接缓冲液位控制罐，缓冲液位控制罐通过高温供水管道连接锅炉本体的进水口，高温供水管道上串接高温循环泵，锅炉本体的进水口连通燃烧器盘和炉膛方形盘管，炉膛方形盘管连接尾部汇总集箱，尾部汇总集箱连接翅片式下降管节能器，翅片式下降管节能器连接底部汇流集箱，底部汇流集箱连接炉膛沸腾上升管，炉膛沸腾上升管连接顶部汇总集箱，顶部汇总集箱的汽水混合出口通过汽水混合管道连接汽水分离器，汽水分离器的出液口通过回流管道连接缓冲液位控制罐。

Description

一种强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种锅炉，特别是一种强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法。

背景技术

水管锅炉，又称自然循环锅炉和强制循环锅炉。水管锅炉，就是燃料燃烧后产生的烟气在水管外流过，对水管内炉水或汽水混合物加热。基本结构是管片式框架结构的角管炉或多组盘管组成的强制循环水管锅炉等结构形式，将燃烧产生或烟气带来的热量经水管壁传给水。

现有的直流强制循环锅炉由于小负荷运行时管内流量不足，造成受热面水流分布不均或流速过低而使炉管受热面超温损坏的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种采用强制再循环方式，还采用低氮全预混燃烧方式，在小负荷运行时满足循环水量的强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种强制再循环水管蒸汽锅炉系统，包括水箱、冷凝器、缓冲液位控制罐、锅炉本体、汽水分离器和分汽缸，所述水箱内设置浮子取水器，所述浮子取水器通过锅炉给水管道连接所述冷凝器，所述锅炉给水管道上串接锅炉给水泵，所述冷凝器通过送水管道连接所述缓冲液位控制罐，所述缓冲液位控制罐通过高温供水管道连接所述锅炉本体的进水口，所述高温供水管道上串接高温循环泵，所述锅炉本体的进水口连通燃烧器盘和炉膛方形盘管，所述炉膛方形盘管连接尾部汇总集箱，所述尾部汇总集箱连接翅片式下降管节能器，所述翅片式下降管节能器连接底部汇流集箱，所述底部汇流集箱连接炉膛沸腾上升管，所述炉膛沸腾上升管连接顶部汇总集箱，所述顶部汇总集箱的汽水混合出口通过汽水混合管道连接所述汽水分离器，所述汽水分离器的出液口通过回流管道连接所述缓冲液位控制罐，所述汽水分离器的出汽口通过供汽管道连接所述分汽缸。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述炉膛方形盘管的进水口处设置节流孔板。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述冷凝器连接于所述锅炉本体的尾部。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述水箱的外壁上连通液位控制器一。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述水箱的底壁上连接排污管，所述排污管的末端汇入排污池。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述缓冲液位控制罐的外壁上连通液位控制器二。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述燃烧器盘采用低氮全预混燃烧盘。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统中，所述冷凝器采用烟管式尾部自清洁冷凝器。

强制再循环水管蒸汽锅炉系统的运作方法，包括以下步骤：

1)、启动锅炉给水泵提供动力，将水箱中的低温水由浮子取水器抽出流入冷凝器进行换热升温；

2)、高温水由冷凝器出来流进缓冲液位控制罐内，并与汽水分离器分离回流的炉水相混合；

3)、启动高温循环泵将混合水的一部分送入燃烧器盘加热后再进入炉膛方形盘管，混合水的另一部分通过节流孔板直接进入炉膛方形盘管；

4)、混合水由炉膛方形盘管汇流出来后进入尾部汇总集箱，从尾部汇总集箱再分配给翅片式下降管节能器，由翅片式下降管节能器汇流至底部汇流集箱，再从底部汇流集箱分流至炉膛沸腾上升管，而后从炉膛沸腾上升管出来的汽水混合物进入顶部汇总集箱，然后顶部汇总集箱的汽水混合物进入汽水分离器分离出蒸汽和炉水；

5)、分离出的炉水再次进入缓冲液位控制罐，参与下一次循环；

6)、分离出的蒸汽输送给分汽缸，进而分配给各个用汽点使用，完成系统加热循环。

本系统的循环倍率在大于1运行，在低负荷运行时，能够满足受热面最低流速的要求，避免传统的直流锅炉受热面水流出现分布不均和流速过低现象，严重时损坏水循环，而导致受热面受损现象发生。

在上述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统的运行方法中，采用变频控制，在小负荷运作时，降低频率，将流量控制在限定最低范围内运行。可用控制手段，对变频流量做安全保护，以保障锅炉安全低能耗运行。

与现有技术相比，本强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法具有以下优点：

循环泵采用变频技术一方面可节省循环泵能耗费用支出，另一方面可以使锅炉在低负荷运行时，满足水循环最低流速要求；该形式锅炉有别于直流锅炉，达到总体阻力低，可降低锅炉给水泵扬程选型，也就降低水泵能耗费用，并利用循环泵变频和全预混燃烧等控制方式扩大锅炉调节比，采用结构紧凑的卧式管片布置，适应市场用户的需求。

附图说明

图1是本强制再循环水管蒸汽锅炉系统的结构图。

图2是本强制再循环水管蒸汽锅炉系统中锅炉本体的内部结构图。

图中，1、水箱；2、液位控制器一；3、浮子取水器；4、锅炉给水泵；5、冷凝器；6、缓冲液位控制罐；7、液位控制器二；8、高温循环泵；9、燃烧器盘；10、炉膛方形盘管；11、尾部汇总集箱；12、翅片式下降管节能器；13、底部汇流集箱；14、炉膛沸腾上升管；15、顶部汇总集箱；16、汽水分离器；17、分汽缸。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本强制再循环水管蒸汽锅炉系统，包括水箱1、冷凝器5、缓冲液位控制罐6、锅炉本体、汽水分离器16和分汽缸17，水箱1内设置浮子取水器3，浮子取水器3通过锅炉给水管道连接冷凝器5，锅炉给水管道上串接锅炉给水泵4，冷凝器5通过送水管道连接缓冲液位控制罐6，缓冲液位控制罐6通过高温供水管道连接锅炉本体的进水口，高温供水管道上串接高温循环泵8，锅炉本体的进水口连通燃烧器盘9和炉膛方形盘管10，炉膛方形盘管10连接尾部汇总集箱11，尾部汇总集箱11连接翅片式下降管节能器12，翅片式下降管节能器12连接底部汇流集箱13，底部汇流集箱13连接炉膛沸腾上升管14，炉膛沸腾上升管14连接顶部汇总集箱15，顶部汇总集箱15的汽水混合出口通过汽水混合管道连接汽水分离器16，汽水分离器16的出液口通过回流管道连接缓冲液位控制罐6，汽水分离器16的出汽口通过供汽管道连接分汽缸17。

炉膛方形盘管10的进水口处设置节流孔板。

冷凝器5连接于锅炉本体的尾部。

水箱1的外壁上连通液位控制器一2。

水箱1的底壁上连接排污管，排污管的末端汇入排污池。

缓冲液位控制罐6的外壁上连通液位控制器二7。

燃烧器盘9采用低氮全预混燃烧盘。

冷凝器5采用烟管式尾部自清洁冷凝器5。

强制再循环水管蒸汽锅炉系统的运作方法，包括以下步骤：

1)、启动锅炉给水泵4提供动力，将水箱1中的低温水由浮子取水器3抽出流入冷凝器5进行换热升温；

2)、高温水由冷凝器5出来流进缓冲液位控制罐6内，并与汽水分离器16分离回流的炉水相混合；

3)、启动高温循环泵8将混合水的一部分送入燃烧器盘9加热后再进入炉膛方形盘管10，混合水的另一部分通过节流孔板直接进入炉膛方形盘管10；

4)、混合水由炉膛方形盘管10汇流出来后进入尾部汇总集箱11，从尾部汇总集箱11再分配给翅片式下降管节能器12，由翅片式下降管节能器12汇流至底部汇流集箱13，再从底部汇流集箱13分流至炉膛沸腾上升管14，而后从炉膛沸腾上升管14出来的汽水混合物进入顶部汇总集箱15，然后顶部汇总集箱15的汽水混合物进入汽水分离器16分离出蒸汽和炉水；

5)、分离出的炉水再次进入缓冲液位控制罐6，参与下一次循环；

6)、分离出的蒸汽输送给分汽缸17，进而分配给各个用汽点使用，完成系统加热循环。

本系统的循环倍率在大于1运行，在低负荷运行时，能够满足受热面最低流速的要求，避免传统的直流锅炉受热面水流出现分布不均和流速过低现象，严重时损坏水循环，而导致受热面受损现象发生。

采用变频控制，在小负荷运作时，降低频率，将流量控制在限定最低范围内运行。可用控制手段，对变频流量做安全保护，以保障锅炉安全低能耗运行。

与现有技术相比，本强制再循环水管蒸汽锅炉系统及其运行方法具有以下优点：

循环泵采用变频技术一方面可节省循环泵能耗费用支出，另一方面可以使锅炉在低负荷运行时，满足水循环最低流速要求；该形式锅炉有别于直流锅炉，达到总体阻力低，可降低锅炉给水泵4扬程选型，也就降低水泵能耗费用，并利用循环泵变频和全预混燃烧等控制方式扩大锅炉调节比，采用结构紧凑的卧式管片布置，适应市场用户的需求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了水箱1；液位控制器一2；浮子取水器3；锅炉给水泵4；冷凝器5；缓冲液位控制罐6；液位控制器二7；高温循环泵8；燃烧器盘9；炉膛方形盘管10；尾部汇总集箱11；翅片式下降管节能器12；底部汇流集箱13；炉膛沸腾上升管14；顶部汇总集箱15；汽水分离器16；分汽缸17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种强制再循环水管蒸汽锅炉系统，包括水箱、冷凝器、缓冲液位控制罐、锅炉本体、汽水分离器和分汽缸，其特征在于，所述水箱内设置浮子取水器，所述浮子取水器通过锅炉给水管道连接所述冷凝器，所述锅炉给水管道上串接锅炉给水泵，所述冷凝器通过送水管道连接所述缓冲液位控制罐，所述缓冲液位控制罐通过高温供水管道连接所述锅炉本体的进水口，所述高温供水管道上串接高温循环泵，所述锅炉本体的进水口连通燃烧器盘和炉膛方形盘管，所述炉膛方形盘管连接尾部汇总集箱，所述尾部汇总集箱连接翅片式下降管节能器，所述翅片式下降管节能器连接底部汇流集箱，所述底部汇流集箱连接炉膛沸腾上升管，所述炉膛沸腾上升管连接顶部汇总集箱，所述顶部汇总集箱的汽水混合出口通过汽水混合管道连接所述汽水分离器，所述汽水分离器的出液口通过回流管道连接所述缓冲液位控制罐，所述汽水分离器的出汽口通过供汽管道连接所述分汽缸。

2.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述炉膛方形盘管的进水口处设置节流孔板。

3.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述冷凝器连接于所述锅炉本体的尾部。

4.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述水箱的外壁上连通液位控制器一。

5.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述水箱的底壁上连接排污管，所述排污管的末端汇入排污池。

6.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述缓冲液位控制罐的外壁上连通液位控制器二。

7.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述燃烧器盘采用低氮全预混燃烧盘。

8.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述冷凝器采用烟管式尾部自清洁冷凝器。

9.根据权利要求1所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统的运作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、启动锅炉给水泵提供动力，将水箱中的低温水由浮子取水器抽出流入冷凝器进行换热升温；

2)、高温水由冷凝器出来流进缓冲液位控制罐内，并与汽水分离器分离回流的炉水相混合；

3)、启动高温循环泵将混合水的一部分送入燃烧器盘加热后再进入炉膛方形盘管，混合水的另一部分通过节流孔板直接进入炉膛方形盘管；

4)、混合水由炉膛方形盘管汇流出来后进入尾部汇总集箱，从尾部汇总集箱再分配给翅片式下降管节能器，由翅片式下降管节能器汇流至底部汇流集箱，再从底部汇流集箱分流至炉膛沸腾上升管，而后从炉膛沸腾上升管出来的汽水混合物进入顶部汇总集箱，然后顶部汇总集箱的汽水混合物进入汽水分离器分离出蒸汽和炉水；

5)、分离出的炉水再次进入缓冲液位控制罐，参与下一次循环；

6)、分离出的蒸汽输送给分汽缸，进而分配给各个用汽点使用，完成系统加热循环。

10.根据权利要求9所述的强制再循环水管蒸汽锅炉系统的运作方法，其特征在于，采用变频控制，在小负荷运作时，降低频率，将流量控制在限定最低范围内运行。

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