CN117989516A - 一种燃煤熔盐卧式锅炉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤熔盐卧式锅炉系统，包括锅炉本体，所述锅炉本体的侧面上设置有燃烧器，所述锅炉本体内设置有耐火砖墙及若干换热管，各换热管均包括熔盐换热管及若干给水换热管，其中，各给水换热管位于熔盐换热管的外侧，耐火砖墙固定于锅炉本体的底部，耐火砖墙正对所述燃烧器，耐火砖墙位于燃烧器与换热管之间，耐火砖墙的上端与锅炉本体的顶部之间有间隙，该锅炉能够避免出现超温的问题，保证锅炉安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种卧式锅炉，具体涉及一种燃煤熔盐卧式锅炉系统。
背景技术
熔盐是由硝酸钾、亚硝酸钠及硝酸钠的混合物，熔盐锅炉以上述无机熔盐为热载体的特种锅炉，具有低压高温的工作特性，一般操作压力不高于1.0Mpa，燃料在燃烧系统内经燃烧产生高温烟气进入炉本体，通过辐射和对流为主要的传热方式与盘管内的熔盐进行换热，目前熔盐锅炉主要以燃煤为燃料，但是在使用过程中，由于燃煤所产生的热量较高，熔盐有安全运行温区限制，超过所述安全运行温区后容易出现分解，即经常会出现超温问题，从而影响整个锅炉安全稳定运行。
目前熔盐锅炉主要是以天然气和生物质为燃料，因为他们的燃烧温度比较低，以煤为燃料的熔盐锅炉市场上还没有开发。随着可再生能源的不断发展，以煤炭作为燃料的熔盐锅炉可以作为卡诺电池的能量来源之一，利用熔盐介质同时吸收化石燃料与新能源的能量，并在需要释热的时候一同放出。
然而由于煤炭燃烧温度较高，其烟气温度往往超过了熔盐运行温度的上限，因此，需要设计特殊构型来实现燃煤熔盐锅炉的安全运行；
另外，熔盐锅炉在运行过程中，一但熔盐管道发生破裂，往往会造成燃烧器以及换热管的报废；并且熔盐介质自身的换热系数较低，烟气侧通过热辐射与熔盐换热会导致换热时间过长，换热效率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤熔盐卧式锅炉系统，该锅炉能够避免出现超温的问题，保证锅炉安全稳定运行，且换热效率较高。
为达到上述目的，本发明公开了一种燃煤熔盐卧式锅炉系统，包括锅炉本体，所述锅炉本体的侧面上设置有燃烧器，所述锅炉本体内设置有耐火砖墙及若干换热管，各换热管均包括熔盐换热管及若干给水换热管，其中，各给水换热管位于熔盐换热管的外侧，耐火砖墙固定于锅炉本体的底部，耐火砖墙正对所述燃烧器，耐火砖墙位于燃烧器与换热管之间，耐火砖墙的上端与锅炉本体的顶部之间有间隙。
燃烧器位于锅炉本体的左侧，所述锅炉本体的右侧设置有出口集箱及进口集箱，所述进口集箱包括给水进口集箱及熔盐进口集箱，所述出口集箱包括蒸汽出口集箱及熔盐出口集箱，其中，所述熔盐进口集箱与所述熔盐换热管的入口相连通，所述熔盐换热管的出口与所述熔盐出口集箱相连通；给水进口集箱的出口与所述给水换热管的入口相连通，给水换热管的出口与所述蒸汽出口集箱的入口相连通。
所述锅炉本体的底部设置有排渣口。
所述排渣口位于锅炉本体的左侧。
所述锅炉本体的底部设置有烟气出口。
烟气出口位于锅炉本体的右侧。
还包括空预器及送风机，所述烟气出口与空预器的放热侧相连通，送风机的出口经空预器的吸热侧与燃烧器的入口相连通。
沿熔盐流通方向，所述熔盐换热管的横截面面积逐渐增大。
所述锅炉本体内设置有若干烟气挡板，其中，各烟气挡板依次交错固定于锅炉本体的顶部及底部，换热管穿过所述烟气挡板。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统在具体操作时，所述锅炉本体内设置有耐火砖墙及若干换热管，各换热管均包括熔盐换热管及若干给水换热管，其中，各给水换热管位于熔盐换热管的外侧，在工作时，高温烟气绕过耐火砖墙后向换热管所在区域移动，并在换热管所在区域内，先与给水换热管内的给水进行换热，再穿过相邻给水换热管之间的缝隙进入到熔盐换热管所在区域，与熔盐换热管内的熔盐进行换热，以避免出现超温的问题，保证锅炉安全稳定运行，同时换热效率较高。另外，耐火砖墙正对所述燃烧器，耐火砖墙位于燃烧器与换热管之间，可以避免火焰直喷换热管，防止换热管爆管，另外，当熔盐换热管由于腐蚀泄露时，耐火砖墙可以保护漏盐不喷淋到燃烧器上，避免由于熔盐泄露导致的燃烧器报废，安全性较高。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为本发明中换热管4的截面图。
其中，1为燃烧器、2为耐火砖墙、3为排渣口、4为换热管、5为烟气挡板、6为空预器、7为送风机、8为进口集箱、9为出口集箱。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1及图2，本发明所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统包括锅炉本体，所述锅炉本体内设置有耐火砖墙2及若干换热管4，换热管4包括熔盐换热管及若干给水换热管，其中，各给水换热管位于熔盐换热管的外侧。
所述锅炉本体的左侧设置有燃烧器1，所述锅炉本体的右侧设置有出口集箱9及进口集箱8，所述进口集箱8包括给水进口集箱及熔盐进口集箱，所述出口集箱9包括蒸汽出口集箱及熔盐出口集箱，其中，所述熔盐进口集箱与所述熔盐换热管的入口相连通，所述熔盐换热管的出口与所述熔盐出口集箱相连通；给水进口集箱的出口与所述给水换热管的入口相连通，给水换热管的出口与所述蒸汽出口集箱的入口相连通。
本实施例中，所述耐火砖墙2位于燃烧器1与换热管4之间。
本实施例中，所述锅炉本体的底部设置有排渣口3及烟气出口，其中，烟气出口位于锅炉本体的右侧，所述排渣口3位于锅炉本体的左侧。
本实施例中，所述烟气出口与空预器6的放热侧相连通，送风机7的出口经空预器6的吸热侧与燃烧器1的入口相连通。
本实施例中，沿熔盐流通方向，所述熔盐换热管的横截面面积逐渐增大。
本实施例中，所述锅炉本体内设置有若干烟气挡板5，其中，各烟气挡板5依次交错固定于锅炉本体的顶部及底部，换热管4穿过所述烟气挡板5。
本发明的工作原理为：
燃烧器1喷出的燃煤在锅炉本体内燃烧，以产生高温烟气及灰渣，其中，产生的灰渣经排渣口3排出，产生的高温烟气绕过耐火砖墙2后向换热管4所在区域移动，并在换热管4所在区域内，先与给水换热管内的给水进行换热，再穿过相邻给水换热管之间的缝隙进入到熔盐换热管所在区域，与熔盐换热管内的熔盐进行换热，换热管4所在区域内的烟气最终经烟气出口进入到空预器6中进行放热，送风机7输出的风经空预器6换热升温后进入到燃烧器1中。
熔盐进口集箱输出的熔盐经熔盐换热管换热升温后进入到熔盐出口集箱中，给水进口集箱输出的给水进入到给水换热管中换热升温，以形成蒸汽，然后进入到蒸汽出口集箱中。
本发明具有以下特点：
本发明中，燃烧器1位于锅炉本体的左侧；燃烧器1的出口处设置有耐火砖墙2，避免火焰直喷换热管4，防止换热管4爆管，另外，当熔盐换热管由于腐蚀泄露时，耐火砖墙2可以保护漏盐不喷淋到燃烧器1上，避免由于熔盐泄露导致的燃烧器1报废。
本发明中，由于熔盐材料加热后密度变化大，为此设计熔盐换热管为变管径，进口的管径细，出口的管径粗，进口到出口之间的管径变化呈线性变化。
本发明中由于熔盐有安全运行温区限制，超过温区容易分解，为此，在锅炉内部设置了水回路，水回路安排在了管束外侧，围绕一圈，熔盐换热管各给水换热管之间，烟气流动过程中先接触给水换热管，再与熔盐换热管内的熔盐换热，在实际操作时，可以利用流入水回路的给水流量调节进入熔盐换热管的烟气温度，保证熔盐换热管内的工质运行温度在安全范围内。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，包括锅炉本体，所述锅炉本体的侧面上设置有燃烧器(1)，所述锅炉本体内设置有耐火砖墙(2)及若干换热管(4)，各换热管(4)均包括熔盐换热管及若干给水换热管，其中，各给水换热管位于熔盐换热管的外侧，耐火砖墙(2)固定于锅炉本体的底部，耐火砖墙(2)正对所述燃烧器(1)，耐火砖墙(2)位于燃烧器(1)与换热管(4)之间，耐火砖墙(2)的上端与锅炉本体的顶部之间有间隙。
2.根据权利要求1所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，燃烧器(1)位于锅炉本体的左侧，所述锅炉本体的右侧设置有出口集箱(9)及进口集箱(8)，所述进口集箱(8)包括给水进口集箱及熔盐进口集箱，所述出口集箱(9)包括蒸汽出口集箱及熔盐出口集箱，其中，所述熔盐进口集箱与所述熔盐换热管的入口相连通，所述熔盐换热管的出口与所述熔盐出口集箱相连通；给水进口集箱的出口与所述给水换热管的入口相连通，给水换热管的出口与所述蒸汽出口集箱的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，所述锅炉本体的底部设置有排渣口(3)。
4.根据权利要求3所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，所述排渣口(3)位于锅炉本体的左侧。
5.根据权利要求1所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，所述锅炉本体的底部设置有烟气出口。
6.根据权利要求5所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，烟气出口位于锅炉本体的右侧。
7.根据权利要求6所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，还包括空预器(6)及送风机(7)，所述烟气出口与空预器(6)的放热侧相连通，送风机(7)的出口经空预器(6)的吸热侧与燃烧器(1)的入口相连通。
8.根据权利要求2所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，沿熔盐流通方向，所述熔盐换热管的横截面面积逐渐增大。
9.根据权利要求1所述的燃煤熔盐卧式锅炉系统，其特征在于，所述锅炉本体内设置有若干烟气挡板(5)，其中，各烟气挡板(5)依次交错固定于锅炉本体的顶部及底部，换热管(4)穿过所述烟气挡板(5)。
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