CN210107371U - 带有fgr烟气回流管道的蒸汽锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，包括锅炉本体、超低氮燃烧器、风机以及烟气循环管道，风机的出气端与超低氮燃烧器相连通，锅炉本体包括存水罐以及一端开口一端封闭的炉胆，炉胆的封闭端伸入到存水罐的内部，炉胆的开口端处设置有前烟箱，炉胆的封闭端通过若干烟管与前烟箱的内部相连通，烟管位于炉胆的外部，前烟箱的顶端设置有与前烟箱的内部相连通的排烟管道；烟气循环管道一端与排烟管道的内部相连通，另一端与风机的进风端相连通，烟气循环管道与排烟管道之间设置有烟气冷凝器。本实用新型具有对送入烟气循环管道内的烟气进行降温冷凝，使烟气中的水蒸气在送入烟气循环管道之前冷凝成冷凝水。

Description

带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其是涉及一种带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉。

背景技术

在燃油、燃气以及煤粉燃烧过程中，NOx的生成是燃烧反应的一部分。燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。大气中的NOx溶于水会形成硝酸雨，损害树木和农作物；NOx还易与人体和动物血液中的血色素结合，造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹，直接损害人体健康；此外NOx还容易引起光化学烟雾以及雾霾，严重影响环境和损害人类健康。

因此，环保法要求控制NOx排放日益严格。目前大气治理方法主要分为两类：一类是低NOx燃烧技术，控制在燃烧过程中NOx生成量；另一类是烟气处理技术，降低烟气中的NOx生成量。后一类方法虽然效果显著但价格昂贵，对于工业锅炉领域的普及不太现实。

烟气外循环（FGR）技术，将锅炉尾部约10%~30%的烟气（温度约170℃），经不锈钢烟气管道吸入到燃烧机进风口，混入助燃空气后进入炉膛。从而降低燃烧区域的温度，同时降低燃烧区域氧的浓度，最终降低热力型NOx的生成量。

烟气外循环低氮燃烧技术是控制锅炉氮氧化物的排放的有效措施之一。但是由于烟气外循环方式需要将部分烟气回流与冷空气混合，混合后的温度将大幅下降，从而产生冷凝。即使在回流烟气与冷空气混风器处及时排出冷凝水，但是由于混合后的助燃风湿度依然是饱和的，在进入燃烧器前的管道中仍然会发生再次冷凝。因此，可能造成主燃烧器和鼓风机内部潮湿、积水，甚至带来电器短路、腐蚀等严重后果。对主燃烧器和鼓风机的正常工作造成影响，缩短燃烧器使用寿命，甚至会损坏燃烧器。所以，解决烟气冷凝问题对烟气外循环低氮燃烧技术的发展十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其具有对送入烟气循环管道内的烟气进行降温冷凝，使烟气中的水蒸气在送入烟气循环管道之前冷凝成冷凝水。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，包括锅炉本体、超低氮燃烧器、风机以及烟气循环管道，风机的出气端与超低氮燃烧器相连通，从而为超低氮燃烧器提供燃料燃烧所需的空气，锅炉本体包括存水罐以及一端开口一端封闭的炉胆，炉胆的封闭端伸入到存水罐的内部，炉胆的开口端处设置有前烟箱，炉胆的封闭端通过若干烟管与前烟箱的内部相连通，烟管位于炉胆的外部，前烟箱的顶端设置有与前烟箱的内部相连通的排烟管道；烟气循环管道一端与排烟管道的内部相连通，另一端与风机的进风端相连通，烟气循环管道与风机的进风端之间设置有烟气冷凝器。

通过采用上述技术方案，通过烟气冷凝器对要进入到烟气循环管道内的烟气进行冷凝处理，使烟气中的水蒸气冷凝成冷凝水，从而避免烟气在进入到风机内部时，在与空气混合时因温度降低而产生冷凝水。

本实用新型进一步设置为：所述烟气冷凝器包括封闭的筒体，筒体的内部通过两块隔板形成排烟腔、冷却腔以及进烟腔，排烟腔、冷却腔以及进烟腔自上之下依次设置，冷却腔的内部设置有若干连通管，连通管的两端分别与排烟腔和冷却腔相连通，筒体的顶端设置有与排烟腔相连通的排气管，排气管与排烟管道的内部相连通，筒体的底部设置有进烟腔相连通的进气管，进气管与烟气循环管道相连通，筒体的底端设置有与进烟腔相连通的排液管，筒体的筒壁上设置有与冷却腔的内部相连通的补液管和出液管。

通过采用上述技术方案，烟气在通过连通管时，连通管内部的烟气与冷却腔内部的冷水之间进行热交换，从而使烟气中的水蒸气冷凝成水，并沿着连通管流道筒体的底端，最后通过排液管将冷凝水排出。

本实用新型进一步设置为：连通管呈螺旋状。

通过采用上述技术方案，延长烟气在流通管内的流通时间，从而使烟气中的水蒸气冷凝更完全。

本实用新型进一步设置为：所述炉胆为波形炉胆。

通过采用上述技术方案，波形炉胆具有换热性好的效果，且不易受热发生变形。

本实用新型进一步设置为：所述炉胆上设置有与炉胆内部相连通的安全管，安全管竖直向上伸出并贯穿存水罐的罐壁露出，安全管的顶端安装有安全阀。

通过采用上述技术方案，当炉膛内的压力搞过安全阀的设定值，安全阀自动打开，从而对炉膛进行减压处理。

本实用新型进一步设置为：所述存水罐的外部设置有水位计，水位计的顶端和底端分别与存水罐的内部顶端和底端相连通。

通过采用上述技术方案，能够直观的反映处存水罐内水的储量。

本实用新型进一步设置为：所述排烟管道的内部设置有空气预热器，空气预热器包括固定在排烟管道内部的中空的外壳，外壳的内部设置有贯穿外壳顶端和底端的烟气流通管道，外壳上设置有与外壳内部相连通的空气进入管和空气排出管，空气进入管与风机的出风端相连通，空气排出管与超低氮燃烧器相连通。

通过采用上述技术方案，空气先经过空气预热器进行加热处理，减小进入炉胆内的空气的温度与炉胆内温度差，避免炉胆内的温度被冷空气吸收，具有提高锅炉效率的作用。

本实用新型进一步设置为：所述存水罐的顶端设置有冷凝器，冷凝器与排烟管道相连通。

通过采用上述技术方案，通过冷凝器对排到大气中的烟气的温度进行降温，同时使烟气中的水蒸气冷凝成水进行回收。

本实用新型进一步设置为：所述存水罐的外部设置有顶端伸至存水罐顶端处的扶梯。

通过采用上述技术方案，便于检修人员能够爬至存水罐的顶端处对存水罐顶端处的装置进行检修。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过烟气冷凝器对要进入到烟气循环管道内的烟气进行冷凝处理，使烟气中的水蒸气冷凝成冷凝水，从而避免烟气在进入到风机内部时，在与空气混合时因温度降低而产生冷凝水；

2.通过在排烟管道的内部设置有空气预热器，空气先经过空气预热器进行加热处理，减小进入炉胆内的空气的温度与炉胆内温度差，避免炉胆内的温度被冷空气吸收，具有提高锅炉效率的作用；

3.通过在回燃室上设置安全管和安全阀，当炉膛内的压力搞过安全阀的设定值，安全阀自动打开，从而对炉膛进行减压处理。

附图说明

图1是带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉的结构示意图；

图2是是存水罐的剖视图；

图3是存水罐的内部结构示意图；

图4是是空气预热器的结构示意图；

图5是烟气冷凝器的结构示意图；

图6是带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉背侧的结构示意图。

图中，1、支架；2、锅炉本体；21、存水罐；211、排水管；212、蒸汽排放管；213、蒸汽阀；22、炉膛；221、炉胆；222、回燃室；2221、安全管；2222、安全阀；23、扶梯；24、围挡；3、前烟箱；4、螺纹烟管；5、超低氮燃烧器；6、冷凝器；61、外壳；62、换热管；7、排烟管道；8、空气预热器；81、壳体；82、烟气流通管道；83、空气进入管；84、空气排出管；9、风机；91、消音器；10、烟气循环管道；11、烟气冷凝器；111、筒体；1111、隔板；1112、排烟腔；1113、冷却腔；1114、进烟腔；1115、连通管；112、进气管；113、排气管；114、排液管；115、补液管；116、出液管；12、水位计。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，包括支架1以及固定在支架1顶端处的锅炉本体2，通过支架1从而使锅炉本体2在安装到地面的时候，锅炉本体2与地面之间形成间隔。

参照图2、图3，锅炉本体2包括存水罐21以及一端开口一端封闭的炉膛22。炉膛22的封闭端贯穿存水罐21左端的侧壁从而伸入到存水罐21的内部。炉膛22的开口端位于存水罐21左端的外部。炉膛22贯穿存水罐21的位置处，炉膛22与存水罐21之间焊接密封。炉膛22伸入到存水罐21内部的部位的壁板与存水罐21的罐壁之间留有空间。

位于存水罐21的顶端设置有与存水罐21焊接相连且与存水罐21内部相连通的蒸汽排放管212，位于蒸汽排放管212上安装有蒸汽阀213，通过蒸汽排放管212从而将存水罐21内的蒸汽进行排放。

炉膛22包括呈圆柱状的两端开口的炉胆221以及与炉胆221位于存水罐21内部的一端固定相连的回燃室222，回燃室222与炉胆221之间焊接固定相连且回燃室222的内部与炉胆221的内部相连通。炉胆221为波形炉胆。炉胆221远离回燃室222的一端位于存水罐21的外部。回燃室222的截面面积大于炉胆221的截面面积，从而使回燃室222的边缘突出至炉胆221的侧壁外部。

位于炉膛22的开口端设置有前烟箱3，前烟箱3与存水罐21之间固定相连。炉胆221完全贯穿前烟箱3。炉胆221贯穿前烟箱3的位置处，前烟箱3与炉胆221的侧壁之间通过焊接的方式进行固定密封。

参照图2、图3，位于前烟箱3以及回燃室222之间设置有若干螺纹烟管4，螺纹烟管4分布在炉胆221的上半部的外侧。螺纹烟管4的两端分别与回燃室222以及前烟箱3的内部相连通，螺纹烟管4与回燃室222以及前烟箱3的壁板之间通过焊接固定相连。

炉胆221远离回燃室222的一端安装有超低氮燃烧器5，超低氮燃烧器5的燃烧端伸入到炉膛22的内部。通过超低氮燃烧器5燃烧产生高温烟气，炉胆221内的高温烟气流入至回燃室222的内部，并通过螺纹烟管4将高温烟气回流至前烟箱3的内部，使所产生的高温烟气通过螺纹烟管4产生回程，从而使螺纹烟管4对存水罐21内部的水进行加热。

位于炉膛22的回燃室222外部焊接固定有竖直向上伸出的安全管2221，安全管2221一端与回燃室222的内部相连通，另一端贯穿存水罐21的罐壁从而伸出至存水罐21的外部。安全管2221位于存水罐21外部的一端安装有安全阀2222。当炉膛22内部的压力值超过安全阀2222的设定值，安全阀2222打开，从而对炉膛22的内部进行泄压，从而保证炉膛22的安全。

位于存水罐21的外部顶端处设置有冷凝器6，冷凝器6通过支架固定在在存水罐21的顶端。冷凝器6包括固定在存水罐21顶端处的外壳61，外壳61为长度方向两端均带有开口的内部中空的矩形体结构。外壳61的内部形成一个供烟气流通的排烟通道。位于外壳61的内部设置有换热管62，换热管62位于外壳61内部的一段呈弯曲状，换热管62的两端分别位于外壳61的外部。换热管62的其中一端为进水端，另一端为排水管，换热管62的排水端贯穿存水罐21的顶端壁板从而与存水罐21的内部相连通。位于存水罐21的底端设置有与存水罐21的内部相连通的排水管211，排水管211与存水罐21的罐壁之间焊接固定相连。

位于冷凝器6与前烟箱3之间固设有竖直设置的排烟管道7，排烟管道7的两端分别与前烟箱3的内部以及冷凝器6的外壳61的进烟端相接通且排烟管道7的两端分别与冷凝器6的外壳以及前烟箱3的箱体焊接固定相连。排烟管道7将前烟箱3与冷凝器6相连通，从而使前烟箱3内部的高温烟气通过排烟管道7流入到冷凝器6的内部，从而通过流入到冷凝器6外壳内部的高温烟气对换热管62内部的水进行热交换，从而使换热管62内部的水的温度升高，使流入到存水罐21的水的温度升高。

参照图3、图4，位于排烟管道7的内部固定有空气预热器8，空气预热器8包括固定在排烟管道7内部的中空的壳体81，壳体81将排烟管道7的内部分隔成两段。位于壳体81的内部设置有若干跟竖直设置的烟气流通管道82，烟气流通管道82的顶端和底端分别贯穿壳体81顶端和底端的壁板从而将排烟管道7内部通过壳体81分隔的两段进行连通。相邻的烟气流通管道82之间留有间隔。位于壳体81的顶端和底端分别固定有与壳体81的内部相连通的空气进入管83和空气排出管84。空气进入管83、空气排出管84以及壳体81的内部之间形成空气流通通道。

位于排烟管道7的外部，排烟管道7的左端壁板的外部安装有风机9，风机9的出风端与空气进入管83相对接，空气进入管83与风机9的出风端之间法兰相连。空气排出管84与超低氮燃烧器5的进气端相连通。通过空气排出管84为超低氮燃烧器5提供燃料燃烧所需的空气。

通过空气预热器8对空气进行加热，从而使送入到超低氮燃烧器5的内部提供升温的空气，并使升温的空气送入到超低氮燃烧器5内与燃料混合，并送入到炉膛22的内部进行高效燃烧。

参照图1，排烟管道7的的外部安装有烟气循环管道10，烟气循环管道10一端与排烟管道7的内部相连，另一端与风机9的进风端相连通。烟气循环管道10的两端分别与排烟管道7的管道壁和风机9之间法兰相连。通过循环管道将部分烟气送入到风机9的进风端，并使烟气与空气混合最后送入到超低氮燃烧器5的内部，使其与燃料混合燃烧。

升高的空气温度混合烟气之后在送入到炉胆内部时，能够降低炉胆内的燃烧温度，使火焰温度场更均匀，温度水平更低，能够有效的抑制高温型NOx的产生，从而控制NOx的排放量。

参照图5，位于烟气循环管道10与排烟管道7之间设置有烟气冷凝器11，烟气冷凝器11包括封闭的筒体111。位于筒体111的内部焊接固定有有上下间隔设置的两个隔板1111，位于上方的隔板1111与筒体111的顶端之间留有间隔，位于下方的隔板1111与筒体111的底端之间留有间隔。通过两个隔板1111从而使筒体111的内部自上之下形成排烟腔1112、冷却腔1113以及进烟腔1114。在冷却腔1113中设置有若干螺旋状的连通管1115，连通管1115的两端分别穿过两个隔板1111从而将排烟腔1112和进烟腔1114进行连通。

筒体111的底部设置有与筒体111的内部的进烟腔1114相连通的进气管112，进气管112与筒体111之间焊接固定。位于筒体111的顶端设置有排气管113，排气管113焊接固定在筒体111上并与筒体111的内部的排烟腔1112相连通。位于筒体111的底端设置有与筒体111的内部相连通的排液管114，排液管114与筒体111之间同样为焊接固定。

位于筒体111的筒壁上与冷却腔1113底端相对的位置处设置有与冷却腔1113内部相连通的补液管115和出液管116，通过补液管115为冷却腔1113中注入冷水，与连通管1115内部的烟气进行完热交换后，冷却腔1113中的水在通过出液管116排出。

排烟管道7内部的烟气在送入到烟气循环管道10内部之前，首先使烟气进入到烟气冷凝器11的筒体111中，烟气通过筒体111中的螺旋状的连通管1115时，烟气与送入到冷却腔1113内部的冷水进行热交换，从而使烟气的温度下降，使烟气中的水蒸汽进行冷凝，降低烟气中水蒸气的含量。

参照图1，锅炉本体2的外部表面设置有扶梯23，扶梯23的顶端伸至存水罐21的顶端，扶梯23与存水罐21之间通过螺栓固定在一起。通过设置扶梯23，从而便于检修人员爬至存水罐21的顶端。

为防止检修人员从锅炉本体2的顶端跌落，在存水罐21的顶端边缘处设置有围挡24，围挡24的底端通过螺栓与存水罐21之间固定相连。

位于风机9的进风端的进风口处安装有消音器91，从而在风机9启动时，消音器91能够消除大部分的噪音。

参照图6，位于存水罐21的外部设置有竖直设置的水位计12，水位计12的顶端和底端分别与存水罐21的顶端和底端相连通。通过水位计12从而反应出存水罐21内部的水的储量。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，包括锅炉本体(2)、超低氮燃烧器(5)、风机(9)以及烟气循环管道(10)，所述风机(9)的出气端与超低氮燃烧器(5)相连通，从而为超低氮燃烧器(5)提供燃料燃烧所需的空气，其特征在于：所述锅炉本体(2)包括存水罐(21)以及一端开口一端封闭的炉胆(221)，所述炉胆(221)的封闭端伸入到存水罐(21)的内部，所述炉胆(221)的开口端处设置有前烟箱(3)，所述炉胆(221)的封闭端通过若干烟管与前烟箱(3)的内部相连通，所述烟管位于炉胆(221)的外部，所述前烟箱(3)的顶端设置有与前烟箱(3)的内部相连通的排烟管道(7)；所述烟气循环管道(10)一端与排烟管道(7)的内部相连通，另一端与风机(9)的进风端相连通，所述烟气循环管道(10)与风机(9)的进风端之间设置有烟气冷凝器(11)。

2.根据权利要求1所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述烟气冷凝器(11)包括封闭的筒体(111)，所述筒体(111)的内部通过两块隔板(1111)形成排烟腔(1112)、冷却腔(1113)以及进烟腔(1114)，所述排烟腔(1112)、冷却腔(1113)以及进烟腔(1114)自上之下依次设置，所述冷却腔(1113)的内部设置有若干连通管(1115)，所述连通管(1115)的两端分别与排烟腔(1112)和冷却腔(1113)相连通，所述筒体(111)的顶端设置有与排烟腔(1112)相连通的排气管(113)，所述排气管(113)与排烟管道(7)的内部相连通，所述筒体(111)的底部设置有进烟腔(1114)相连通的进气管(112)，所述进气管(112)与烟气循环管道(10)相连通，所述筒体(111)的底端设置有与进烟腔(1114)相连通的排液管(114)，所述筒体(111)的筒壁上设置有与冷却腔(1113)的内部相连通的补液管(115)和出液管(116)。

3.根据权利要求2所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述连通管(1115)呈螺旋状。

4.根据权利要求1所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述炉胆(221)为波形炉胆(221)。

5.根据权利要求1所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述炉胆(221)上设置有与炉胆(221)内部相连通的安全管(2221)，所述安全管(2221)竖直向上伸出并贯穿存水罐(21)的罐壁露出，所述安全管(2221)的顶端安装有安全阀(2222)。

6.根据权利要求1所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的外部设置有水位计(12)，所述水位计(12)的顶端和底端分别与存水罐(21)的内部顶端和底端相连通。

7.根据权利要求1所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述排烟管道(7)的内部设置有空气预热器(8)，所述空气预热器(8)包括固定在排烟管道(7)内部的中空的外壳(61)，所述外壳(61)的内部设置有贯穿外壳(61)顶端和底端的烟气流通管道(82)，所述外壳(61)上设置有与外壳(61)内部相连通的空气进入管(83)和空气排出管(84)，所述空气进入管(83)与风机(9)的出风端相连通，所述空气排出管(84)与超低氮燃烧器(5)相连通。

8.根据权利要求1所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的顶端设置有冷凝器(6)，所述冷凝器(6)与排烟管道(7)相连通。

9.根据权利要求8所述的带有FGR烟气回流管道的蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的外部设置有顶端伸至存水罐(21)顶端处的扶梯(23)。

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