CN220417677U - 一种节能冷凝锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能冷凝锅炉，其特征在于：包括具有炉腔的炉体，所述炉腔内设有一级换热器、二级换热器及燃烧器，所述燃烧器及一级换热器均为两组，两组所述燃烧器分别设置于所述炉腔下方的两侧，每组所述一级换热器分别设置于一组所述燃烧器的外部；所述二级换热器设置于两组所述一级换热器的上方；所述炉腔内还设有朝上开口隔热机构，所述隔热机构设置于两组所述一级换热器的上方，所述二级换热器设置于所述隔热机构的开口内，且所述二级换热器靠近所述开口的顶部设置；所述二级换热器与所述隔热机构开口的底部之间具有排烟通道。本实用新型节约了能耗，降低了成本，同时减少了空间的占用。

Description

一种节能冷凝锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉技术领域，尤其涉及一种节能冷凝锅炉。

背景技术

冷凝锅炉具有高效节能环保的特点，是锅炉行业的发展方向。冷凝锅炉就是利用高效的冷凝余热回收装置来吸收锅炉排出的高温烟气中的显热和水蒸气凝结所释放的潜热，以达到提高锅炉热效率的目的。

在行业惯例中，锅炉的功率一般与其配套的燃烧系统相匹配，例如4吨(2800KW)的冷凝锅炉采用的是2800kw标准燃烧器，也就是通过对应功率的燃烧器来对锅炉的吨位进行划分。其中，以5600kw功率的8吨位锅炉为例，一般采用的是单燃烧器，在现有技术水平下，燃烧器的调节比一般能做到20％～100％，相对于传统锅炉的两段火或三段火，该燃烧器的负荷调节范围已经有了很大的改进。

在供暖行业中，锅炉选型时需考虑锅炉既要满足严寒阶段供暖需求，也要保证在供暖初期及末期，供暖负荷很低的情况下，锅炉可以稳定运行，不会因为负荷过低而出现锅炉频繁启停的情况。在这样的应用中就需要锅炉有更大的负荷调节比，对于上述情况一般有两种处理方式，一种是增大锅炉燃烧系统的调节比，另一种是采用多模块锅炉组合的方式(多个吨位锅炉组合在一起)。多模块组合在一定程度上会增加初始设备投资费用，同时安装空间的要求也更大，而锅炉燃烧系统的调节比也不太好调整。因此，如何解决上述技术问题，是本领域技术人员需要努力的方向。

发明内容

本实用新型目的是提供一种节能冷凝锅炉，通过使用该结构，更加节能，降低维修率，延长使用寿命，同时，还能够减少锅炉对空间的占用。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种节能冷凝锅炉，包括具有炉腔的炉体，所述炉腔内设有一级换热器、二级换热器及燃烧器，所述燃烧器及一级换热器均为两组，

两组所述燃烧器分别设置于所述炉腔下方的两侧，每组所述一级换热器分别设置于一组所述燃烧器的外部；

所述二级换热器设置于两组所述一级换热器的上方；

所述炉腔内还设有朝上开口隔热机构，所述隔热机构设置于两组所述一级换热器的上方，所述二级换热器设置于所述隔热机构的开口内，且所述二级换热器靠近所述开口的顶部设置；

所述二级换热器与所述隔热机构开口的底部之间具有排烟通道。

上述技术方案中，所述隔热机构下方的炉腔内还设有一隔板，所述隔板的两端分别与所述炉腔的内壁相连，所述隔板的两侧分别构成独立炉腔，每组所述燃烧器及一级换热器分别设置于一独立炉腔内。

上述技术方案中，所述隔热机构的每一侧分别与所述炉腔的对应侧壁之间构成连接通道，所述隔热机构与所述炉腔的顶部之间构成顶部通道，所述顶部通道分别经两侧连接通道与两侧所述独立炉腔相连通；

所述燃烧器在所述独立炉腔内产生的高温烟气依次经过所述一级换热器、连接通道、顶部通道、二级换热器后进入至所述排烟通道内。

上述技术方案中，所述隔热机构沿着所述燃烧器的轴线方向布置，所述隔热机构包括中空隔板，所述中空隔板的内部设有一密闭的中空夹层，所述中空夹层两侧分别设有与所述中空夹层连通的进气口及出气口，所述进气口及出气口分别与所述炉体的外壁相连通。

上述技术方案中，所述炉体外还设有与所述燃烧器进气口连接的风机，所述中空夹层的出气口与所述风机的进气口相连。

上述技术方案中，所述中空隔板包括V型板及分别设置于V型板两侧的立板，所述V型板包括自中部朝向侧部上方倾斜设置的两块斜板，两块所述斜板的内端相连，两块所述立板的底部分别与一块所述斜板的外端相连，所述中空夹层设置于所述立板及斜板内部。

上述技术方案中，所述二级换热器设置于两块所述立板之间的所述V型板的上方，且所述二级换热器靠近所述立板的顶部设置，所述排烟通道设置于所述二级换热器与所述V型板之间。

上述技术方案中，所述二级换热器的长度小于所述第一换热器的长度，所述二级换热器的前端设置于所述一级换热器前端的正上方，所述二级换热器的后端设置于所述一级换热器的中部上方；

所述炉体的外部设有一烟囱，所述烟囱设置于所述二级换热器后端的炉体外部，所述烟囱与所述排烟通道的后端相连通。

上述技术方案中，所述炉体的外部还设有给予所述一级换热器及二级换热器供水的水管，所述水管的进水口提供的水依次经过二级换热器、一级换热器后，经所述水管的排水口排出。

上述技术方案中，所述一级换热器包括内圈换热管及位于内圈换热管外围的外圈换热管，所述内圈换热管内具有容纳腔，所述燃烧器安装于所述容纳腔内；

所述二级换热器包括由上至下间隔布置的多排二级换热管。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1.本实用新型中在炉体内设置两组燃烧器，两组燃烧器的设置，其能够同时使用，也能够单独使用，这样能够使得锅炉的功率能够调节更小，能够进一步节约能耗，降低成本，同时，防止锅炉的频繁启停，降低维修率，延长燃烧器的使用寿命；

2.本实用新型中采用两组燃烧器设置在一个锅炉里面，既能够增大锅炉负荷调节比，又能够降低设备的成本，降低使用者的采购成本，同时锅炉结构更加紧凑，减少安装空间的需求；

3.本实用新型中一级换热器与二级换热器之间设置隔热机构，用于保证烟气与对应换热器的充分换热，有效的保证换热效果；

4.本实用新型中在隔热机构内设置中空夹层，燃烧器的进气通过中空夹层进入，这样在高温的烟气和隔热机构接触的时候，外部的冷空气进入到中空夹层内，利用冷空气对经过一级换热器之后的高温烟气进行一个隔热保温的作用，同时能够给予隔热机构一个降温作用，减少热量的散发，保证二级换热器的换热效果，同时，还能够对燃烧器的进气温度进行预热，这样能够起到空气预热器的作用，使得后续燃烧器燃烧的时候，减少能耗，降低成本；

5.本实用新型中高温烟气经过一级换热器之后朝上流动，然后再朝下流动经过二级换热器，这样能够增加烟气反窜的阻力，能够防止烟气反窜产生而对换热及冷凝产生影响；

6.本实用新型中在两组燃烧器之间设置隔板隔开，这样减少一组燃烧器使用时候对另外一组燃烧器的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3图是2的左视图；

图4是图1的立体结构示意图；

图5是图3的立体结构示意图；

图6是图2中A-A的剖视结构示意图(箭头为燃烧器产生的烟气流动路径方向)；

图7是图3中B-B的剖视结构示意图(箭头为燃烧器产生的烟气流动路径方向)。

其中：1、炉腔；2、炉体；3、一级换热器；4、二级换热器；5、燃烧器；6、隔热机构；7、排烟通道；8、水管；9、隔板；10、独立炉腔；11、连接通道；12、顶部通道；13、烟囱；14、中空隔板；15、中空夹层；16、燃烧器进气口；17、V型板；18、立板；19、斜板；20、内圈换热管；21、外圈换热管；22、二级换热管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图1～7所示，一种节能冷凝锅炉，包括具有炉腔1的炉体2，所述炉腔内设有一级换热器3、二级换热器4及燃烧器5，所述燃烧器5及一级换热器3均为两组，

两组所述燃烧器5分别设置于所述炉腔1下方的两侧，每组所述一级换热器3分别设置于一组所述燃烧器5的外部；

所述二级换热器4设置于两组所述一级换热器3的上方；

所述炉腔1内还设有朝上开口隔热机构6，所述隔热机构6设置于两组所述一级换热器3的上方，所述二级换热器4设置于所述隔热机构6的开口内，且所述二级换热器4靠近所述开口的顶部设置；

所述二级换热器4与所述隔热机构6开口的底部之间具有排烟通道7。

在本实施例中，以一级换热器、二级换热器及燃烧器前后轴向布置为例，一级换热器、二级换热器及燃烧器平行设置，两组燃烧器的功率相同，以锅炉总功率5600kw为例，每一燃烧器的功率为2800kw，这样当室温偏高的时候，冷凝锅炉所需功率较低的时候，可以只开一组燃烧器，并且该组燃烧器最低功率可以维持在560kw，这样调节比的下限更低，能够以更低能耗的运行，减少频繁启停的问题(燃烧器的启动的过程中，能耗比较高)，减少因为燃烧器频繁启停而导致的易损坏、维修率高、寿命低的问题，同时节约能耗，降低成本。

同时，在本实施例中，两组燃烧器可以分别控制，可以单独工作，也可以同时工作，其中，燃烧器燃烧过程中会产生高温的烟气，由于高温烟气会朝上流动，因此，高温烟气会经过一级换热器换热之后，烟气的温度会降低一部分，然后朝上移动，在朝上移动的时候，会先碰触到隔热机构，通过隔热机构对高温烟气进行阻挡，使得高温烟气只能够从隔热机构和炉腔的内壁之间朝上流动到炉腔的顶部，这样高温烟气会处在隔热机构的上方，由于排烟通道处在二级换热器和隔热机构开口的底部之间，这样高温烟气则朝下移动，朝向隔热机构的开口内流动，然后再从排烟通道排出。在高温烟气进入到排烟通道的过程中，会经过二级换热器，利用二级换热器进行换热，进而将高温烟气的温度降低，这样温度降低之后的烟气从排烟通道排出。其中，隔热机构的设置，能够将从一级换热器流出的高温烟气和二级换热器流出的烟气之间的温度进行分隔，这样能够防止高温烟气再次加热排烟通道内的低温烟气，减少锅炉热损失。在本实施例中，燃烧器送出的高温烟气，会先上升之后再下降，这个过程中，烟气走了一个弯道，能够增加烟气反窜的阻力，防止多台锅炉共用烟囱时，烟湿气反窜导致换热器腐蚀加剧。

其中，所述炉体的外部还设有给予所述一级换热器3及二级换热器4供水的水管8，所述水管8的进水口提供的水依次经过二级换热器4、一级换热器3后，经所述水管8的排水口排出。其中，水会先经过二级换热器之后，内部的水会经过二级换热器进行预热，然后再进入到一级换热器，进一步对水进行升温(经过一级换热器的烟气温度会高于经过二级换热器的烟气温度)，提高换热效果。

参见图6所述，所述隔热机构6下方的炉腔内还设有一隔板9，所述隔板9的两端分别与所述炉腔1的内壁相连，所述隔板9的两侧分别构成独立炉腔10，每组所述燃烧器5及一级换热器3分别设置于一独立炉腔10内。

在本实施例中，隔板的设置，能够将两个燃烧器隔开，这样能够减少其中一个独立炉腔内燃烧器点火使用之后，对另外一个独立炉腔内燃烧器的影响。进一步的，隔板的前端及后端分别与炉腔的内壁连接，隔板和隔热机构之间具有间距，隔板的底部与炉腔的底部之间具有间距，隔板不完全将两个独立炉腔完全隔开，这样隔板不仅能够进行分隔，减少单个燃烧器点火使用时对另外一个燃烧器的影响，同时，两个独立炉腔又不完全独立，还能够连通，起到一个气压平衡的作用，防止气压不平衡对炉体的伤害。

参见图6所示，所述隔热机构6的每一侧分别与所述炉腔1的对应侧壁之间构成连接通道11，所述隔热机构6与所述炉腔1的顶部之间构成顶部通道12，所述顶部通道12分别经两侧连接通道11与两侧所述独立炉腔10相连通；

所述燃烧器5在所述独立炉腔内产生的高温烟气依次经过所述一级换热器3、连接通道11、顶部通道12、二级换热器4后进入至所述排烟通道7内。

在本实施例中，独立炉腔、连接通道、顶部通道、二级换热器和排烟通道之间构成一条烟气流动通道，这样燃烧器产生的高温烟气，会先经过一级换热器进行一次高温换热之后，由于高温烟气受到隔板、隔热机构和炉腔内壁的限制，其只能够从连接通道朝上流动，当流动到顶部通道之后，其中，排烟通道的一端具有烟囱，烟囱和外部连通，这样高温的烟气只能够经过二级换热器之后，流入到排烟通道，再从烟囱排出。

进一步的，参见图7所示，所述二级换热器4的长度小于所述第一换热器3的长度，所述二级换热器4的前端设置于所述一级换热器3前端的正上方，所述二级换热器4的后端设置于所述一级换热器3的中部上方；

参见图5、6所示，所述炉体的外部设有一烟囱13，所述烟囱设置于所述二级换热器4后端的炉体2外部，所述烟囱13与所述排烟通道7的后端相连通。

在本实施例中，二级换热器比一级换热器的长度更短，而且烟囱朝上，这样能够减少锅炉的空间占用。

参见图6所示，所述隔热机构6沿着所述燃烧器5的轴线方向布置，所述隔热机构包括中空隔板14，所述中空隔板14的内部设有一密闭的中空夹层15，所述中空夹层15两侧分别设有与所述中空夹层15连通的进气口及出气口，所述进气口及出气口分别与所述炉体2的外壁相连通。

所述炉体2外还设有与所述燃烧器进气口16连接的风机(风机图中未画出)，所述中空夹层15的出气口与所述风机的进气口相连。

在本实施例中，如果说隔热机构只采用单纯的隔板，或者说采用单纯的隔热材料制成的隔板，虽然起到一个隔热作用，但是还是会起到一定的导热，进而造成热量的浪费。因此，在本实施例中，中空隔板内设置中空夹层，进气口和外部连通，出气口则和风机连接，这样在燃烧器燃烧的时候，风机会吹入燃料和通过中空夹层输送的空气进入燃烧器进行混合燃烧，在燃烧器燃烧的过程中，外部的空气通过中空夹层的进气口进入到中空夹层内，再通过风机送出，在外部空气进入到中空夹层内，并且在中空夹层流动的过程中，由于高温的烟气会和中空隔板接触，这样高温的烟气会将进入到中空夹层的空气进行预热，使得进入到燃烧器的空气温度会升高，升温的空气进入到燃烧器内，这样在对燃料燃烧的时候，能够减少对空气加热的能耗，进而能够节约能耗，降低成本。在本实施例中，中空夹层以及在内流动空气的设置，既能够起到一个隔热作用，同时，还能够利用内部的高温烟气对进入燃烧器的空气进行预热，节约了能耗，降低了成本。

所参见图6所示，述中空隔板包括V型板17及分别设置于V型板17两侧的立板18，所述V型板17包括自中部朝向侧部上方倾斜设置的两块斜板19，两块所述斜板19的内端相连，两块所述立板18的底部分别与一块所述斜板19的外端相连，所述中空夹层15设置于所述立板18及斜板19内部。

所述二级换热器设置于两块所述立板之间的所述V型板的上方，且所述二级换热器靠近所述立板的顶部设置，所述排烟通道设置于所述二级换热器与所述V型板之间。

其中，隔板的顶部靠近V型板的底面中部，这样隔板和中空隔板之间构成一个类Y型结构，二级换热器处在类Y型结构顶部的开口内，两组燃烧器和一级换热器则分别处在Y型结构的两侧，起到将两组燃烧器和一级换热器分隔的作用，减少单组燃烧器点火使用时候对另外一组燃烧器的影响。

参见图6所示，所述一级换热器包括内圈换热管20及位于内圈换热管外围的外圈换热管21，所述内圈换热管内具有容纳腔，所述燃烧器安装于所述容纳腔内；

所述二级换热器包括由上至下间隔布置的多排二级换热管22，在本实施例中，二级换热器包括由上至下间隔布置的五排二级换热管，每一排二级换热管为多个横向间隔设置的换热管。

在本实施例中，内圈换热管为多个，多个内圈换热管围绕构成一环形结构，外圈换热管为多个，多个外圈换热管围绕构成一个环形结构。

高温烟气先经过内圈换热管，之后，再经过外圈换热管，这样能够利用内圈换热管和外圈换热管进行一次换热，再通过多排二次换热管进行二次换热，尽可能的利用烟气的温度进行换热，提高换热效果。

同时，在本实用新型中，冷凝锅炉的功率为两组燃烧器功率之和，同时，燃烧器可以采用圆柱形水冷燃烧器，也可以使用金属纤维网表面燃烧器，或者其他类型的燃烧器。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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者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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，比如，两者通过抵接、触接等形成机械的抵靠或抵触的连接方式，两者也可以是直接挂接或者通过中间媒介进行挂装连接等，也可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种节能冷凝锅炉，其特征在于：包括具有炉腔的炉体，所述炉腔内设有一级换热器、二级换热器及燃烧器，所述燃烧器及一级换热器均为两组，

两组所述燃烧器分别设置于所述炉腔下方的两侧，每组所述一级换热器分别设置于一组所述燃烧器的外部；

所述二级换热器设置于两组所述一级换热器的上方；

所述炉腔内还设有朝上开口隔热机构，所述隔热机构设置于两组所述一级换热器的上方，所述二级换热器设置于所述隔热机构的开口内，且所述二级换热器靠近所述开口的顶部设置；

所述二级换热器与所述隔热机构开口的底部之间具有排烟通道。

2.根据权利要求1所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述隔热机构下方的炉腔内还设有一隔板，所述隔板的两端分别与所述炉腔的内壁相连，所述隔板的两侧分别构成独立炉腔，每组所述燃烧器及一级换热器分别设置于一独立炉腔内。

3.根据权利要求2所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述隔热机构的每一侧分别与所述炉腔的对应侧壁之间构成连接通道，所述隔热机构与所述炉腔的顶部之间构成顶部通道，所述顶部通道分别经两侧连接通道与两侧所述独立炉腔相连通；

所述燃烧器在所述独立炉腔内产生的高温烟气依次经过所述一级换热器、连接通道、顶部通道、二级换热器后进入至所述排烟通道内。

4.根据权利要求1所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述隔热机构沿着所述燃烧器的轴线方向布置，所述隔热机构包括中空隔板，所述中空隔板的内部设有一密闭的中空夹层，所述中空夹层两侧分别设有与所述中空夹层连通的进气口及出气口，所述进气口及出气口分别与所述炉体的外壁相连通。

5.根据权利要求4所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述炉体外还设有与所述燃烧器进气口连接的风机，所述中空夹层的出气口与所述风机的进气口相连。

6.根据权利要求4所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述中空隔板包括V型板及分别设置于V型板两侧的立板，所述V型板包括自中部朝向侧部上方倾斜设置的两块斜板，两块所述斜板的内端相连，两块所述立板的底部分别与一块所述斜板的外端相连，所述中空夹层设置于所述立板及斜板内部。

7.根据权利要求6所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述二级换热器设置于两块所述立板之间的所述V型板的上方，且所述二级换热器靠近所述立板的顶部设置，所述排烟通道设置于所述二级换热器与所述V型板之间。

8.根据权利要求1所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述二级换热器的长度小于所述一级换热器的长度，所述二级换热器的前端设置于所述一级换热器前端的正上方，所述二级换热器的后端设置于所述一级换热器的中部上方；

所述炉体的外部设有一烟囱，所述烟囱设置于所述二级换热器后端的炉体外部，所述烟囱与所述排烟通道的后端相连通。

9.根据权利要求1所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述炉体的外部还设有给予所述一级换热器及二级换热器供水的水管，所述水管的进水口提供的水依次经过二级换热器、一级换热器后，经所述水管的排水口排出。

10.根据权利要求1所述的节能冷凝锅炉，其特征在于：所述一级换热器包括内圈换热管及位于内圈换热管外围的外圈换热管，所述内圈换热管内具有容纳腔，所述燃烧器安装于所述容纳腔内；

所述二级换热器包括由上至下间隔布置的多排二级换热管。