CN212584987U - 一种锅炉、蒸汽锅炉和热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锅炉、蒸汽锅炉和热水锅炉，包括炉体、炉门、排烟口、燃烧器和多根换热管，其特征在于，所述燃烧器的燃烧头内部包括金属网；所述燃烧头与所述炉体的炉膛相连通，所述换热管的两端分别与所述排烟口和所述炉膛相连通；所述换热管包括多个翅片，彼此相邻的所述翅片之间限定有供烟气流通的通道。本实用新型可以有效降低锅炉的NO_x排放量，系统简单，节约成本，并提高锅炉的热效率，结构紧凑，减小锅炉的占地空间。

Description

一种锅炉、蒸汽锅炉和热水锅炉

本专利申请的优先权基础

本申请要求以下中国专利申请的优先权：2019年3月18日提交的申请号为201920340595.3的申请。

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉，以及一种蒸汽锅炉和一种热水锅炉。

背景技术

针对燃油燃气锅炉，目前中国正在执行《锅炉节能技术监察管理规程(TSGG0002-2010)》，其中对锅炉的热效率和排烟温度有明确的下限要求，即D≤2t/h或D≤1.4MW的燃油燃气锅炉，热效率限定值为88％，目标值为90％。

目前在中国北京、天津、河北、河南、山西、四川都已经出台了燃气锅炉排放NO_x的上限值为30mg/Nm3，上海、浙江出台了燃气锅炉排放NO_x的上限值为50mg/Nm3。随着对环保的重视，其他省区在后面的几年也将会出台相应标准。

在实现本实用新型过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：为满足现有NO_x的排放要求，一般的方式是采用低氮燃烧器，其NO_x排放值<80mg/Nm3，配合烟气再循环(FGR)后，可以达到<50mg/Nm3或<30mg/Nm3，这种方式系统复杂，造价昂贵。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种锅炉，采用金属网表面燃烧器以有效降低锅炉的NO_x排放量，系统简单，节约成本；并采用包括多个翅片的换热管提高锅炉的热效率，使用该换热管的锅炉还可以在保证热效率的同时缩小锅炉的占地空间。

具体而言，本实用新型所述的锅炉包括炉体、炉门、排烟口、燃烧器和多根换热管，其特征在于，所述燃烧器的燃烧头内部包括金属网；所述燃烧头与所述炉体的炉膛相连通，所述换热管的两端分别与所述排烟口和所述炉膛相连通；所述换热管包括多个翅片，彼此相邻的所述翅片之间限定有供烟气流通的通道。基于上述技术特征，本实用新型可以有效降低锅炉的NO_x排放量，系统简单，节约成本，并提高锅炉的热效率，结构紧凑，减小锅炉的占地空间。

可选地，还包括风机，所述风机与所述燃烧头相连通。基于上述技术特征，所述风机用于将空气与燃气混合，以及将混合后的空气与燃气送入所述燃烧头中，本实用新型可以提高燃烧器燃烧效率，从而进一步提高锅炉的热效率。

可选地，所述风机为变频风机，所述换热管为一回程换热管。基于上述技术特征，本实用新型可以降低耗电量，节约成本，并提高锅炉的热效率，结构紧凑。

本实用新型还提供一种蒸汽锅炉，包括汽水分离器、给水口、主汽口、放气口和所述锅炉的任一项技术特征。基于上述技术特征，本实用新型还提供一种蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉使用蒸汽原理进行热转换，其中汽水分离器用于分离蒸汽携带的水滴；给水口用于向锅炉给水，平衡蒸发的水量；主汽口用于蒸汽的输出；放气口用于在向锅炉注水时排出炉体内多余空气。

可选地，所述汽水分离器位于炉体内部的顶端，外部与所述主汽口连接。基于上述技术特征，蒸汽可通过汽水分离器进入主汽口，汽水分离器用于分离蒸汽中携带的水滴。

可选地，还包括节能器，所述节能器设置在所述蒸汽锅炉的排烟口。基于上述技术特征，本实用新型还可以降低排烟温度，进一步提高锅炉的热效率。

可选地，还包括平台扶梯和低水位套管中的一种或多种；其中，所述低水位套管内部包括水位监测电极。基于上述技术特征，所述蒸汽锅炉的平台扶梯可以增加炉体外壳强度，供人员踩踏；低水位套管可用于防止蒸汽锅炉水位过低导致换热管过热，低水位套管内部包括水位监测电极，当实际水位低于水位监测电极时，控制系统会停止燃烧器运行。锅炉在运行时，水体由于受热蒸发，会导致液面波动，利用套管能消除液面波动对水位监测电极的影响。

可选地，还包括安全阀和排污阀中的一种或多种。基于上述技术特征，所述蒸汽锅炉的安全阀用于当炉体内气压达到设计上限时，需要通过安全阀排气，降低炉体内气压；排污阀用于排出积存在炉体内的杂质。

本实用新型还提供一种热水锅炉，所述热水锅炉还包括回水口、出水口、放气口和所述锅炉的任一项技术特征。基于上述技术特征，所述热水锅炉的回水经过回水口进入锅炉的炉体内部，在炉体内部与换热部的外部和燃烧器的外部接触，吸收烟气和火焰的热量后变为高温热水，再由出水口送出，实现热交换。放气口用于在向锅炉注水时排出炉体内多余空气。

可选地，还包括安全阀、排污阀和踩踏钢板中的一种或多种。基于上述技术特征，所述热水锅炉的安全阀用于当炉体内水压达到设计上限时，需要通过安全阀泄水，降低炉体内水压；排污阀用于排出积存在炉体内的杂质，踩踏钢板可以增加锅炉外壳的强度，供人员踩踏。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是根据本实用新型实施例的一种锅炉的主要结构的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的换热管的剖视图；

图3是根据本实用新型实施例的一种蒸汽锅炉的主要结构的侧剖视图；

图4是根据本实用新型实施例的一种蒸汽锅炉的主要结构的外形图；

图5是根据本实用新型实施例的一种热水锅炉的主要结构的侧剖视图。

图6是根据本实用新型实施例的一种热水锅炉的主要结构另一视角的侧剖视图。

图7是根据本实用新型实施例的一种热水锅炉的主要结构的外形图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-炉体，10-节能器，11-炉膛，12-冷凝水排放口，13-仪表接口，14-外罩板，15-水位计，16-消音罩，2-炉门，21-汽水分离器，22-给水口，23-主汽口，24-放气口，25-平台扶梯，26-低水位套管，27-安全阀，28-排污阀，29-踩踏钢板，31-回水口，32-出水口，4-排烟口，5-燃烧器，6-燃烧头，7-换热管，8-翅片，9-风机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本实用新型实施例的一种锅炉的主要结构的示意图。

如图1所示：

本实用新型的锅炉包括炉体1、炉门2和燃烧器5，其中，燃烧器5为金属网表面燃烧器，在金属网表面燃烧器的燃烧头6内部包括金属网(图中未示出)。其中，炉体1包括炉膛11，炉体1的内部所限定的空间用于设置锅炉的各个部件，且该空间内填充有热交换介质(如水等)，以进行热交换，炉门2可为开启式。

普通燃烧器是将燃气和助燃空气送入燃烧室，在燃烧器头部(即燃烧头)燃烧，具有明显的火焰，燃气和助燃空气一边混合一边燃烧，一般称为后混。火焰的温度一般为1400～1600度。金属网表面燃烧器使用金属网表面燃烧方式，使燃气和助燃空气均匀的布送到燃烧头6的金属网表面(金属网一般设置为圆柱形)，燃烧火焰可浮动在金属网表面。与普通燃烧器相比，由于火焰的面积被扩大，火焰的温度降低至1000度左右，而NO_x大量产生的温度约为1200度以上，所以能够降低NO_x排放。基于上述技术特征，本实用新型可以有效降低锅炉的NO_x排放量，不需要任何辅助措施就可以达到NO_x排放<30mg/Nm3，满足目前中国任何区域的燃气低氮排放标准，系统简单，节约成本。

燃烧头6与炉体1的炉膛11相连通，排烟口4与换热管7相连通，换热管7与炉膛11相连通；燃烧头6燃烧产生的高温烟气流入炉膛11，随后进去换热管7中，与炉体1内的介质进行热交换后，由排烟口4排出。本实用新型包括多根换热管7(如图2所示)，由多跟换热管7构成束状换热管组。换热管7包括多个翅片8，翅片8的排列方式可如图2中的截面所示，彼此相邻的翅片8之间限定有供烟气流通的通道。换热管7一般采用导热效率较高的金属制作，换热管7的外壳可以为钢制，与水接触；翅片8可以为铝制，与高温烟气接触，且铝的导热效率高于不锈钢。翅片8被外壳包覆，并与外壳紧密接触，通过翅片的结构有效地增加了高温烟气与换热管的接触面积，提高换热效率的同时降低烟气的温度；彼此相邻的翅片8之间限定有供烟气流通的通道可以形成边界层涡流，它可以在降低中心层流温度的同时加快换热过程，从而进一步提高换热效率。优选地，翅片8为9对，通道为10个，可将换热管7内与高温烟气的接触面积增大5倍。进而本实用新型有效地提高锅炉的热效率且降低烟气的温度。

进一步地，换热管7为一回程换热管。本实用新型所使用的换热管7与传统换热管相比，同等长度和直径的换热管7与烟气的接触面积更大，所以传统锅炉如果想提高换热效率一般采用二至三回程的传统换热管，以延长烟气在锅炉内的流通路径，这样必然会增加传统锅炉的占地空间。例如，对于普通1t/h的蒸汽锅炉，为实现热量的交换，需要三回程，总计换热面积为50平方米，锅炉本体长度和直径分别为2415mm和Φ1412mm，基于本实用新型的锅炉在使用一回程换热管的情况下，换热面积可达46.25平方米，而锅炉本体长度和直径为分别为2115mm和Φ1300mm。再例如，普通700kw热水锅炉为实现热量的交换，一般需要三回程的普通换热管，总计换热面积为35平方米，锅炉本体长度和直径分别为2405mm和Φ1105mm。基于本实用新型的锅炉在使用一回程换热管的情况下，换热面积可达41.36平方米，而锅炉本体长度和直径分别为1660mm和Φ1060mm。所以可见，基于上述技术特征，本实用新型仅使用一回程的换热管即可达到较高的换热面积，在保证热效率的同时缩小锅炉的占地空间。

锅炉还可包括风机9，风机9与燃烧头6相连通，风机9用于将空气与燃气混合，以及将混合后的空气与燃气送入燃烧头6中。当风机9吸入空气时，利用文丘里原理带动相应比例的燃气，使得空气和燃气在进入燃烧器5前预先混合，此种方式保证了在任何工况下空气和燃气的混合比例都是对应的，实现燃气的充分燃烧。基于上述技术特征，本实用新型可以提高燃烧器5的燃烧效率，从而进一步提高锅炉的热效率。

进一步地，风机9为变频风机。燃烧器5的风机9采用变频控制，随着负荷的降低，风机9频率相应降低，噪音也会降低，同时耗电也会大幅减少。而普通燃烧器的风机为非变频，负荷调节通过风阀的开度调节，即在任何负荷时，风机都是满负荷耗电状态。基于上述技术特征，本实用新型可以降低耗电量，节约成本。

图1的左下角显示了根据本实用新型锅炉的部分内部结构，图中可见部分包括风机9、燃烧器5及燃烧头6，显示了此三个部分的连接关系。

所以基于本实用新型的锅炉采用金属网表面燃烧器以有效降低锅炉的NO_x排放量，系统简单，节约成本；并采用包括多个翅片的换热管提高锅炉的热效率，使用一回程换热管的锅炉还可以在保证热效率的同时缩小锅炉的占地空间。

本实用新型还提供一种根据图1所示的锅炉的技术特征的蒸汽锅炉(如图3和图4所示)，图3和图4中包括炉体1(图中未标出)、炉膛11、炉门2、排烟口4、燃烧器5、燃烧头6和一回程的换热管7，以及可选地风机9，蒸汽锅炉还包括汽水分离器21、给水口22和主汽口23。基于上述技术特征，本实用新型的蒸汽锅炉使用蒸汽原理进行热转换，其中汽水分离器21位于炉体1内部的顶端，外部与主汽口23连接，用于分离蒸汽中携带的水滴；给水口22用于向锅炉给水，平衡蒸发的水量；放气口24用于在向锅炉注水时排出炉体1内多余空气；主汽口23用于蒸汽的输出，实现热交换。水由给水口22送入炉体1内部，蒸汽锅炉将水汽化，变成高温蒸汽，高温蒸汽通过汽水分离器21流入主汽口23，实现热交换。

进一步地，蒸汽锅炉还可包括节能器10，节能器10设置在锅炉的排烟口4。锅炉用节能器在现有技术中也称为省煤器、冷凝器等，其作用是利用热交换原理降低锅炉排烟温度，收集烟气的余热，达到节省燃料，节能环保的目的。基于上述技术特征，本实用新型还可以降低排烟温度，进一步提高锅炉的热效率。

进一步地，蒸汽锅炉还包括平台扶梯25和低水位套管26中的一种或多种，其中低水位套管26内部包括水位监测电极。基于上述技术特征，蒸汽锅炉的平台扶梯25位于炉体1顶部，可以增加锅炉外壳的强度，供人员踩踏；低水位套管26可用于防止蒸汽锅炉水位过低导致换热管7过热，低水位套管26内部包括水位监测电极，当实际水位低于水位监测电极时，控制系统会停止燃烧器运行。锅炉在运行时，水体由于受热蒸发，会导致液面波动，利用套管能消除液面波动对水位监测电极的影响。

进一步地，蒸汽锅炉还包括安全阀27和排污阀28中的一种或多种。基于上述技术特征，蒸汽锅炉的安全阀27用于当炉体1内气压达到设计上限时，需要通过安全阀27排气，降低炉体1内气压；排污阀28用于排出积存在炉体1内的杂质。安全阀27一般设置于炉体1的顶部，排污阀28一般设置于炉体1的底部。

进一步地，蒸汽锅炉还包括冷凝水排放口12、仪表接口13、外罩板14(图中未标出)、水位计15和消音罩16，冷凝水排放口12设置在换热管7与排烟口4之间的烟箱处，用于排出冷凝后的水；仪表接口13位于炉体1顶部，用于连接仪表；外罩板14为蒸汽锅炉的外壳，由铝板制成；水位计15设置在炉体1的外部，用于测量蒸汽锅炉内部的水位；消音罩16安装在燃烧器5的外部，用于减小燃烧器5产生的噪音。

所以基于本实用新型的蒸汽锅炉采用金属网表面燃烧器以有效降低锅炉的NOx排放量，系统简单，节约成本；并采用包括多个翅片的换热管提高锅炉的热效率，使用一回程换热管的锅炉还可以在保证热效率的同时缩小锅炉的占地空间。

本实用新型还提供一种根据图1所示的锅炉的技术特征的热水锅炉(如图5-7所示)，图5-7中包括炉体1、炉门2(图中未标出)、排烟口4、燃烧器5、燃烧头6和一回程的换热管7，以及可选地风机9，热水锅炉还包括回水口31、出水口32和放气口24。基于上述技术特征，热水锅炉的回水经过回水口31进入锅炉的炉体1内部，在炉体1上设置有换热管7和燃烧器5，吸收烟气和火焰的热量后变为高温热水，再由出水口32送出，实现热交换。放气口24用于在向锅炉注水时排出炉体1内多余空气。

进一步地，热水锅炉还包括安全阀27、排污阀28和踩踏钢板29中的一种或多种。基于上述技术特征，热水锅炉的安全阀27用于当炉体1内水压达到设计上限时，需要通过安全阀27泄水，降低炉体1内水压；排污阀28用于排出积存在炉体1内的杂质。安全阀27和排污阀28一般设置于炉体1底部。冷凝水排放口12设置在换热管7与排烟口4之间的烟箱处，用于排出冷凝后的水。外罩板14为热水锅炉的外壳，用于保护热水锅炉。热水锅炉的踩踏钢板29位于炉体1顶部，可以增加锅炉外壳的强度，供人员踩踏。

所以基于本实用新型的热水锅炉采用金属网表面燃烧器以有效降低锅炉的NO_x排放量，系统简单，节约成本；并采用包括多个翅片的换热管提高锅炉的热效率，使用一回程换热管的锅炉还可以在保证热效率的同时缩小锅炉的占地空间。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉，包括炉体(1)、炉门(2)、排烟口(4)、燃烧器(5)和多根换热管(7)，其特征在于，所述燃烧器(5)的燃烧头(6)内部包括金属网；

所述燃烧头(6)与所述炉体(1)的炉膛(11)相连通，所述换热管(7)的两端分别与所述排烟口(4)和所述炉膛(11)相连通；

所述换热管(7)包括多个翅片(8)，彼此相邻的所述翅片(8)之间具有供烟气流通的通道。

2.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于，还包括风机(9)，所述风机(9)与所述燃烧头(6)相连通。

3.根据权利要求2所述的锅炉，其特征在于，所述风机(9)为变频风机，所述换热管(7)为一回程换热管。

4.一种蒸汽锅炉，包括汽水分离器(21)、给水口(22)、主汽口(23)、放气口(24)和权利要求1-3中任一项所述的锅炉。

5.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉，其特征在于，还包括节能器(10)，所述节能器(10)设置在所述锅炉的排烟口(4)。

6.根据权利要求5所述的蒸汽锅炉，其特征在于，还包括平台扶梯(25)和低水位套管(26)中的一种或多种；其中，所述低水位套管(26)内部包括水位监测电极。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述汽水分离器(21)位于炉体(1)内部的顶端，外部与所述主汽口(23)连接。

8.根据权利要求7所述的蒸汽锅炉，其特征在于，还包括安全阀(27)和排污阀(28)中的一种或多种。

9.一种热水锅炉，其特征在于，包括回水口(31)、出水口(32)、放气口(24)和权利要求1-3中任一项所述的锅炉。

10.根据权利要求9所述的热水锅炉，其特征在于，还包括安全阀(27)、排污阀(28)和踩踏钢板(29)中的一种或多种。

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