CN112629012A - 一种大型水火直接换热式锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型水火直接换热式锅炉，属于锅炉设备技术领域，本发明主要解决现有水火直接换热锅炉存在的仅适用于制作较小规格吨位的技术问题。本发明的技术方案为：一种大型水火直接换热式锅炉，包括炉体、竖直设置的排烟管和设在炉体外侧的补水箱，所述炉体内腔下部设有储水箱，所述炉体顶面中部设有排烟口，所述炉体一侧侧壁下部设有出水口，所述炉体另一侧侧壁下部设有补水口和排污口，所述补水口通过补水管道与补水箱连通，所述补水管道上设有补水流量控制阀，所述大型水火直接换热式锅炉还包括若干燃烧机装置、水循环系统和控制装置。本发明具有结构设计合理、操作简便、换热效率高、安全实用等优点。

Description

一种大型水火直接换热式锅炉

技术领域

本发明属于锅炉设备技术领域，具体涉及的是一种大型水火直接换热式锅炉。

背景技术

传统锅炉通过金属管将水与高温火焰、烟气隔开，以热传导方式进行热交换，不但结构复杂，且其热交换效率完全取决于金属管材的导热系数及有效受热面积，而且还易产生水垢影响换热效率。为解决水垢对锅炉换热效率的影响、简化锅炉结构，采用浸没燃烧法的水火直接换热式锅炉应运而生，与传统锅炉相比，水火直接换热式锅炉的传热过程属于直接接触传热，具有能耗低、热效率高、设备简单等优点。

随着水火直接换热锅炉的研发，由于高效、节能、成本低、适用燃料范围广等优点，使其能够得到迅速推广，但是该锅炉受换热方式和燃烧喷火因素的限制，仅适用于制作较小规格吨位的锅炉。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种大型水火直接换热式锅炉，解决现有水火直接换热锅炉存在的仅适用于制作较小规格吨位的技术问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种大型水火直接换热式锅炉，包括炉体、竖直设置的排烟管和设在炉体外侧的补水箱，所述炉体内腔下部设有储水箱，所述炉体顶面中部设有排烟口，所述炉体一侧侧壁下部设有出水口，所述炉体另一侧侧壁下部设有补水口和排污口，所述补水口通过补水管道与补水箱连通，所述补水管道上设有补水流量控制阀，其中：所述大型水火直接换热式锅炉还包括若干燃烧机装置、水循环系统和控制装置；

所述炉体为圆柱体形筒体，所述排烟管下端由排烟口伸入炉体内，所述排烟管伸入炉体一端底部边缘与圆柱形炉体内腔侧壁之间圆周水平方向设有淋水板；所述淋水板、排烟管伸入炉体段外侧壁与炉体内腔上部内侧壁之间为喷淋水箱；所述排烟管内设有喷淋头；所述炉体内腔中部沿内壁螺旋方向设有喷淋管，所述喷淋管上设有若干喷头；

所述炉体内腔中部由上至下依次设置有第一淋水篦板、第二淋水篦板、第三淋水篦板和第四淋水篦板，所述第一淋水篦板、第二淋水篦板、第三淋水篦板和第四淋水篦板的直径尺寸均与炉体内腔直径尺寸一致；

所述第四淋水篦板下方、炉体侧壁中下部沿圆周方向设有若干燃烧机装置安装孔，所述炉体内腔侧壁上与燃烧机装置安装孔相对应位置处设有喷火防淋管，所述燃烧机装置设在燃烧机装置安装孔外侧，且所述燃烧机装置的喷火端由燃烧机装置安装孔伸入喷火防淋管内；

所述水循环系统包括高压循环水泵、交换器、四通接口和若干连接水管；所述出水口通过连接水管与高压循环水泵的进水口连接，所述高压循环水泵的出水口通过连接水管与交换器的循环水进口连通，所述交换器的循环水出口通过连接水管与四通接口的进口连通，所述四通接口的三个出口分别通过连接水管与喷淋头、喷淋水箱和喷淋管连通；

所述炉体内壁设有若干炉温检测探头；所述控制装置设在炉体外侧壁上部，所述控制装置上设有显示屏，所述控制装置与显示屏、高压循环水泵、补水流量控制阀、若干炉温检测探头之间分别通过电气连接。

进一步，所述炉体侧壁和炉体底部由内至外依次包括不锈钢钢板内层、保温层、碳钢钢板层和彩钢板表层，所述不锈钢钢板内层厚度为7～10mm，所述保温层厚度为5～10cm，碳钢钢板层厚度为5～10mm，所述彩钢板表层厚度为2～3mm。

进一步，所述第一淋水篦板上设有外环形通道，所述第二淋水篦板和第四淋水篦板中部均设有圆形通孔，所述第三淋水篦板上设有内环形通道；所述外环形通道的外径小于炉体内腔直径尺寸，所述外环形通道的内径等于内环形通道的外径尺寸，所述内环形通道的内径等于圆形通孔直径尺寸。

进一步，所述储水箱内设有水位监测器，所述水位监测器与控制装置电气连接。

进一步，所述炉体后侧侧壁中部设有检修口，所述检修口处装有检修门。

本发明采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1)本发明选用圆柱形炉体，突破了原水火直接换热锅炉通过加长加高来增加换热面积的固定思维，可根据实际需求调整炉体直径，为实现锅炉大型化发展创造了空间条件；

2)本发明可根据实际需求，在炉体圆周方向设置若干燃烧机装置同时进行工作，突破了原水火直接换热锅炉单纯靠增加燃烧机装置的功率大小来提高锅炉功率的传统方法，为实现锅炉大型化发展创造了动力条件；

3)本发明采用了纵向淋水(淋水板由上至下淋水)和横向喷水(螺旋设置的喷淋管横向喷水)的工艺相结合，使得炉体内腔中均匀布满水珠，避免了原水火直接换热锅炉仅通过淋水板淋水而存在的水火交融不完全的技术问题，为实现锅炉大型化发展创造了充分换热条件。

4)第四淋水篦板中部设置的圆形通孔，将喷火管喷出的火焰热量直接引入炉体中央，使得热量沿炉体中央自然上升并与落水交融，避免干烧炉壁，对炉壁造成直接影响；第一淋水篦板、第二淋水篦板、第三淋水篦板和第四淋水篦板对换热锅炉的通道进行了合理的设置，可有效避免出现热量集中对炉壁的冲击。

上述有益效果，使得水火换热锅炉的热源、水源、空间、换热各方面有机地结合起来，为传统水火直接换热锅炉向大型化发展创造了条件。与现有技术相比，本发明具有结构设计合理、操作简便、换热效率高、安全实用等优点。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的A-A剖面示意图；

图3为第一淋水篦板的结构示意图；

图4为第二淋水篦板和第四淋水篦板的结构示意图；

图5为第三淋水篦板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图5所示，一种大型水火直接换热式锅炉，包括炉体1、竖直设置的排烟管2和设在炉体1外侧的补水箱3，所述炉体1内腔下部设有储水箱4，所述炉体1顶面中部设有排烟口1-1，所述炉体1一侧侧壁下部设有出水口1-2，所述炉体1另一侧侧壁下部设有补水口1-3和排污口1-4，所述补水口1-2通过补水管道与补水箱3连通，所述补水管道上设有补水流量控制阀5，其中：所述大型水火直接换热式锅炉还包括若干燃烧机装置6、水循环系统和控制装置7；

所述炉体1为圆柱体形筒体，所述排烟管2下端由排烟口1-1伸入炉体1内，所述排烟管2伸入炉体1一端底部边缘与圆柱形炉体1内腔侧壁之间圆周水平方向设有淋水板8；所述淋水板8、排烟管2伸入炉体1段外侧壁与炉体1内腔上部内侧壁之间为喷淋水箱9；所述排烟管2内设有喷淋头10；所述炉体1内腔中部沿内壁螺旋方向设有喷淋管11，所述喷淋管11上设有若干喷头；

所述炉体1内腔中部由上至下依次设置有第一淋水篦板21、第二淋水篦板22、第三淋水篦板23和第四淋水篦板24，所述第一淋水篦板21、第二淋水篦板22、第三淋水篦板23和第四淋水篦板24的直径尺寸均与炉体1内腔直径尺寸一致；

所述第四淋水篦板24下方、炉体1侧壁中下部沿圆周方向设有若干燃烧机装置安装孔1-5，所述炉体1内腔侧壁上与燃烧机装置安装孔1-5相对应位置处设有喷火防淋管12，所述燃烧机装置6设在燃烧机装置安装孔1-5外侧，且所述燃烧机装置6的喷火端由燃烧机装置安装孔1-5伸入喷火防淋管12内；

所述水循环系统包括高压循环水泵13、交换器14、四通接口15和若干连接水管；所述出水口1-2通过连接水管与高压循环水泵13的进水口连接，所述高压循环水泵13的出水口通过连接水管与交换器14的循环水进口连通，所述交换器12的循环水出口通过连接水管与四通接口15的进口连通，所述四通接口15的三个出口分别通过连接水管与喷淋头10、喷淋水箱9和喷淋管11连通；

所述炉体1内壁设有若干炉温检测探头16；所述控制装置7设在炉体1外侧壁上部，所述控制装置7上设有显示屏，所述控制装置7与显示屏、高压循环水泵13、补水流量控制阀5、若干炉温检测探头16之间分别通过电气连接。

所述炉体1侧壁和炉体1底部由内至外依次包括不锈钢钢板内层17、保温层18、碳钢钢板层19和彩钢板表层20，所述不锈钢钢板内层17厚度为7～10mm，所述保温层18厚度为5～10cm，碳钢钢板层19厚度为5～10mm，所述彩钢板表层20厚度为2～3mm。

所述第一淋水篦板21上设有外环形通道25，所述第二淋水篦板22和第四淋水篦板24中部均设有圆形通孔26，所述第三淋水篦板23上设有内环形通道27；所述外环形通道25的外径小于炉体1内腔直径尺寸，所述外环形通道25的内径等于内环形通道27的外径尺寸，所述内环形通道27的内径等于圆形通孔26直径尺寸。

所述储水箱4内设有水位监测器28，所述水位监测器28与控制装置7电气连接。

所述炉体1后侧侧壁中部设有检修口29，所述检修口29处装有检修门。

本发明的工作过程及原理：

1)首先通过控制装置7启动补水流量控制阀5，由补水箱3向储水箱4中进水；

2)通过控制装置7启动高压循环水泵13，储水箱4中的水经循环泵13加压后流经交换器14和四通接头15，然后分别流向喷淋头10、喷淋水箱9和喷淋管11，喷淋头10由上向下纵向喷淋、喷淋水箱9的水由淋水板8向下纵向喷淋、喷淋管11呈螺旋方向由炉体1内壁向炉体中部横向喷淋，使得炉体1内腔中充满水雾；

3)启动燃烧机装置6，燃烧机装置6喷出的火焰由喷火防淋管12向炉体1中部喷出，高温火焰和热气由第四淋水篦板24中部的圆形通孔26穿过向上运行后，由第三淋水篦板23上的内环形通道27穿过向上运行，然后由第二淋水篦板22中部圆形通孔26穿过向上运行；最后由第一淋水篦板21上设置的外环形通道25穿过；运行过程中高温火焰和热气与炉体1中的水雾接触后实现热交换，热量随着烟气向上由运动，最后由排烟管2排出。。

若干炉温检测探头16可通过控制装置7实时传输炉体1内腔温度至显示屏，通过显示屏观察炉体温度，达到合适温度后关闭燃烧机装置6，随后通过控制装置7关闭高压循环水泵14。

水位监测器28可对储水箱4内的水位进行实时检测，当水位低于最低限位时，向控制装置7发送信号，并通过控制装置7启动补水流量控制阀5，由补水箱3向储水箱中4补水直至达到最高水位为止。

Claims (5)

1.一种大型水火直接换热式锅炉，包括炉体(1)、竖直设置的排烟管(2)和设在炉体(1)外侧的补水箱(3)，所述炉体(1)内腔下部设有储水箱(4)，所述炉体(1)顶面中部设有排烟口(1-1)，所述炉体(1)一侧侧壁下部设有出水口(1-2)，所述炉体(1)另一侧侧壁下部设有补水口(1-3)和排污口(1-4)，所述补水口(1-2)通过补水管道与补水箱(3)连通，所述补水管道上设有补水流量控制阀(5)，其特征在于：所述大型水火直接换热式锅炉还包括若干燃烧机装置(6)、水循环系统和控制装置(7)；

所述炉体(1)为圆柱体形筒体，所述排烟管(2)下端由排烟口(1-1)伸入炉体(1)内，所述排烟管(2)伸入炉体(1)一端底部边缘与圆柱形炉体(1)内腔侧壁之间圆周水平方向设有淋水板(8)；所述淋水板(8)、排烟管(2)伸入炉体(1)段外侧壁与炉体(1)内腔上部内侧壁之间为喷淋水箱(9)；所述排烟管(2)内设有喷淋头(10)；所述炉体(1)内腔中部沿内壁螺旋方向设有喷淋管(11)，所述喷淋管(11)上设有若干喷头；

所述炉体(1)内腔中部由上至下依次设置有第一淋水篦板(21)、第二淋水篦板(22)、第三淋水篦板(23)和第四淋水篦板(24)，所述第一淋水篦板(21)、第二淋水篦板(22)、第三淋水篦板(23)和第四淋水篦板(24)的直径尺寸均与炉体(1)内腔直径尺寸一致；

所述第四淋水篦板(24)下方、炉体(1)侧壁中下部沿圆周方向设有若干燃烧机装置安装孔(1-5)，所述炉体(1)内腔侧壁上与燃烧机装置安装孔(1-5)相对应位置处设有喷火防淋管(12)，所述燃烧机装置(6)设在燃烧机装置安装孔(1-5)外侧，且所述燃烧机装置(6)的喷火端由燃烧机装置安装孔(1-5)伸入喷火防淋管(12)内；

所述水循环系统包括高压循环水泵(13)、交换器(14)、四通接口(15)和若干连接水管；所述出水口(1-2)通过连接水管与高压循环水泵(13)的进水口连接，所述高压循环水泵(13)的出水口通过连接水管与交换器(14)的循环水进口连通，所述交换器(12)的循环水出口通过连接水管与四通接口(15)的进口连通，所述四通接口(15)的三个出口分别通过连接水管与喷淋头(10)、喷淋水箱(9)和喷淋管(11)连通；

所述炉体(1)内壁设有若干炉温检测探头(16)；所述控制装置(7)设在炉体(1)外侧壁上部，所述控制装置(7)上设有显示屏，所述控制装置(7)与显示屏、高压循环水泵(13)、补水流量控制阀(5)、若干炉温检测探头(16)之间分别通过电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型水火直接换热式锅炉，其特征在于：所述炉体(1)侧壁和炉体(1)底部由内至外依次包括不锈钢钢板内层(17)、保温层(18)、碳钢钢板层(19)和彩钢板表层(20)，所述不锈钢钢板内层(17)厚度为7～10mm，所述保温层(18)厚度为5～10cm，碳钢钢板层(19)厚度为5～10mm，所述彩钢板表层(20)厚度为2～3mm。

3.根据权利要求1所述的一种大型水火直接换热式锅炉，其特征在于：所述第一淋水篦板(21)上设有外环形通道(25)，所述第二淋水篦板(22)和第四淋水篦板(24)中部均设有圆形通孔(26)，所述第三淋水篦板(23)上设有内环形通道(27)；所述外环形通道(25)的外径小于炉体(1)内腔直径尺寸，所述外环形通道(25)的内径等于内环形通道(27)的外径尺寸，所述内环形通道(27)的内径等于圆形通孔(26)直径尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种大型水火直接换热式锅炉，其特征在于：所述储水箱(4)内设有水位监测器(28)，所述水位监测器(28)与控制装置(7)电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种大型水火直接换热式锅炉，其特征在于：所述炉体(1)后侧侧壁中部设有检修口(29)，所述检修口(29)处装有检修门。

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