CN204006633U - 一种模块式对流受热面水火管锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模块式对流受热面水火管锅炉，包括锅筒、炉墙、炉拱、炉排、水冷壁、集箱、下降管、高温螺纹烟管筒和低温螺纹烟管筒；所述锅筒设置在顶部；所述炉墙、炉拱、炉排自上而下排布，并组成炉膛；所述水冷壁和锅筒、下降管组成炉膛水冷系统；所述锅筒、下降管、集箱、水冷壁依次连接；所述水冷壁分别和锅筒、集箱连接；所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒组成模块式对流受热面，两者通过一汇总管和锅筒连接；本锅炉采用自身支撑结构；高低温螺纹烟管筒内水的流动采用强制流动方式，炉膛水冷系统内水的流动采用混合循环方式。本实用新型水火管锅炉具有高度明显低、钢材消耗显著少，制造安装维护方便，安全可靠等诸多优点。

Description

一种模块式对流受热面水火管锅炉

【技术领域】

本实用新型涉及一种锅炉，具体涉及一种模块式对流受热面水火管锅炉，属于锅炉技术领域。

【背景技术】

我国数量最多的三种工业锅炉系列中，除水火管锅炉外，其它不管是水管锅炉还是内燃式锅炉，其基本型式与国际上流行的型式大同小异。目前仍占相当大比例的水火管锅炉，经过研究改善技术进一步完善，仍将是我国工业锅炉的主要型式之一。这种完全由国人自行开发的水火管锅炉，经过结构变革、技术完善，现已创新设计出第三代产品——模块式对流受热面水火管锅炉。

第一代水火管锅炉(1965年始创)的突出特点：外置炉膛便于燃煤、锅炉尺寸较小便于快装；但容量较小(一般≤10蒸吨)、对水质要求较严。现已被第二代取代。

第二代水火管锅炉——新型水火管锅壳锅炉(1983年始创)的突出特点：采用螺纹烟管使锅炉容量增大(但≤100蒸吨)，钢耗下降、锅炉高度较小、对水质的适应性较强。现正广泛应用。

第三代水火管锅炉——模块式对流受热面水火管锅炉(2010年始创)的突出特点：仅由炉膛(辐射受热面)与多个模块式(螺纹烟管筒)对流受热面组成，使容量大增(可达200蒸吨或更大)、压力不受限制、钢耗大幅度下降、制制造安装明显简易、大容量锅炉高度明显减小、对水质的适应性较强。

目前，常用水管锅炉的对流受热面有：排管式、蛇形管式与旗面管式。

采用这三类对流受热面锅炉的一个共同缺点是：锅炉高度皆明显偏大。其原因在于：这三类对流受热面结构都不够紧凑，同时，传热系数一般也较低[仅40～50W/(m2·℃)]，其后部一般还需要再布置温压较大的空气预热器(或省煤器)才能将排烟温度降至标准要求的程度(尽管大量煤种并不需要预热空气)；由于对流受热面较多，对流烟道一般皆向高处发展，炉膛高度也必然跟随增加(下宽上窄)，同时，钢耗也颇大。另外，这些对流受热面都需要炉墙包围，冷空气漏入量与散热损失也较大。这些对流受热面清理积灰都较困难，如不设置吹灰装置，出力与效率会必然逐渐下降。

锅炉对流受热面的吸热量大于辐射受热面，而且对流受热面的平均烟温远低于炉膛，则对流受热面的钢耗及制造安装成本必然明显大于辐射受热面；同时，传统对流受热面制造安装较烦，运行中磨损、积灰、低温腐蚀等问题较难解决。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种新型的模块式对流受热面水火管锅炉，以克服现有技术中的所述缺陷。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、高度低、钢材消耗少，安装维护方便，安全可靠的模块式对流受热面水火管锅炉，其克服了传统水管对流受热面等存在的问题与弊端。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种模块式对流受热面水火管锅炉，其包括锅筒、炉墙、炉拱、炉排、水冷壁、集箱、下降管、高温螺纹烟管筒以及低温螺纹烟管筒；其中，所述锅筒呈纵向设置在顶部；所述炉墙、炉拱、炉排自上而下排布，并组成炉膛；所述水冷壁设置在炉膛的四周，其和锅筒、锅筒、下降管组成炉膛水冷系统；所述锅筒、下降管、集箱、水冷壁依次连接；所述水冷壁分别和锅筒、集箱连接；所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒两者组成模块式对流受热面；所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒通过一汇总管和锅筒连接。

本实用新型的模块式对流受热面水火管锅炉进一步设置为：所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒构成模块式对流受热面支撑于一钢制支撑架上，其沿锅炉宽度方向左右对称布置，低温螺纹烟管筒高于高温螺纹烟管筒。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.锅炉高度比水管锅炉明显下降

由于螺纹烟管高效传热[传热系数达70-80W/(m²·℃)]，无需增补受热面即能将排烟温度降至标准要求的程度，使得锅炉结构紧凑，高度明显下降，约下降1/3，可明显节约锅炉房的基建投资。

2.钢材消耗显著减少

由于采用高效传热螺纹烟管、自身支撑结构、受热面分配合理、水流程合理等措施，使锅炉钢耗显著下降。模块式对流受热面水火管锅炉的钢耗比常规水管锅炉约下降30～40％，大大节省锅炉制造成本。

3.模块化组合、工厂化制造比重大，制造、安装、维护明显简便

锅炉仅由炉膛辐射受热面与较小直径较短螺纹烟管筒对流受热面两部分组成，结构简单、集成度高，单件最大重量减小，单元模块烟管筒全部在工厂制造，工艺简单；安装现场将单元模块烟管筒进行组合，安装工程量小且简便，施工周期短；易于维修维护。

4.安全可靠性充分保证

①锅炉的烟管筒直径较小且立置，则高温管板易于可靠绝热，高温烟管入口采用耐高温刚玉陶瓷套管，保护管口及高温管板的安全。

②立置烟管筒下部积垢区域较小，有利于排污；螺纹烟管筒的下部烟温不超过400℃，无需特殊保护。

③此型热水锅炉采用回水引射技术，不仅保证了正常运行时的安全水速，也具有停电自身保护功能。

④此型蒸汽锅炉的蒸汽湿度可以控制在＜1％的范围内(标准规定可允许4％)。

⑤利用高低温烟管筒的高度差，有效防止烟气短路。

5.积灰磨损的可能性减小

①螺纹烟管立置，不易积灰，大于50％负荷时有自清灰能力；如积灰，也较易清理。

②烟管双回程使各回程的烟气出入温度差值不很大，出入口烟气速度的差值也不很大，有利于防止入口磨损与出口积灰。

6.锅炉热效率有所提高

螺纹烟管筒的漏风量小于水管锅炉，排烟损失减小；螺纹烟管筒的筒外壁温较低，散热损失下降，使锅炉效率较高。

7.锅炉原始排尘浓度明显降低

由于炉膛粉尘重力分离与高低温烟管筒下部粉尘惯性分离效果显著，锅炉原始排尘浓度明显降低。

8.也适于燃烧生物质

这种结构锅炉对于燃烧挥发分较高与灰熔点较低的生物质燃料也适宜，因为炉膛空间较大，便于燃尽可燃气体，另外，烟管也易于清除灰渣。

9.也适于燃烧气体燃料

这种结构锅炉因为炉膛空间较大，便于燃烧可燃气体。

【附图说明】

图1是本实用新型的模块式对流受热面水火管锅炉第一实施方式(热水型)的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的侧视图。

图4是本实用新型的模块式对流受热面水火管锅炉第二实施方式(蒸汽型)的主视图。

图5是图4的俯视图。

图6是图4的侧视图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图3所示，其为本实用新型的一种模块式对流受热面水火管锅炉的第一实施方式，其具体为一种模块式对流受热面水火管热水锅炉，其由锅筒1、炉墙2、炉拱3、炉排4、水冷壁5、集箱6、下降管7、高温螺纹烟管筒8以及低温螺纹烟管筒9等几部分组成。

其中，所述锅筒2呈纵向设置在顶部，其用于储存热水。

所述炉墙2、炉拱3、炉排4自上而下排布，并组成炉膛10。

所述水冷壁5设置在炉膛10的四周，其和锅筒1、集箱6、下降管7组成炉膛水冷系统。所述锅筒1、下降管7、集箱6、水冷壁5依次连接；所述水冷壁5分别和锅筒1、集箱6连接，其为光管水冷壁或膜式水冷壁。

所述高温螺纹烟管筒8、低温螺纹烟管筒9组成模块式对流受热面。所述高温螺纹烟管筒8、低温螺纹烟管筒9通过一汇总管11和锅筒1连接。所述高温螺纹烟管筒8、低温螺纹烟管筒9筒构成模块式对流受热面支撑于一钢制支撑架12上，其沿锅炉宽度方向左右对称布置，低温螺纹烟管筒9高于高温螺纹烟管筒8，其可依据锅炉容量采用不同数量的螺纹烟管筒。所述高温螺纹烟管筒8、低温螺纹烟管筒9组成的模块式对流受热面为强制循环；炉膛水冷系统为混合循环，具有停电保护功能。

本实用新型的模块式对流受热面水火管热水锅炉无需专用钢架结构，采用自身支撑结构。

本实用新型的模块式对流受热面水火管热水锅炉的工作原理如下：锅炉燃料(煤、生物质等)在炉排4上燃烧产生的火焰及热烟气，在炉膛10内以辐射换热为主，向水冷壁5释放热能后从炉膛10出口进入模块式对流受热面的高温螺纹烟管筒8，以对流换热方式向其释放烟气热能后，经180°转弯后进入低温螺纹烟管筒9，以对流换热方式向其释放烟气热能后，从低温螺纹烟管筒9出口排出低温烟气。

热水锅炉总回水经管路分配，以并联方式分别进入模块式对流受热面的高温螺纹烟管筒8、低温螺纹烟管筒9，被模块式对流受热面以强制循环方式加热的回水，经汇集总管11进入锅筒1，回水及部分锅水混合进入下降管7，经集箱6分配各组水冷壁5，经水冷壁5进入锅筒2以后，从锅筒2上部供出额定参数的热水。

请参阅说明书附图4至附图6所示，其为本实用新型的一种模块式对流受热面水火管锅炉的第二实施方式，其具体为一种模块式对流受热面水火管蒸汽锅炉，其由锅筒1’、炉墙2’、炉拱3’、炉排4’、水冷壁5’、集箱6’、下降管7’、高温螺纹烟管筒8’以及低温螺纹烟管筒9’(省煤器)等几部分组成。

其中，所述锅筒2’呈纵向设置在顶部，其用于储存饱和蒸汽及热水并进行汽水分离。

所述炉墙2’、炉拱3’、炉排4’自上而下排布，并组成炉膛10’。

所述水冷壁5’设置在炉膛10’的四周，其和锅筒1’、集箱6’、下降管7’组成炉膛水冷系统。所述锅筒1’、下降管7’、集箱6’、水冷壁5’依次连接；所述水冷壁5’分别和锅筒1’、集箱6’连接，其为光管水冷壁或膜式水冷壁。

所述高温螺纹烟管筒8’、低温螺纹烟管筒9’两者组成模块式对流受热面。所述高温螺纹烟管筒8’通过一汇总管11’和锅筒1’连接、低温螺纹烟管筒9’的给水进入锅筒。所述高温螺纹烟管筒8’、低温螺纹烟管筒9’支撑于一钢制支撑架12’上，其沿锅炉宽度方向左右对称布置，其可依据锅炉容量采用不同数量的螺纹烟管筒。

本实用新型的模块式对流受热面水火管蒸汽锅炉的工作原理如下：锅炉燃料(煤、生物质等)在炉排4’上燃烧产生的火焰及热烟气.在炉膛10’内以辐射换热为主向水冷壁5’释放热能后，从炉膛10’出口进入模块式对流受热面的高温螺纹烟管筒8’，以对流换热方式向其释放烟气热能后，烟气经180°转弯后进入低温螺纹烟管筒9’，以对流换热方式向其释放烟气热能后，从低温螺纹烟管筒9’出口排出低温烟气。

蒸汽锅炉给水先进入模块式对流受热面的低温螺纹烟管筒9’，被模块式对流受热面以强制循环方式加热的给水进入锅筒2’，锅水进入各下降管7’，经炉膛10’的水冷壁5’及高温螺纹烟管筒8’，两组蒸发受热面被加热的水产生额定参数的蒸汽后进入锅筒2’，蒸汽在锅筒2’内部经汽水分离后从锅筒2’上部供出额定参数的蒸汽。

以上的具体实施方式仅为本创作的基本实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种模块式对流受热面水火管锅炉，其特征在于：包括锅筒、炉墙、炉拱、炉排、水冷壁、集箱、下降管、高温螺纹烟管筒以及低温螺纹烟管筒；其中，所述锅筒呈纵向设置在顶部；所述炉墙、炉拱、炉排自上而下排布，并组成炉膛；所述水冷壁设置在炉膛的四周，其和锅筒、下降管组成炉膛水冷系统；所述锅筒、下降管、集箱、水冷壁依次连接；所述水冷壁分别和锅筒、集箱连接；所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒两者组成模块式对流受热面；所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒通过一汇总管和锅筒连接。

2.如权利要求1所述的模块式对流受热面水火管锅炉，其特征在于：所述高温螺纹烟管筒、低温螺纹烟管筒构成模块式对流受热面支撑于一钢制支撑架上，其沿锅炉宽度方向左右对称布置，低温螺纹烟管筒高于高温螺纹烟管筒。