CN212361976U - 翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器 - Google Patents

Abstract

实用新型公开了翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其包括腔体限定部，腔体限定部内通过隔板限定有一个燃烧室和多个烟气室，烟气室之间由隔板隔开，烟气按照一个方向依次流经几个烟气室，腔体限定部内设置有贯穿多个烟气室的多回程式的翅片管式结构，多回程式烟气室的始端是燃烧室，燃烧室安装有燃烧器，多回程式烟气室的末端烟气室安装有排烟管，多回程式烟气室安装有排烟气冷凝水管。本产品采用预混式燃烧方式，设备运行更加稳定，能够有效降低氮氧化物的排放；采用多回程式结构在实现低成本化的同时也使得使用寿命得到大幅度延长，多个烟气室多回程翅片管式结构，实现低氮冷凝，解决了蒸发器的稳定性和安全性问题，同时大大提高蒸发器的能效。

Description

翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器

技术领域

本实用新型涉及燃气蒸汽发生技术领域，尤其是涉及一种翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器。

背景技术

CN201510403595.X的中国实用新型专利公开了一种燃气蒸汽发生设备。它包括至少两个蒸汽机组，每个蒸汽机组包括燃烧室、火排、以及至少两个热交换器，所述火排位于热交换器下方，所述同一蒸汽机组内的一热交换器设有冷水进口，另一热交换器设有蒸汽出口，所述各蒸汽机组内的热交器均依次串联在设有冷水进口的热交换器和设有蒸汽出口的热交换器之间。因此使得同一个蒸汽机组内的热交换器的温差大，且两个热交换器也容易发生换热，从而有利于温度低的热交换器充分回收利用燃烧室内的燃气热能，使得温度低的热交换器在燃烧室内得到有效地预热，各个燃烧室内温度低的热交换器均得到有效的预热，从而提高了本实用新型的蒸汽温度和蒸汽产生速度。该设备的不足之处在于：

1)蒸汽机组均为独立机组，每个独立机组都要配置燃烧器，燃烧器多，故障点就多，设备体积大，生产成本高；

2)每台蒸汽机组的换热器都是独立安装，安装后再用U型完全连接相邻的两台蒸汽机组的换热器，从而导致换热器安装存在不便的问题，连接点多就会造成问题隐患多；

3)换热器采用翅片式换热器，为水平放置，没有水位计，容易造成蒸发器干烧，造成安全问题；

4)使用的是大气式火排燃烧器，燃烧器在下部，火焰向上燃烧，大气式燃烧不稳定，不能做到精确配比空气和燃气的混合比，烟气向上流动做不到排烟温度低的冷凝燃烧，如果排烟温度低有冷凝水出现时，冷凝水会留到燃烧器上，会造成燃烧器熄火，燃气泄漏等一些列安全问题；

5)相邻两台蒸汽机组的换热管都是采用U型弯管连接，且同一台蒸汽机组上的换热器的上下换热直管之间也采用U型管连接，会在内部产生较大压阻，进而造成换热效率低下。

针对上述弊端，公开号为CN109373301A公开了一种模块化蒸汽发生设备的换热机组。它包括外壳和换热器，外壳内设有支撑隔板，支撑隔板将外壳的内腔分隔为至少两个并列的燃烧室，换热器沿外壳的长度方向设置在支撑隔板上，换热器穿过各个燃烧室，换热器位于燃烧器的上方。本实用新型的支撑隔板将外壳的内腔分隔为多个燃烧室，每一个燃气室都配有大气式火排燃烧器，从而提高本实用新型的蒸汽输出速度和增大蒸汽输出量，相比现有的燃气蒸汽发生设备，本实用新型的多个燃烧室是外壳分隔出来，且相邻的两个燃烧室之间的间距小，而且省略了以往蒸汽机组的机壳和U型管等部件，从而使得本实用新型的体积小、结构紧凑、生产成本低。但是，该模块化蒸汽发生设备的换热机组同样存如下弊端：a)每一个燃气室都配有大气式火排燃烧器，使用的是大气式火排燃烧器，燃烧器在下部，火焰向上燃烧，大气式燃烧不稳定，不能做到精确配比空气和燃气的混合比，烟气向上流动做不到排烟温度低的冷凝燃烧，如果排烟温度低有冷凝水出现时，冷凝水会留到燃烧器上，会造成燃烧器熄火，燃气泄漏等一些列安全问题；b)换热器采用水平放置，没有水位计，容易造成蒸发器干烧，造成安全问题，影响产品使用寿命；c)蒸汽机组为多个机组，每个机组都要配置燃烧器，燃烧器多，故障点就多，设备体积大，生产成本高；

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，提供一种翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其包括：一个由炉外壁、炉壁保温层、炉内壁构成的腔体限定部，该腔体限定部内通过隔板限定有多回程式烟气室，所述腔体限定部内设置有贯穿多回程式烟气室的翅片管式结构，所述翅片管的入口通过水汇流管而连接于补水管，所述翅片管式结构的出口通过蒸汽/热水汇流管而连接于出汽或出热水管，所述多回程式烟气室的始端烟气室安装有燃烧器风机以及燃烧器燃烧头，所述多回程式烟气室的末端烟气室安装有排烟管，所述多回程式烟气室安装有排烟气冷凝水管。

进一步，所述翅片管式结构包括管以及翅片，所述多回程式烟气室内的管为单一翅片管或者整体式翅片管。

进一步，所述补水管与蒸汽/热水汇流管之间设置有水位计。

进一步，所述多回程式烟气室中隔板采用错位分布。

进一步，所述翅片管式结构的管采用不锈钢制成。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型采用预混式燃烧方式，设备运行更加稳定，能够有效降低氮氧化物的排放。

(2)本实用新型采用多回程式结构，可以通过一个燃烧器替代背景技术中模块化蒸汽发生设备的换热机组。

(3)本实用新型由于采用多回程式结构，可以较好的解决冷凝水问题，该产品排烟温度低，冷凝水不会对燃烧器产生任何影响，不会出现由于冷凝水滴下而造成浇灭火排等问题，避免出现安全隐患，整个产品的使用寿命得到大幅度延长。

(4)本实用新型采用翅片管式结构，可以大大提高加热效率。

(5)本实用新型的结构布局让设备不用担心冷凝水的腐蚀问题。

(6)本实用新型的产品的放置方位可以实现多样化，既可以卧式放置，也可以立式放置，满足多场合的安装使用需要。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式中一种翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器的结构示意图。

图2为图1中K-K剖视图。

图3为本实用新型第二实施方式中单一翅片管结构示意图。

图4为本实用新型第三实施方式中U型翅片管排列效果图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

本实用新型的第一实施方式提供了翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,参见图1，其包括：燃烧器风机1、燃烧器燃烧头2、水管或蒸汽管3、翅片4、蒸汽或热水汇流管5、出蒸汽或出热水管6、补水管7、排烟气冷凝水管8、水汇流管9、炉外壁10、炉壁保温层11、炉内壁12、排烟管13、炉体底座14、水位计15。

为方便描述，将烟气室的端部隔板界定为顶部烟气隔板E和底部烟气隔板H，将烟气室内隔板界定为第一隔板F、第二隔板G，而烟气室内隔板的数量可以根据需要调增，这样可以增加回程式烟气室的回程量。

在图1中，翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器包括一个由炉外壁10、炉壁保温层11、炉内壁12构成的腔体限定部，该腔体限定部内通过隔板限定有一个燃烧室和多回程式烟气室，该腔体限定部的外形包括但不仅限于图示的方形，还可以是圆形、椭圆形、三角形等其他任意形状。由于该产品的放置的方位具有多样化的特点，包括但仅限于立式放置、卧式放置，以图1所示的立式放置为例，在腔体限定部的底部则可以设置一个炉体底座14。这里的腔体限定部内通过隔板限定有多回程式烟气室，这里的隔板设置数量则决定了多回程式烟气室的回程数量，本实施例中腔体限定部的内腔室顶部设置有一个顶部烟气隔板E、底部设置有一个底部烟气隔板H，而在顶部烟气隔板和底部烟气隔板之间设置有两个错位布置的隔板，将其分别界定为第一隔板F、第二隔板G，第一隔板F从左侧炉内壁朝向右侧炉内壁延伸，且第一隔板F与右侧炉内壁处于非连接状态，从而让第一隔板F与右侧炉内壁之间形成有一个缺口，第二隔板G则从右侧炉内壁朝向左侧炉内壁延伸，且第二隔板G与左侧炉内壁处于非连接状态，从而让第二隔板G与左侧炉内壁之间形成有一个缺口。

在图1中可以看出，腔体限定部内设置有贯穿多回程式烟气室的翅片管式结构，结合图2，翅片管式结构包括管3以及翅片4，管3的数量根据需要进行布置，本实施例中管3的数量为8根管3，管3排布的形式为多排结构，这里的管3自下而上依次穿过底部烟气隔板H、第二隔板G、第一隔板F、顶部烟气隔板E，而多回程式烟气室内的管3为整体式翅片管，即八根管3穿过翅片4的结构形式。所述翅片管的入口通过水汇流管9而连接于补水管7，翅片管式结构的出口通过蒸汽/热水汇流管5而连接于出汽或出热水管6，所述多回程式烟气室的始端烟气室安装有燃烧器风机1以及燃烧器燃烧头2，燃烧器风机以及燃烧头组成燃烧器，这样可以实现预混式燃烧，所述多回程式烟气室的末端烟气室安装有排烟管13，所述多回程式烟气室安装有排烟气冷凝水管8。补水管7和汽或热水汇流管5之间连接有水位计15，有了水位计15可以防止蒸发器干烧。

在图1中，顶部烟气隔板E与第一隔板F共同构成了始端烟气室，而第二隔板G与底部烟气隔板H则为末端烟气室，在始端烟气室、末端烟气室之间则为N个中间烟气室，由于本实施例中布置两片隔板(即第一隔板F和第二隔板G)来完成多回程式烟气室的分离，从而仅仅包括一个中间烟气室，在图1中，分布有管3的始端烟气室左侧区域界定为燃烧室A，而始端烟气室右侧以及与之相邻的中间烟气室右侧界定为第一烟气室B，而中间烟气室左侧以及与之相邻的末端烟气室左侧界定为第二烟气室C，而末端烟气室的右侧界定为第三烟气室D。这里的燃烧室A、第一烟气室B、第二烟气室C、第三烟气室D处未分布翅片以及管3，经过预混的燃气在燃烧室A燃烧后经由翅片对管3进行加热，翅片之间的间隙可以让烟气进入到第一烟气室B，而后烟气经由中间烟气室的翅片间隙进入到第二烟气室C，最后烟气经由末端烟气室的翅片间隙进入到第三烟气室D，这样冷凝水汇集在末端烟气室的底部，这样可以避免冷凝水浇灭火排等危险情况的发生。

在图1中，烟气依次通过燃烧室A、第一烟气室B、第二烟气室C、东三烟气室D，烟气的温度逐渐降低且可以将温度通过翅片换热给管3。

翅片管式结构的管3采用不锈钢制成，这里的管3中可以作为蒸汽管，也可恶意作为热水管，本实用新型用于产生蒸汽时，则发生蒸汽的管3称之为蒸汽管(此时可以将本实用新型称之为翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸汽发生器)，当本实用新型用于产生热水时，则产生热水的管3称之为热水管(此时可以将本实用新型称之为翅片管式多回程低氮冷凝燃气热水锅炉)。

本实施例中，由炉外壁10、炉壁保温层11、炉内壁12构成的腔体限定部的外形为方形，此时，在腔体限定部的底部安装有炉体底座14，此时，该产品作为立式安装使用，当然，也可以根据需要进行水平安装使用，此时，排烟气冷凝水管则布置于末端烟气室的水位低端位置。

本实用新型的第二实施方式提供了翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其与第一实施方式的不同之处在于，多回程式烟气室内的管3为单一翅片管。

在图3中给出了单根管3，管3贯通腔体限定部内的隔板，从而让管3位于腔体限定部的烟气室中，并经由燃烧室进行加热，且利用多回程式烟气室让烟气对管3内的水进行梯次加热，这里每根管3独立分布一个翅片，由于翅片自下而上按照一定间距分布于管3上，多根管3在排列于底部烟气隔板H、顶部烟气隔板E之间时，每根管3的翅片可以对位排列，从而形成类似图1所示的翅片排布形式，也可以错位排列。

相较于第一实施方式中整体式翅片管，其先要在腔体限定部内平行布置N块翅片，然后让管3依次穿过翅片，而本实施例中采用单一翅片管16则布管更加灵活。

本实用新型由于采用了预混式燃烧方式，可以在始端烟气室对翅片管式结构进行高效率的加热，也可以降低氮氧化物的产生，从而让设备运行增加文档，而不锈钢材质的翅片式管式结构让产品的使用寿命也得到大幅度提高。而多回程结构解决一个燃烧器满足使用需要的同时，还可以让排烟温度更低，也使得冷凝水不影响到燃烧器的火排(本实施例为燃烧器燃烧头)的燃烧动作，加之翅片管式结构的出现，让热能高效、快速的传递给水管或蒸汽管，加热效率也更加高效。

本实用新型提供的产品即适用于工业领域，也适用于民用领域，满足产生热水和蒸汽的需要，具有较好的环保节能效果。

本实用新型的第三实施方式提供了翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其与第一实施方式的不同之处在于，翅片管的形式为U型翅片管。

参见图4，在该图中，翅片管组成的形状U型。

本实用新型采用预混式燃烧方式，设备运行更加稳定，能够有效降低氮氧化物的排放；采用多回程式结构，可以通过一个燃烧器替代背景技术中模块化蒸汽发生设备的换热机组，而采用多回程式结构，可以实现低的排烟温度，让烟气中的水分发生冷凝，从而释放冷凝热将进蒸发器的水加热，提高蒸发器的效率，由于是燃烧在一端，冷凝在另一端，这样就解决了冷凝水不会影响燃烧器正常运行的问题，冷凝水不会对燃烧器产生任何影响，不会出现由于冷凝水滴下而造成浇灭燃烧器等问题，避免出现安全隐患，整个产品的使用寿命得到大幅度延长；本实用新型采用多个烟气室多回程翅片管式结构，实现低氮冷凝，解决了蒸发器的稳定性和安全性问题，同时大大提高蒸发器的能效。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，其包括：一个由炉外壁、炉壁保温层、炉内壁构成的腔体限定部，该腔体限定部内通过隔板限定有一个燃烧室和多回程式烟气室，所述腔体限定部内设置有让烟气依次通过多回程式烟气室的多个隔板以及贯穿腔体限定部整个腔体的翅片管，翅片管由翅片和管组成，所述翅片管的入口通过水汇流管而连接于补水管，所述翅片管的出口通过蒸汽汇流管而连接于出汽管，所述多回程式烟气室的始端燃烧室安装有燃烧器燃烧头、与燃烧器燃烧头连接的燃烧器风机，所述多回程式烟气室的末端烟气室安装有排烟管，所述多回程式烟气室安装有排烟气冷凝水管。

2.根据权利要求1所述的翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，该腔体限定部内通过隔板限定有一个燃烧室和多个烟气室构成的多回程式烟气室，所述腔体限定部内设置有让烟气依次通过多回程式烟气室的烟气室内隔板以及分布于多回程式烟气室两个端部的烟气室端部隔板。

3.根据权利要求1所述的翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，所述多回程式烟气室内的管为单一翅片管或者整体式翅片管，一根翅片管贯穿整个腔体，多根翅片管组成的形状可以是方形或者U型，翅片管为一排或者多排。

4.根据权利要求1所述的翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，还包括：防止蒸发器干烧的水位计，其设置于补水管和蒸汽汇流管之间。

5.根据权利要求1所述的翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，所述多回程式烟气室中隔板采用错位分布。

6.根据权利要求1所述的翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，所述翅片管式结构的翅片管中管的形状为圆形或者椭圆形。

7.根据权利要求6所述的翅片管式多回程低氮冷凝燃气蒸发器,其特征在于，所述管采用不锈钢制成。

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