CN117387050B - 一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，包括锅炉炉体,所述锅炉炉体内设有第一炉体、第二炉体、水管群，所述第一炉体底部设有上隔板，所述第二炉体顶部设有下隔板；所述水管群的外侧设有隔离带，所述水管群的顶端均穿过上隔板与所述第一炉体连通，所述水管群的底端均穿过下隔板与所述第二炉体连通；所述水管群一侧设有进气装置，所述进气装置用于将进气气体通向水管群；本发明第一炉体和第二炉体之间无需通过另外增设外筒体进行加强，极大的降低了锅炉钢耗量。

Description

一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉

技术领域

本发明涉及燃气锅炉技术领域，尤其涉及一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉。

背景技术

传统燃烧器燃烧火焰尺寸大，需要庞大的燃烧空间；传统锅炉采用常规的烟气对流传热，换热效率低，需要庞大的换热面积；传统锅炉体积庞大，结构繁琐，金属消耗量大。

发明内容

本发明目的是公开一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，取消了传统的中间部分外筒体，极大的降低了锅炉钢耗量。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，包括锅炉炉体,所述锅炉炉体内设有第一炉体、第二炉体、水管群，所述第一炉体底部设有上隔板，所述第二炉体顶部设有下隔板；

所述水管群的外侧设有隔离带，所述水管群的顶端均穿过上隔板与所述第一炉体连通，所述水管群的底端均穿过下隔板与所述第二炉体连通；所述水管群一侧设有进气装置，所述进气装置用于将进气气体通向水管群；

所述第一炉体与第二炉体之间连接有多个平行设置的钢板，多个所述钢板的顶端固定连接在第一炉体上，底端固定连接在第二炉体上。

可选的，所述隔离带用于隔热，所述隔离带采用耐火隔板或膜式壁；

所述第一炉体与第二炉体之间连接有多个平行设置的钢板，多个所述钢板的顶端固定连接在第一炉体上，底端固定连接在第二炉体上。

可选的，所述第一炉体内设有多个第一加强筋，所述第一加强筋包括第一横向区域、第一竖直区域，所述第一横向区域固定连接在上隔板顶面上，所述第一竖直区域固定连接在第一炉体内侧壁上，所述第一横向区域与第一竖直区域一体成型；

所述第二炉体内设有多个第二加强筋，所述第二加强筋包括第二横向区域、第二竖直区域，所述第二横向区域固定连接在下隔板底面上，所述第二竖直区域固定连接在第二炉体的内侧壁上。

可选的，所述第一加强筋、第二加强筋、钢板之间对应设置，所述钢板的横截面、第一横向区域面积及第二横向区域面积大小相同。

可选的，所述进气装置包括混合器、混合空腔、匀气孔板，所述混合器用于将空气及燃气预混后通入混合空腔内，所述混合空腔将通入的气体混合后通过匀气孔板经均匀布气后通向水冷管组；

所述混合器上设有第一进气阀、第二进气阀，所述第一进气阀用于控制空气通入所述混合器内，所述第二进气阀用于控制燃气通入所述混合器内；

所述匀气孔板远离混合空腔的一侧上设有水冷管组、阻火器，所述水冷管组由多个平行设置的水冷管组成，两个相邻所述水冷管之间设有阻火器。

可选的，所述阻火器包括多个金属波纹板，多个所述金属波纹板交错叠加，相邻所述金属波纹板之间的波纹形成多个相互独立的细小空腔通道，所述阻火器通过波纹板之间细小空腔通道将混合空腔与炉膛联通。

可选的，所述水管群包括第一水管群、第二水管群，所述第一水管群设置在接近进气装置位置处，所述第二水管群设置在第一水管群远离进气装置的一侧。

可选的，所述第一炉体的顶端设有蒸汽排气口，所述第一炉体侧面下部一侧设有进水管，所述进水管贯通第一炉体，所述第一炉体上还设有上检修人孔、安全阀、液位计管座、放气管；

所述第二炉体的底端设有排污口、排污器，所述排污口贯通第二炉体的炉壁与排污器连接，所述第二炉体上还设有下检修人孔。

可选的，所述第一炉体内还设有均气孔板，所述均气孔板轴向固定连接在第一炉体内侧壁上，所述蒸汽排气口、安全阀及放气管设置在均气孔板的上方。

可选的，所述第一水管群包括多个上下贯通且平行设置的小直径光管，所述第二水管群包括多个上下贯通且平行设置的螺旋翅片管群或大直径光管群或螺旋翅片管群和大直径光管群。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明锅炉本体取消庞大的炉膛及传统换热面，整体结构紧凑，占地小，金属钢耗低，锅炉本体的第一炉体及第二炉体内部分别设有独立的加强筋，强化筒体自身结构稳定性，第一炉体和第二炉体之间无需通过另外增设外筒体进行加强，锅炉钢耗量进一步降低；

2.本发明锅炉本体采用立式直水管群结构、自然循环方式，取消传统集箱、连接管道等繁琐结构，结构简单，紧凑，钢耗小。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明锅炉炉体的第一炉体加强筋布置示意图；

图3为本发明锅炉炉体的第二炉体加强筋布置示意图；

图4为图1的一个实施例的A-A截面示意图；

图5为图1的另一个实施例的A-A截面示意图；

图6为本发明锅炉炉体的一个实施例的剖视图；

图7为本发明锅炉炉体的一个实施例的剖视图；

图8为本发明的混合空腔及匀气孔板的侧视图；

图9为本发明中的螺旋翅片管的局部放大图；

图10为本发明中阻火器的结构示意图；

图11为本发明中第一加强筋主视图；

图12为本发明中第二加强筋主视图

图中标记示意为：1-锅炉炉体；11-第一炉体；12-第二炉体；13-水管群；14-隔离带；

111-上隔板；112-第一加强筋；113-蒸汽排气口；114-进水管；115-上检修人孔；116-安全阀；117-液位计管座；118-放气管；119-均气孔板；121-下隔板；122-第二加强筋；123-排污口；124-排污器；125-下检修人孔；131-第一水管群；132-第二水管群；1121-第一横向区域；1122-第一竖直区域；1221-第二横向区域；1222-第二竖直区域；

2-进气装置；21-混合器；22-混合空腔；23-匀气孔板；211-第一进气阀；212-第二进气阀；231-水冷管组；232-阻火器；2321-金属波纹板；2322-细小空腔通道；

3-钢板。

实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例

本实施例提供了一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，包括锅炉炉体1,所述锅炉炉体内设有第一炉体11、第二炉体12、水管群13，所述第一炉体11底部设有上隔板111，所述第二炉体12顶部设有下隔板121；

所述水管群13的外侧设有隔离带14，所述水管群13的顶端均穿过上隔板111与所述第一炉体11连通，所述水管群13的底端均穿过下隔板121与所述第二炉体12连通；所述水管群13一侧设有进气装置2，所述进气装置2用于将进气气体通向水管群13。

锅炉本体取消庞大的炉膛及传统换热面，整体结构紧凑，占地小，金属钢耗低，第一炉体11和第二炉体12之间无需通过另外增设外筒体进行加强，极大的降低了锅炉制作所需钢耗量。

本实施例的进一步实施方式，所述隔离带14用于隔热，所述隔离带14采用耐火隔板或膜式壁；

所述第一炉体11与第二炉体12之间连接有多个平行设置的钢板3，多个所述钢板3的顶端固定连接在第一炉体11上，底端固定连接在第二炉体12上。

本实施例的进一步实施方式，所述第一炉体11内设有多个第一加强筋112，所述第一加强筋112包括第一横向区域1121、第一竖直区域1122，所述第一横向区域1121固定连接在上隔板111顶面上，所述第一竖直区域1122固定连接在第一炉体11内侧壁上，所述第一横向区域1121与第一竖直区域1122一体成型；

所述第二炉体12内设有多个第二加强筋122，所述第二加强筋122包括第二横向区域1221、第二竖直区域1222，所述第二横向区域1221固定连接在下隔板121底面上，所述第二竖直区域1222固定连接在第二炉体12的内侧壁上。

本实施例的进一步实施方式，所述第一加强筋112、第二加强筋122、钢板3之间对应设置，所述钢板3的横截面、第一横向区域1121面积及第二横向区域1221面积大小相同。

可以在强化筒体自身结构稳定性达到最高性价比，节省钢耗量。

本实施例的进一步实施方式，所述进气装置2包括混合器21、混合空腔22、匀气孔板23，所述混合器21用于将空气及燃气预混后通入混合空腔22内，所述混合空腔22将通入的气体混合后通过匀气孔板23经均匀布气后通向水冷管组231处；

所述混合器21上设有第一进气阀211、第二进气阀212，所述第一进气阀211用于控制空气通入所述混合器21内，所述第二进气阀212用于控制燃气通入所述混合器21内；

所述匀气孔板23远离混合空腔22的一侧上设有水冷管组231、阻火器232，所述水冷管组231由多个平行设置的水冷管组成，两个相邻所述水冷管之间设有阻火器232。

本实施例的进一步实施方式，所述阻火器232包括多个金属波纹板2321，多个所述金属波纹板2321交错叠加，相邻所述金属波纹板2321之间的波纹形成多个相互独立的细小空腔通道2322，所述阻火器232通过波纹板2321之间细小空腔通道2322将混合空腔22与炉膛联通。

本实施例的进一步实施方式，所述水管群13包括第一水管群131、第二水管群132，所述第一水管群131设置在接近进气装置2位置处，所述第二水管群132设置在第一水管群131远离进气装置2的一侧。

本实施例的进一步实施方式，所述第一炉体11的顶端设有蒸汽排气口113，所述第一炉体11侧面下部一侧设有进水管114，所述进水管114通过贯通第一炉体11侧壁连接在第一炉体11上，所述第一炉体11上还设有上检修人孔115、安全阀116、液位计管座117、放气管118；

所述第二炉体12的底端设有排污口123、排污器124，所述排污口123贯通第二炉体12的炉壁与排污器124连接，所述第二炉体12上还设有下检修人孔125。

本实施例的进一步实施方式，所述第一炉体11内还设有均气孔板119，所述均气孔板119轴向固定连接在第一炉体11内侧壁上，所述蒸汽排气口113、安全阀116及放气管118设置在均气孔板119的上方。

本实施例的进一步实施方式，所述第一水管群131包括多个上下贯通且平行设置的小直径光管，所述第二水管群132包括多个上下贯通且平行设置的螺旋翅片管群或大直径光管群或螺旋翅片管群和大直径光管群。

本发明中，锅炉本体采用立式直水管群结构、自然循环方式，包括第一炉体11、中间管群即水管群13、第二炉体12三部分组成。

水管群13根据环境温度和功能的不同分为水冷管组、光管、螺旋翅片管和膜式壁组等，水管群13外部无需外筒体。

为适应锅炉系列化、大型化设计，锅炉中间管群可以设一组或多组水冷管组与对应的一个或多个进气装置2用于与燃烧器配合。

锅炉的进气装置2作为燃料分布与燃烧的装置，主要由混合空腔22、匀气孔板23、水冷管组231和阻火器232组成，混合空腔22采用钢板焊接，形成一个两端敞口、四周封闭的腔体，一侧连接混合器21，另一侧与水冷管组231连接；在混合空腔22内部靠近水冷管组231侧布置有匀气孔板23，匀气孔板23采用钢制薄板，并在钢板上均匀开设多个小孔用于均匀布风；水冷管组231由多个外方内圆直管组成，呈一字排布，在两个相邻管之间留有一定的间隙作为预混气的流通和燃烧通道，外方内圆管结构具体为外侧为方形管，内侧为圆管，将圆管套设在方形管内，其中圆管的长度大于方形管的长度，圆管在方形管的两端外侧位置处延伸出圆管形凸起，外侧设置为方形管使得水冷管组231在钢板上连接更加稳定；在水冷管组231的间隙内部布置有阻火器232，作为预混气的喷射和防止回火装置，阻火器232由多个波纹状钢制薄板叠加而成，进气装置2竖直布置在锅炉本体一侧。

锅炉本体采用立式结构，分为上、中、下三个部分，上部由第一炉体11侧壁、上隔板111通过焊接组成一个相对封闭的腔体，腔体内部设有水下孔板、均气孔板119等装置，第一炉体11侧壁设有给水、放气、安全阀、液位、主蒸汽等管座及上检修人孔115等附件，为强化上部结构的稳定在第一炉体11侧壁和上隔板111相应区域设有加强筋，加强筋可以是钢板制作亦可采用圆钢结构。

下部由第二炉体12侧壁、下隔板121通过焊接组成一个相对封闭的腔体，腔体内部设有排污装置，第二炉体12侧壁设有下检修人孔125、排污管座等附件，为强化下部结构的稳定在第二炉体12侧壁和下隔板121相应区域设有加强筋，加强筋可以是钢板制作亦可采用圆钢结构；在上隔板111和下隔板121之间设有直水管群，直水管群将上部腔体和下部腔体联通，直水管群包括水冷管组、膜式壁管、小直径光管、螺旋翅片管、大直径光管等组成，其排布方式如下：

1、膜式壁管由管子和钢板组成，钢板位于相邻两根直圆管之间通过焊接方式将彼此相邻的两管连接形成一面封闭的墙，膜式壁管布置于锅炉本体最外圈，将火焰和高温烟气隔离在锅炉本体内。

2、膜式壁管一侧与水冷管组连接作为预混气的入口和燃烧区域，另一侧作为烟气出口。

3、沿着烟气流动方向依次布置有小直径光管群、螺旋翅片管群和大直径光管。

本发明的锅炉本体采用立式直水管群结构、自然循环方式，包括第一炉体11、水管群13、第二炉体12三部分组成，取消传统集箱、连接管道等繁琐结构，结构简单，紧凑，钢耗小；

锅炉本体取消庞大的炉膛及传统换热面，整体结构紧凑，占地小，金属钢耗低；

锅炉本体的第一炉体11和第二炉体12内部分别设有独立的加强筋，强化筒体自身结构稳定性，第一炉体11和第二炉体12之间无需通过另外增设外筒体进行加强，锅炉钢耗量进一步降低；

锅炉本体取消传统意义上的下降管结构，在锅炉本体末端低温区域设置有足够截面积的大直径光管，接近进气装置2位置处的水管群13即第一水管群131，在锅炉工作状态中因为第一水管群131所处温度较高，第一水管群131内的水达到沸腾温度，第一水管群131内的水流为上升状态，远离进气装置2位置处的水管群13即第二水管群132因离进气装置2较远，在经过第一水管群131进行水冷处理后，第二水管群132所处的温度较低，第二水管群132内的水其水温不能达到沸腾温度，第二水管群132内的水流为下降状态，第一水管群131内的上升水流、第二水管群132内的下降水流与第一炉体11内的水和第二炉体12内的水可以依靠换热强度差实现锅炉水循环的自然循环效果，在确保锅炉安全运行的同时提高锅炉空间利用率；

锅炉中低温烟气段采用螺旋翅片管结构换热，锅炉结构紧凑，钢耗小，简单方便。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，包括锅炉炉体,其特征在于，所述锅炉炉体内设有第一炉体、第二炉体、水管群，所述第一炉体底部设有上隔板，所述第二炉体顶部设有下隔板；

所述水管群的外侧设有隔离带，所述水管群的顶端均穿过上隔板与所述第一炉体连通，所述水管群的底端均穿过下隔板与所述第二炉体连通；所述水管群一侧设有进气装置，所述进气装置用于将进气气体通向水管群；

其中，所述隔离带用于隔热，所述隔离带采用耐火隔板或膜式壁；

所述第一炉体与第二炉体之间连接有多个平行设置的钢板，多个所述钢板的顶端固定连接在第一炉体上，底端固定连接在第二炉体上；

所述第一炉体内设有多个第一加强筋，所述第一加强筋包括第一横向区域、第一竖直区域，所述第一横向区域固定连接在上隔板顶面上，所述第一竖直区域固定连接在第一炉体内侧壁上，所述第一横向区域与第一竖直区域一体成型；

所述第二炉体内设有多个第二加强筋，所述第二加强筋包括第二横向区域、第二竖直区域，所述第二横向区域固定连接在下隔板底面上，所述第二竖直区域固定连接在第二炉体的内侧壁上；

锅炉本体的第一炉体及第二炉体内部分别设有独立的加强筋，强化筒体自身结构稳定性，第一炉体和第二炉体之间无需通过另外增设外筒体进行加强。

2.根据权利要求1所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述第一加强筋、第二加强筋、钢板之间对应设置，所述钢板的横截面、第一横向区域面积及第二横向区域面积大小相同。

3.根据权利要求1所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述进气装置包括混合器、混合空腔、匀气孔板，所述混合器用于将空气及燃气预混后通入混合空腔内，所述混合空腔将通入的气体混合后通过匀气孔板经均匀布气后通向水冷管组；

所述混合器上设有第一进气阀、第二进气阀，所述第一进气阀用于控制空气通入所述混合器内，所述第二进气阀用于控制燃气通入所述混合器内；

所述匀气孔板远离混合空腔的一侧上设有水冷管组、阻火器，所述水冷管组由多个平行设置的水冷管组成，两个相邻所述水冷管之间设有阻火器。

4.根据权利要求3所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述阻火器包括多个金属波纹板，多个所述金属波纹板交错叠加，相邻所述金属波纹板之间的波纹形成多个相互独立的细小空腔通道，所述阻火器通过波纹板之间细小空腔通道将混合空腔与炉膛联通。

5.根据权利要求1所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述水管群包括第一水管群、第二水管群，所述第一水管群设置在接近进气装置位置处，所述第二水管群设置在第一水管群远离进气装置的一侧。

6.根据权利要求1所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述第一炉体的顶端设有蒸汽排气口，所述第一炉体侧面下部一侧设有进水管，所述进水管通过贯通第一炉体侧壁连接在第一炉体上，所述第一炉体上还设有上检修人孔、安全阀、液位计管座、放气管；

所述第二炉体的底端设有排污口、排污器，所述排污口贯通第二炉体的炉壁与排污器连接，所述第二炉体上还设有下检修人孔。

7.根据权利要求6所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述第一炉体内还设有均气孔板，所述均气孔板轴向固定连接在第一炉体内侧壁上，所述蒸汽排气口、安全阀及放气管设置在均气孔板的上方。

8.根据权利要求5所述的适用于水冷预混平面燃烧器的立式水管锅炉，其特征在于，所述第一水管群包括多个上下贯通且平行设置的小直径光管，所述第二水管群包括多个上下贯通且平行设置的螺旋翅片管群或大直径光管群或螺旋翅片管群和大直径光管群。