CN220417279U - 一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,包括锅炉本体,锅炉本体内部设有炉膛,炉膛底部区域设有燃烧装置,炉膛下部区域设有隔墙,炉膛下部区域与排烟口之间的炉膛上部区域被配置为对流换热区;隔墙将炉膛下部区域划分为并列的第一介质辐射换热区和第二介质辐射换热区,隔墙底部设有分别对应于第一介质辐射换热区和第二介质辐射换热区的两个烟气分配装置;对流换热区设有多个沿垂直于锅炉本体轴线的方向延伸的第一介质对流换热部件和第二介质对流换热部件。本实用新型能够利用单台锅炉设备同时加热水蒸汽和熔盐。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃气锅炉,具体涉及一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,属于能源设备技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展,对能源的需求日益增长。炼铁炼钢过程中产生大量的可燃性气体,直接处理排放造成能源浪费,因此有效回收利用该类低热值可燃性气体的热量是本领域的热门研究方向。例如炼钢过程中的副产品之一的高炉煤气,即是一种较为典型的低热值燃气。传统的以高炉煤气作为燃料的燃气锅炉大多采用火室和对流换热管的结构,加热水而产生过热蒸汽用于发电。而随着用电峰谷时段调峰需求的增加,如何在谷电时段储存系统热量,在峰电时段放热增加发电量,达到较好的调峰目的,越来越受到本领域研究的重视。
现有技术中,配备熔盐储能装置的燃烧高炉煤气产蒸汽发电系统,通常设置单独的燃气锅炉和单独的燃气熔盐加热炉,并需要配备两套单独的控制系统,提高系统建设和运营成本。
实用新型内容
基于以上背景,本实用新型的目的在于提供一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,能够利用单台锅炉设备同时加热水蒸汽和熔盐。
为了实现上述实用新型目的,本实用新型提供以下技术方案:
一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,包括锅炉本体,所述锅炉本体内部设有炉膛,锅炉本体顶部设有连通所述炉膛的排烟口,所述炉膛底部区域设有燃烧装置,所述炉膛下部区域设有隔墙,所述炉膛下部区域与所述排烟口之间的炉膛上部区域被配置为对流换热区;
所述隔墙将炉膛下部区域划分为并列的第一介质辐射换热区和第二介质辐射换热区,所述隔墙底部设有分别对应于第一介质辐射换热区和第二介质辐射换热区的两个烟气分配装置,所述第一介质辐射换热区和所述第二介质辐射换热区分别通过烟气分配装置连通炉膛底部区域;
所述第一介质辐射换热区设有沿平行于锅炉本体轴线的方向延伸的第一介质辐射换热部件,所述第二介质辐射换热区设有沿平行于锅炉本体轴线的方向延伸的第二介质辐射换热部件,所述对流换热区设有多个沿垂直于锅炉本体轴线的方向延伸的第一介质对流换热部件和第二介质对流换热部件,所述第一介质对流换热部件和第二介质对流换热部件沿炉膛内烟气流动方向交错布置。
该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉通过设置隔墙和烟气分配装置,可以灵活调节两种介质辐射换热区的烟气流量分配,从而同时分别加热两种介质,同时产出热熔盐和过热蒸汽,热熔盐的和过热蒸汽的产量可以通过介质流量以及两种介质辐射换热区的烟气流量而调节,达到灵活调峰的目的;该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉采用纵向布置的辐射管和横向布置的对流管,可以合理利用烟气的热量,提高换热效率;在对流换热区,两种介质的对流换热部件交错布置,可以使烟气与两种介质实现充分的换热接触,合理利用炉膛后段烟气热量。
作为优选,所述第一介质辐射换热部件包括若干位于第一介质辐射换热区所在的炉膛侧壁上的第一介质辐射换热管,若干所述第一介质辐射换热管均为U形盘管。
作为优选,所述第二介质辐射换热部件包括若干位于第二介质辐射换热区所在的炉膛侧壁上的第二介质辐射换热管,若干所述第二介质辐射换热管均为U形盘管。
作为优选,所述第一介质对流换热部件的数量为两个,所述第二介质对流换热部件的数量为两个,沿炉膛内烟气流动方向,第一个第一介质对流换热部件设置在炉膛上部区域的底部位置,第一个第二介质对流换热部件设置在第一个第一介质对流换热部件上方,第二个第一介质对流换热部件设置在第一个第二介质对流换热部件上方,第二个第二介质对流换热部件设置在第二个第一介质对流换热部件上方且位于排烟口下方。
作为优选,所述第二个第一介质对流换热部件、第一个第一介质对流换热部件和第一介质辐射换热部件依次连通。
作为优选,所述第二个第二介质对流换热部件、第一个第二介质对流换热部件和第二介质辐射换热部件依次连通。
作为优选,所述第二个第二介质对流换热部件设有第二介质进口。
作为优选,所述第二个第一介质对流换热部件设有第一介质进口。
作为优选,所述燃烧装置包括若干燃气燃烧器,若干燃气燃烧器以锅炉本体轴线为中心沿锅炉本体周向间隔分布于炉膛底部区域。
作为优选,所述烟气分配装置包括框架、挡板和电机,所述框架和所述挡板设于炉膛内,所述电机设于炉膛外,所述框架与炉膛侧壁固定连接,所述挡板铰接于所述框架,所述电机的输出端延伸于炉膛内且连接挡板。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
本实用新型的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,能够利用单台锅炉设备同时加热水蒸汽和熔盐,通过烟气分配装置灵活调节两种介质辐射换热区的烟气流量,从而能够较为便捷和快速的调节热熔盐的和过热蒸汽的产量,该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉特别适用于发电系统,能够提高发电系统调峰灵活性,降低发电系统的建设和运营成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉的内部结构示意图;
图2是本实用新型中烟气分配装置的俯视结构示意图。
图中:1、锅炉本体;2、隔墙;3、燃气燃烧器;4、烟气分配装置;5、第一介质对流换热部件;6、第二介质对流换热部件;7、对流换热管;8、第三联箱;9、第四联箱;10、第五联箱;11、第六联箱;12、第一介质辐射换热部件;13、第二介质辐射换热部件;14、第一介质辐射换热管;15、第一联箱;16、第二介质辐射换热管;17、第二联箱;101、排烟口;102、对流换热区;103、第一介质辐射换热区;104、第二介质辐射换热区;401、框架;402、挡板;403、电机。
具体实施方式
下面通过具体实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解,本实用新型的实施并不局限于下面的实施例,对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。
在本实用新型中,若非特指,所有的份、百分比均为重量单位,所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明,均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件,其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以下结合附图对本实用新型的实施例做出详细说明,在下面的详细说明中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型的实施例的全面理解。然而,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被本领域技术人员所实施。
如图1所示,本实用新型的实施例公开了一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,包括锅炉本体1,锅炉本体1内部设有炉膛,锅炉本体1顶部设有连通炉膛的排烟口101,炉膛底部区域设有燃烧装置,燃烧装置包括多个燃气燃烧器3,多个燃气燃烧器3以锅炉本体1轴线为中心沿锅炉本体1周向间隔分布于炉膛底部区域。
炉膛下部区域设有隔墙2,炉膛下部区域与排烟口101之间的炉膛上部区域被配置为对流换热区102。隔墙2将炉膛下部区域划分为并列的第一介质辐射换热区103和第二介质辐射换热区104,隔墙2底部设有分别对应于第一介质辐射换热区103和第二介质辐射换热区104的两个烟气分配装置4,第一介质辐射换热区103和第二介质辐射换热区104分别通过烟气分配装置4连通炉膛底部区域。第一介质为熔盐,第二介质为水蒸汽。
对流换热区102设有沿垂直于锅炉本体1轴线的方向延伸的两个第一介质对流换热部件5和两个第二介质对流换热部件6,第一介质对流换热部件5和第二介质对流换热部件6沿炉膛内烟气流动方向交错布置。
具体地,沿炉膛内烟气流动方向,第一个第一介质对流换热部件5设置在炉膛上部区域的底部位置,第一个第二介质对流换热部件6设置在第一个第一介质对流换热部件5上方,第二个第一介质对流换热部件5设置在第一个第二介质对流换热部件6上方,第二个第二介质对流换热部件6设置在第二个第一介质对流换热部件5上方且位于排烟口101下方。第二个第二介质对流换热部件6设有第二介质进口,用于引入锅炉给水。第二个第一介质对流换热部件5设有第一介质进口,用于引入冷熔盐。第二个第一介质对流换热部件5、第一个第一介质对流换热部件5和第一介质辐射换热部件12依次连通。第二个第二介质对流换热部件6、第一个第二介质对流换热部件6和第二介质辐射换热部件13依次连通。
第一介质对流换热部件5和第二介质对流换热部件6的结构相同,均包括多个对流换热管7,多个对流换热管7沿垂直于锅炉本体1轴线的方向延伸,形成在炉膛内的横向布置方式,使管内介质与烟气充分对流换热,多个对流换热管7通过联箱连通,联箱位于对流换热管7顶部,沿烟气流动方向,分别为第三联箱8、第四联箱9、第五联箱10和第六联箱11。
第一介质辐射换热区103设有沿平行于锅炉本体1轴线的方向延伸的第一介质辐射换热部件12,第二介质辐射换热区104设有沿平行于锅炉本体1轴线的方向延伸的第二介质辐射换热部件13。
第一介质辐射换热部件12包括多个位于第一介质辐射换热区103所在的炉膛侧壁上的第一介质辐射换热管14,多个第一介质辐射换热管14均为U形盘管,U形盘管的进口和出口均位于第一介质辐射换热区103的顶部,并且连通于第一联箱15,第一联箱15汇集、混合和再分配第一介质辐射换热管14内流动的热熔盐,减小热偏差。第一联箱15的进口连通第一个第一介质对流换热部件5,第一联箱15的出口产出热熔盐。
第二质辐射换热部件包括多个位于第二介质辐射换热区104所在的炉膛侧壁上的第二介质辐射换热管16,多个第二介质辐射换热管16均为U形盘管,U形盘管的进口和出口均位于第二介质辐射换热区104的顶部,并且连通于第二联箱17,第二联箱17汇集、混合和再分配第二介质辐射换热管16内流动的热蒸汽,减小热偏差。第二联箱17的进口连通第一个第二介质对流换热部件6,第二联箱17的出口产出过热蒸汽。
如图2所示,烟气分配装置4包括框架401、挡板402和电机403,框架401和挡板402设于炉膛内,电机403设于炉膛外,框架401与炉膛侧壁固定连接,挡板402铰接于框架401,电机403的输出端延伸于炉膛内且连接挡板402。通过电机403旋转,带动挡板402相对于框架401旋转,可以通过电机403旋转角度改变挡板402相对于框架401的倾斜角度,从而控制挡板402与框架401之间能够使烟气通过的区域,而改变通过烟气分配装置4的烟气量。
该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉的工作原理为,高炉煤气等低热值可燃气体与空气通过燃烧装置在炉膛燃烧,产生高温烟气,高温烟气进入炉膛下部区域,按照分配需要,被烟气分配装置4分配到两边的辐射换热区。一部分烟气进入第一介质辐射换热区103,对第一介质辐射换热管14进行外部辐射换热,给作为第一介质的熔盐进行加热产出热熔盐。另一部分烟气进入第二介质辐射换热区104,对第二介质辐射换热管16进行外部辐射换热,给作为第二介质的水蒸气进行加热产出过热蒸汽。第二介质辐射换热区104的烟气热量较高,因此第二介质辐射换热管16产出的为过热蒸汽。经过辐射换热的烟气进入对流换热区102,烟气在对流换热区102依次交替对设置的两种介质对流换热部件进行外部对流换热,将低温熔盐加热至中温,将水加热至饱和蒸汽。
该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉通过设置隔墙2和烟气分配装置4,可以灵活调节两种介质辐射换热区的烟气流量分配,从而同时分别加热两种介质,同时产出热熔盐和过热蒸汽,热熔盐的和过热蒸汽的产量可以通过介质流量以及两种介质辐射换热区的烟气流量而调节,达到灵活调峰的目的。
该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉采用纵向布置的辐射管和横向布置的对流管,可以合理利用烟气的热量,提高换热效率。在对流换热区102,两种介质的对流换热部件交错布置,可以使烟气与两种介质实现充分的换热接触,合理利用炉膛后段烟气热量。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:该水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉包括锅炉本体(1),所述锅炉本体(1)内部设有炉膛,锅炉本体(1)顶部设有连通所述炉膛的排烟口(101),所述炉膛底部区域设有燃烧装置,所述炉膛下部区域设有隔墙(2),所述炉膛下部区域与所述排烟口(101)之间的炉膛上部区域被配置为对流换热区(102);
所述隔墙(2)将炉膛下部区域划分为并列的第一介质辐射换热区(103)和第二介质辐射换热区(104),所述隔墙(2)底部设有分别对应于第一介质辐射换热区(103)和第二介质辐射换热区(104)的两个烟气分配装置(4),所述第一介质辐射换热区(103)和所述第二介质辐射换热区(104)分别通过烟气分配装置(4)连通炉膛底部区域;
所述第一介质辐射换热区(103)设有沿平行于锅炉本体(1)轴线的方向延伸的第一介质辐射换热部件(12),所述第二介质辐射换热区(104)设有沿平行于锅炉本体(1)轴线的方向延伸的第二介质辐射换热部件(13),所述对流换热区(102)设有多个沿垂直于锅炉本体(1)轴线的方向延伸的第一介质对流换热部件(5)和第二介质对流换热部件(6),所述第一介质对流换热部件(5)和第二介质对流换热部件(6)沿炉膛内烟气流动方向交错布置。
2.根据权利要求1所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第一介质辐射换热部件(12)包括若干位于第一介质辐射换热区(103)所在的炉膛侧壁上的第一介质辐射换热管(14),若干所述第一介质辐射换热管(14)均为U形盘管。
3.根据权利要求1所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第二介质辐射换热部件(13)包括若干位于第二介质辐射换热区(104)所在的炉膛侧壁上的第二介质辐射换热管(16),若干所述第二介质辐射换热管(16)均为U形盘管。
4.根据权利要求1所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第一介质对流换热部件(5)的数量为两个,所述第二介质对流换热部件(6)的数量为两个,沿炉膛内烟气流动方向,第一个第一介质对流换热部件(5)设置在炉膛上部区域的底部位置,第一个第二介质对流换热部件(6)设置在第一个第一介质对流换热部件(5)上方,第二个第一介质对流换热部件(5)设置在第一个第二介质对流换热部件(6)上方,第二个第二介质对流换热部件(6)设置在第二个第一介质对流换热部件(5)上方且位于排烟口(101)下方。
5.根据权利要求4所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第二个第一介质对流换热部件(5)、第一个第一介质对流换热部件(5)和第一介质辐射换热部件(12)依次连通。
6.根据权利要求4所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第二个第二介质对流换热部件(6)、第一个第二介质对流换热部件(6)和第二介质辐射换热部件(13)依次连通。
7.根据权利要求4所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第二个第二介质对流换热部件(6)设有第二介质进口。
8.根据权利要求4所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述第二个第一介质对流换热部件(5)设有第一介质进口。
9.根据权利要求1所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述燃烧装置包括若干燃气燃烧器(3),若干燃气燃烧器(3)以锅炉本体(1)轴线为中心沿锅炉本体(1)周向间隔分布于炉膛底部区域。
10.根据权利要求1所述的一种水蒸汽与熔盐双介质燃气锅炉,其特征在于:所述烟气分配装置(4)包括框架(401)、挡板(402)和电机(403),所述框架(401)和所述挡板(402)设于炉膛内,所述电机(403)设于炉膛外,所述框架(401)与炉膛侧壁固定连接,所述挡板(402)铰接于所述框架(401),所述电机(403)的输出端延伸于炉膛内且连接挡板(402)。
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