CN217843817U - 一种全预混冷凝蒸汽锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全预混冷凝蒸汽锅炉，包括：若干个燃烧换热装置、箱骨架、箱壳罩及蒸汽输出管道；箱壳罩围设形成有收容腔；若干个燃烧换热装置并排间隔安装在箱骨架，位于收容腔内；燃烧换热装置包括封装基壳，开设有进风口和出风口，燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块和冷凝热交换模块在进风口朝出风口的路径依次；蒸汽换热管路包括有依次连通的冷凝换热段、流体换热段、高温换热段、外置蒸汽连接段及过热蒸汽段。本实用新型，封装基壳、燃烧器和模块化的多个热交换模块组装形成的整体呈长方体箱盒形状，结构紧凑，可有效降低整体重量；蒸汽换热管路内蒸汽最终转化部位是末端的过热蒸汽段，具有更强的耐锈蚀耐破裂能力。

Description

一种全预混冷凝蒸汽锅炉

技术领域

本实用新型涉及蒸汽锅炉技术领域，特别涉及一种全预混冷凝蒸汽锅炉。

背景技术

蒸汽锅炉指的是生产蒸汽的锅炉设备。蒸汽锅炉的燃烧温度较高，因此排出的烟气相较于常规锅炉高，一般可达200℃以上，烟气中水蒸气潜热得不到充分利用。因此，市面推出了冷凝式锅炉，其通过热能利用设备将排烟温度降到烟气露点温度(或水露点)以下，以提高能量利用效率。目前市场上冷凝锅炉的结构形式主要有分离式和整体式两种形式。前者是在常规锅炉后加装冷凝段换热器，冷凝率低，锅炉整体热效率提高小；后者是将常规锅炉和冷凝换热器设计为整体结构，一般是通过单通道一体式的换热盘管缠绕组成，其结构复杂，且换热盘管难以保证加工精度，制造工艺复杂，整体笨重，成本高。较大蒸汽输出功率的蒸汽锅炉，一般设置多个燃烧换热装置，若进一步的搭配使用市场上的冷凝换热装置，蒸汽锅炉整机较为庞大厚重。

此外，在运行过程中，会产生水汽回流的现象，当水蒸气回流至靠近燃烧器的高温区域时，换热管路在1000至 1300℃高温环境下与水蒸气接触，容易产生锈蚀或破裂现象，导致蒸汽锅炉损坏，使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种全预混冷凝蒸汽锅炉。

本实用新型的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全预混冷凝蒸汽锅炉，包括：若干个燃烧换热装置、箱骨架、箱壳罩及蒸汽输出管道；

所述箱壳罩围设形成有收容腔；若干个燃烧换热装置并排间隔安装在箱骨架，位于所述收容腔内；

所述燃烧换热装置包括封装基壳、燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块、冷凝热交换模块及蒸汽换热管路；所述封装基壳开设有进风口和出风口，所述燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块和冷凝热交换模块在进风口朝出风口的路径上依次设置于所述封装基壳内；

所述蒸汽换热管路包括有依次连通的冷凝换热段、流体换热段、高温换热段、外置蒸汽连接段及过热蒸汽段；所述冷凝换热段设置于所述冷凝热交换模块；所述流体换热段和过热蒸汽段设置于所述过热热交换模块，且相互独立；所述高温换热段设置于所述高温热交换模块；

若干个所述燃烧换热装置的蒸汽换热管路的蒸汽输出端口均与所述蒸汽输出管道连通。

可选的，所述外置蒸汽连接段设置有压强变动件；所述压强变动件可使外置蒸汽连接段分隔为前后两段压强不同的蒸汽通道。

可选的，所述压强变动件为固定在所述外置蒸汽连接段内的压强调节片；所述压强调节片外缘固定于所述外置蒸汽连接段内；所述压强调节片的中部设有收束孔，所述收束孔的孔径小于所述外置蒸汽连接段的孔径。

可选的，所述过热热交换模块包括流体过热区和蒸汽过热区；所述流体换热段设置于所述流体过热区，所述过热蒸汽段设置于所述蒸汽过热区；所述流体过热区靠近所述高温热交换模块设置，所述蒸汽过热区设置于所述流体过热区远离所述高温热交换模块的一侧。

可选的，所述蒸汽输出管道安装有气压仪、温度计及泄压阀。

可选的，全预混冷凝蒸汽锅炉还包括空气进气管道；所述燃烧换热装置的进气口安装有进气风机；若干个所述燃烧换热装置的所述进气风机均与所述空气进气管道连通；所述空气进气管道设置有空气过滤装置。

可选的，所述蒸汽换热管路设置有液体输入端口，所述液体输入端口连接有液体输入阀，所述液体输入阀伸出所述箱壳罩外。

可选的，所述箱壳罩设置有网孔板。

可选的，所述箱骨架的底部设置有若干个滑轮组件。

本实用新型的有益效果：燃烧换热装置由封装基壳、燃烧器和模块化的高温热交换模块、过热热交换模块及冷凝热交换模块组成。燃烧器燃烧产生的火焰，朝出风口方向形成温度区间逐渐递减的换热区域，高温火焰形成的热量大部分被靠近燃烧器的高温热交换模块和过热热交换模块所吸收，随后低温烟气立即进入冷凝热交换模块，进行冷凝预混加热，燃烧换热装置整体连贯紧凑、便于将燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块和冷凝热交换模块组合集成安装于封装基壳内，降低整体重量，结构紧凑；对于大蒸汽输出功率的蒸汽锅炉，将本实用新型的多个燃烧换热装置并排安装在箱骨架上，即可完成大功率蒸汽锅炉整机的组装，相较于现有产品，整机体积得到有效缩减。

此外、蒸汽换热管路包括依次连通冷凝换热段、流体换热段、高温换热段、外置蒸汽连接段及过热蒸汽段；冷凝换热段在冷凝热交换模块处利用低温烟气进行预混换热，对内部液体进行初步加热；随后进入流体换热段，流体换热段设置于过热热交换模块，该区域的温度达到500 至700℃范围，可对流体进行进一步的热交换，以提高液体整体温度；之后进入高温换热段，高温换热段设置于高温热交换模块，高温热交换模块靠近燃烧器设置，该区域温度达到1000至1300℃范围，是进行主要热交换的工作区，在高温换热段内，液体可大部分转化为蒸汽或半液态半水汽混合形态；随后，经过外置蒸汽连接段流动至过热蒸汽段，在过热蒸汽段内再次吸热完全转化为蒸汽，从而送出燃烧换热装置。本实用新型，蒸汽换热管路内蒸汽最终转化部位是末端的过热蒸汽段，对应的过热热交换模块区域的温度在500至700℃范围区间内，金属换热管在该环境温度区间内，相较于高温热交换模块的高温环境与水蒸气接触，具有更强的耐锈蚀耐破裂能力，从而有效降低燃烧换热装置损坏的现象，提高使用寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型其中一实施方式全预混冷凝蒸汽锅炉的结构示意图；

图2为图1中全预混冷凝蒸汽锅炉拆除箱壳罩后的结构示意图；

图3为本实用新型其中一实施方式燃烧换热装置的结构示意图；

图4为图3中燃烧换热装置拆除封装外壳后的结构示意图；

图5为图3中燃烧换热装置的正视图；

图6为图5中燃烧换热装置沿V1-V1的剖视图；

图7为本实用新型其中一实施方式蒸汽换热管路的通道走向示意图；

图8为本实用新型其中一实施方式压强调节片的结构示意图。

主要元件符号说明：

1、燃烧换热装置；100、封装基壳；200、燃烧器；300、高温热交换模块；400、过热热交换模块；410、流体过热区；420、蒸汽过热区；500、冷凝热交换模块；600、蒸汽换热管路；610、冷凝换热段；620、流体换热段；630、高温换热段；640、外置蒸汽连接段；650、过热蒸汽段；660、蒸汽输出端口；670、液体输入端口；700、压强变动件； 710、压强调节片；720、收束孔；

2、箱骨架；3、箱壳罩；31、网孔板；4、蒸汽输出管道；41、气压仪；42、温度计；43、泄压阀；5、空气进气管道；51、进气风机；6、液体输入阀；7、滑轮组件；

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参照图1至图8，本实用新型提出的一种全预混冷凝蒸汽锅炉，包括：若干个燃烧换热装置1、箱骨架2、箱壳罩 3及蒸汽输出管道4；

箱壳罩3围设形成有收容腔；若干个燃烧换热装置1 并排间隔安装在箱骨架2，位于收容腔内；

燃烧换热装置1包括封装基壳100、燃烧器200、高温热交换模块300、过热热交换模块400、冷凝热交换模块500 及蒸汽换热管路600；封装基壳100开设有进风口和出风口，燃烧器200、高温热交换模块300、过热热交换模块400 和冷凝热交换模块500在进风口朝出风口的路径上依次设置于封装基壳100内；

蒸汽换热管路600包括有依次连通的冷凝换热段610、流体换热段620、高温换热段630、外置蒸汽连接段640及过热蒸汽段650；冷凝换热段610设置于冷凝热交换模块 500；流体换热段620和过热蒸汽段650设置于过热热交换模块400，且相互独立；高温换热段630设置于高温热交换模块300；

若干个燃烧换热装置1的蒸汽换热管路600的蒸汽输出端口660均与蒸汽输出管道4连通。

本实用新型中，燃烧换热装置1由封装基壳100、燃烧器200和模块化的高温热交换模块300、过热热交换模块 400及冷凝热交换模块500组成。燃烧器200燃烧产生的火焰，朝出风口方向形成温度区间逐渐递减的换热区域，高温火焰形成的热量大部分被靠近燃烧器200的高温热交换模块300和过热热交换模块400所吸收，随后低温烟气立即进入冷凝热交换模块500，进行冷凝预混加热，燃烧换热装置1整体连贯紧凑、便于将燃烧器200、高温热交换模块 300、过热热交换模块400和冷凝热交换模块500组合集成安装于封装基壳100内，降低整体重量，结构紧凑；对于大蒸汽输出功率的蒸汽锅炉，将本实用新型的多个燃烧换热装置1并排安装在箱骨架2上，即可完成大功率蒸汽锅炉整机的组装，相较于现有产品，整机体积得到有效缩减。

此外、蒸汽换热管路600包括依次连通冷凝换热段 610、流体换热段620、高温换热段630、外置蒸汽连接段 640及过热蒸汽段650；冷凝换热段610在冷凝热交换模块 500处利用低温烟气进行预混换热，对内部液体进行初步加热；随后进入流体换热段620，流体换热段620设置于过热热交换模块400，该区域的温度达到500至700℃范围，可对流体进行进一步的热交换，以提高液体整体温度；之后进入高温换热段630，高温换热段630设置于高温热交换模块300，高温热交换模块300靠近燃烧器200设置，该区域温度达到1000至1300℃范围，是进行主要热交换的工作区，在高温换热段630内，液体可大部分转化为蒸汽或半液态半水汽混合形态；随后，经过外置蒸汽连接段640流动至过热蒸汽段650，在过热蒸汽段650内再次吸热完全转化为蒸汽，从而送出燃烧换热装置1。本实用新型，蒸汽换热管路600内蒸汽最终转化部位是末端的过热蒸汽段650，对应的过热热交换模块400区域的温度在500至700℃范围区间内，金属换热管在该环境温度区间内，相较于高温热交换模块300的高温环境与水蒸气接触，具有更强的耐锈蚀耐破裂能力，从而有效降低燃烧换热装置1损坏的现象，提高使用寿命。

本实用新型，通过封装基壳100、燃烧器200和模块化的多个热交换模块组装形成的燃烧换热装置1整体呈长方体箱盒形状，结构紧凑，可有效降低整体重量，通过并排设置多个燃烧换热装置1，可缩减大功率蒸汽锅炉的整机体积。并且，蒸汽换热管路600内蒸汽最终转化部位是末端的过热蒸汽段650，蒸汽换热管路600内蒸汽最终转化部位是末端的过热蒸汽段650，金属换热管在该环境温度区间内，相较于高温热交换模块300的高温环境与水蒸气接触，具有更强的耐锈蚀耐破裂能力。

在本实施例中，外置蒸汽连接段640设置有压强变动件700；压强变动件700可使外置蒸汽连接段640分隔为前后两段压强不同的蒸汽通道。液态水或半液态半水汽混合形态在蒸汽换热管路600内的压强是大于气态蒸汽的，因此，当外置蒸汽连接段640被压强变动件700分隔为前后两端压强不同的蒸汽通道时，气态蒸汽会朝压强相对较小的蒸汽通道扩散。压强大的蒸汽通道处于靠近高温换热段 630的一侧，压强小的蒸汽通道处于靠近过热蒸汽段650 的一侧，从而使气态蒸汽朝过热蒸汽段650扩散，并有效防止过热蒸汽段650的蒸汽回流至高温换热段630，避免高温换热段630因回流蒸汽而腐蚀。

在一些实施例中，压强变动件700为可拆卸安装的可调式流量调整器。可调式流量调整器为对现有技术产品的直接应用，在此不再进行详细秒速。厂家通过流量调整器，可改变经过流量调整器后靠近过热蒸汽段650的半液态半水汽的流速，从而改变该侧的压强，以匹配不同燃料和使用环境进行调整。

在一些实施例中，为了避免用户误操作，压强变动件 700为固定在外置蒸汽连接段640内的压强调节片710。

请参阅图8，具体的，压强调节片710外缘固定于外置蒸汽连接段640内；压强调节片710的中部设有收束孔720，收束孔720的孔径小于外置蒸汽连接段640的孔径。根据文丘里效应，在外置蒸汽连接段640内受限流动的流体，在收束孔720通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比。而由伯努利定律知流速的增大伴随流体压力的降低，因此，在压强调节片710 靠近过热蒸汽段650的一侧，压强会降低，气态蒸汽会朝外置蒸汽连接段640内压强相对较小的靠近过热蒸汽段 650的一侧扩散流动，有效防止蒸汽回流至高温换热段630。

在本实施例中，过热热交换模块400包括流体过热区 410和蒸汽过热区420；流体换热段620设置于流体过热区 410，过热蒸汽段650设置于蒸汽过热区420；流体过热区 410靠近高温热交换模块300设置，蒸汽过热区420设置于流体过热区410远离高温热交换模块300的一侧。由于蒸汽过热区420相对流体过热区410更加远离燃烧器200，因此，蒸汽主要形成及填充的过热蒸汽段650所处的温度相对更低，因此过热蒸汽段650的金属换热管相对更加不易被腐蚀或产生破裂，从而有效降低燃烧换热装置1损坏的现象，提高使用寿命。

在本实施例中，根据燃烧换热装置1的布置结构，和产品定位，蒸汽换热管路600为扁管、圆管、矩形管或翅片管的一种或多种的组合。

在本实施例中，蒸汽换热管路600的冷凝换热段610、流体换热段620、高温换热段630、及过热蒸汽段650在换热模块内走管布管结构，可根据燃烧换热装置1的布置需求，结合现有技术手段，可使用单通道盘管结构，或者多个换热管搭配回转端口等结构往复迂回布管的结构，以及其他蒸汽锅炉燃烧换热装置1现有的走管布管结构。

在本实施例中，蒸汽输出管道4安装有气压仪41、温度计42及泄压阀43。气压仪41可检测蒸汽输出管道4内蒸汽压力值，温度计42可检测蒸汽输出管道4内蒸汽温度，通过泄压阀43可局部排出蒸汽输出管道4内的蒸汽、以降低蒸汽输出管道4内的蒸汽压力。

在本实施例中，全预混冷凝蒸汽锅炉还包括空气进气管道5；燃烧换热装置1的进气口安装有进气风机51；若干个燃烧换热装置1的进气风机51均与空气进气管道5连通；空气进气管道5设置有空气过滤装置。进气风机51均与空气进气管道5连通，统一从空气进气管道5内吸入空气并送入燃烧换热装置1进行燃烧，仅需在空气进气管道5 设置空气过滤装置，即可保证多个燃烧换热装置1内吸入的空气的干净整洁，从而降低个换热模块金属管道的腐蚀损坏，延长蒸汽锅炉的使用寿命，同时仅需对一个空气过滤装置进行更换清洗即可完成清洁。

在本实施例中，蒸汽换热管路600设置有液体输入端口670，液体输入端口670连接有液体输入阀6，液体输入阀6伸出箱壳罩3外。液体输入阀6伸出箱壳罩3外，便于与外界水路连接，以朝燃烧换热装置1的蒸汽换热管路 600输出水。

在本实施例中，箱壳罩3设置有网孔板31。网孔板31 开设有栅网孔，便于观察收容腔内各个燃烧换热装置1的工作情况，同时也可局部阻挡外界脏物直接进入收容腔。

在本实施例中，箱骨架2的底部设置有若干个滑轮组件7。箱骨架2底部设置若干个滑轮组件7，便于移动蒸汽锅炉。

进一步的，滑轮组件7搭配有制动锁止开关，可锁紧固定滑轮组件7，使蒸汽锅炉放置牢靠稳定。

当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，包括：若干个燃烧换热装置(1)、箱骨架(2)、箱壳罩(3)及蒸汽输出管道(4)；

所述箱壳罩(3)围设形成有收容腔；若干个燃烧换热装置(1)并排间隔安装在箱骨架(2)，位于所述收容腔内；

所述燃烧换热装置(1)包括封装基壳(100)、燃烧器(200)、高温热交换模块(300)、过热热交换模块(400)、冷凝热交换模块(500)及蒸汽换热管路(600)；所述封装基壳(100)开设有进风口和出风口，所述燃烧器(200)、高温热交换模块(300)、过热热交换模块(400)和冷凝热交换模块(500)在进风口朝出风口的路径上依次设置于所述封装基壳(100)内；

所述蒸汽换热管路(600)包括有依次连通的冷凝换热段(610)、流体换热段(620)、高温换热段(630)、外置蒸汽连接段(640)及过热蒸汽段(650)；所述冷凝换热段(610)设置于所述冷凝热交换模块(500)；所述流体换热段(620)和过热蒸汽段(650)设置于所述过热热交换模块(400)，且相互独立；所述高温换热段(630)设置于所述高温热交换模块(300)；

若干个所述燃烧换热装置(1)的蒸汽换热管路(600)的蒸汽输出端口(660)均与所述蒸汽输出管道(4)连通。

2.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述外置蒸汽连接段(640)设置有压强变动件(700)；所述压强变动件(700)可使外置蒸汽连接段(640)分隔为前后两段压强不同的蒸汽通道。

3.根据权利要求2所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述压强变动件(700)为固定在所述外置蒸汽连接段(640)内的压强调节片(710)；所述压强调节片(710)外缘固定于所述外置蒸汽连接段(640)内；所述压强调节片(710)的中部设有收束孔(720)，所述收束孔(720)的孔径小于所述外置蒸汽连接段(640)的孔径。

4.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述过热热交换模块(400)包括流体过热区(410)和蒸汽过热区(420)；所述流体换热段(620)设置于所述流体过热区(410)，所述过热蒸汽段(650)设置于所述蒸汽过热区(420)；所述流体过热区(410)靠近所述高温热交换模块(300)设置，所述蒸汽过热区(420)设置于所述流体过热区(410)远离所述高温热交换模块(300)的一侧。

5.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽输出管道(4)安装有气压仪(41)、温度计(42)及泄压阀(43)。

6.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：全预混冷凝蒸汽锅炉还包括空气进气管道(5)；所述燃烧换热装置(1)的进气口安装有进气风机(51)；若干个所述燃烧换热装置(1)的所述进气风机(51)均与所述空气进气管道(5)连通；所述空气进气管道(5)设置有空气过滤装置。

7.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽换热管路(600)设置有液体输入端口(670)，所述液体输入端口(670)连接有液体输入阀(6)，所述液体输入阀(6)伸出所述箱壳罩(3)外。

8.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述箱壳罩(3)设置有网孔板(31)。

9.根据权利要求1所述的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述箱骨架(2)的底部设置有若干个滑轮组件(7)。

Images