CN2204970Y - 换热器式热水锅炉 - Google Patents

Abstract

一种换热器式热水锅炉，属于小型热水锅炉技术 领域，主要解决小型热水锅炉热效率低和冒黑烟对环 境污染的问题，其主要特点是将锅炉体分为燃烧室和 对流室，燃烧室内衬耐火砖不吸收辐射热，燃料充分 燃烧放热，对流室由管束组成，主要吸收燃烧放出的 热量，尾部设空气预热器，低温烟气与冷空气换热，往 燃烧室下部送热风补氧助燃，这样组合效果最佳，即 提高了热效率，又消除了冒黑烟，减小了对环境的污 染，且节能、检修方便，并可适应于燃煤、油、气使用。

Description

本实用新型涉及小型热水锅炉技术领域。

目前，使用的小型热水锅炉有KZWP型和WNN型两种系列产品。从结构型式上看，没有脱离老式兰开夏锅炉的炉型，两侧水冷壁支承一个大型锅筒，在锅筒内制成反烟道，因此加工工艺复杂，耗钢量大，炉本体容积大，从授热面布置上看，辐热授热面积布置过多，煤在炉膛内燃烧需要高温助燃，由于辐射面积多，造成炉膛温度低，煤在燃烧过程中产生的可燃性气体得不到充分的燃烧，这是锅炉冒里烟的主要原因。对流授热面为水平布置，这样布置烟管内积灰尘过多，影响传热，除灰困难，排烟温度高。从炉排面积上看，布置过大，给工人司炉操作造成困难，从烟气阻力上看，采用三反烟流程，锅炉尾部增加除尘器，因此烟气阻力大，需增加附烟道，提高了施工费用。从烟气流程上看，没有脱离老式兰开夏锅炉的三反烟流程，与水流程不能直接对流循环，所以这种流程的传热效果不佳。炉内烟气流程中没有集尘装置，部分重的灰尘颗粒由除尘器收回，其它大部分灰尘排入大气中。从炉内水流程上看：KXWP型热水炉，进水口设在锅筒上，水进入锅筒中心两侧均匀分布，出水口设在锅筒上，这种水流方式称为在等压情况下自然循环。而WNN型热水锅炉，进水口设在下联箱后部，出水口设在上锅筒的前部，这种水流方式称为炉内自由循环，这两种水流方式与三反烟流程换热效果均不佳。由于水流程不合理，布置在炉膛内高温区的水冷壁管阻力大，水流的少，时间长了会产生水垢，最后易发生爆管，这是爆管的主要原因，从围炉结构上看，采用耐火砖红砖围护，增加炉重，除尘困难，密封不严，热损失大，从补氧助燃上看，一般的小型热水锅炉不设空气预热器，而是直接向燃烧室炉排下鼓冷空气助燃，这是小型热水锅炉热效率低的主要原因。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、制作容易、热效率高、除效果显著的换热器式热水锅炉。

本实用新型是这样实现的：将锅炉本体分成两部分，一是燃烧室，不吸收辐射热，燃料在燃烧室内充分燃烧和放热；二是对流室，由燃烧室出来的高温烟气，在对流室与水充分换热。由对流室出来的低温烟气，再进入空气预热器与进入空气预热器的冷空气进行换热，最后烟气经烟囱排入大气中，而从空气预热器中出来的热空气通过热风连接管送到燃烧室底部进行补氧助燃。

燃烧室由上、下联箱和两侧水冷壁管焊接而成，水冷壁管之间采用鳍片联接密闭，内衬耐火砖，外有保温填料，保温骨架及铁板保护层；在燃烧室后端联接对流室，该对流室由多组管束组成，采用装配组装，每组管束的边管采用鳍片密闭，外有保温填料，保温骨架及铁板保护层；在对流室的出烟口联接调节伐，引风机，在引风机的出烟口联接一空气预热器，从该预热器引出的热风连接管与燃烧室进风管联接。

对流室的每一组管束由两下汇水管、下横管、边管、竖管、上横管、短立管、上汇水管组成，两个下汇水管之间联接下横管，在下横管上联接边管和竖管，边管之间用鳍片密闭焊接，竖管上端与上横管联接，在上横管中部接短立管，在短立管上端联接上汇水管每一组管束的竖管最后一排用鳍纵片向密闭，并留有出烟口，鳍片纵向密封用作隔烟板控制烟气流动方法，每组管束采用立式组对，在上、下汇流管相互联接的法兰之间交错设有堵板和孔板，用于控制水流方向，第一组管束设进烟口和出水孔，与燃烧室的出烟孔和进水孔相连接，每组管束设出烟口，最后一组管束设进水孔与出烟孔，每组管束立式组对联接后，使烟气在对流室内叉排流动。为提高消烟除尘效果，在燃烧室炉排后设有集灰箱，在对流室每组管束下端分别设有集灰箱，当烟气通过每组管束时，其烟气中的灰尘、颗粒，碰撞管束的竖管后坠入集灰箱内，起到消烟除尘的作用。

空气预热器设在引风机出口处，预热器顶端为烟囱，预热器侧壁上设有上清灰口，下清灰口，冷空气入口、热空气出口和烟气入口，热空气出口与热风连接管相连接。使对流室排出的余热烟气，通过空气预热器产生热交换，热交换后的热空气通过热风连接管，向燃烧室输送，以提高燃烧效果。

本实用新型与已有技术相比具有如下优点：

1、从组合形式看，取消了大型锅筒，脱离了老式锅炉的炉型，结构简单、制作工艺简单，炉内水溶积小，减轻炉重，降低了金属耗量。

2、改变了燃烧方式：燃烧室四壁衬耐火砖，不吸收辐射热，燃料在燃烧时，将耐火砖烧红，这样就提高了炉膛温度，降低了炉膛水冷度，对燃烧起助燃作用，燃料在燃烧过程中产生的可燃烧气体能得到充分的燃烧和放热。

3、由于炉膛温度高，燃料燃烧的彻底，含炭量小，烟囱冒白烟，在整个采暖期，只要点炉运行，烟囱就冒白烟，达到环境保护要求，减少对环境的污染，是理想的环保设备。

4、改变烟气流程，消除了老式锅炉的三反烟流程，烟气流动方式为直流式，高温烟气在引风机的作用下进入对流室的入口，由每组管束的烟气隔板控制流动方向，以水平曲折逐渐到对流室出口，进入引风机，再进入空气预热器，经烟囱排入大气中。烟气由高温区逐渐降温到低温区，与水进行逆向热交换，冷空气进入空气预热器与低温烟气进行逆向热交换，热空气回到燃烧室底部补氧助燃。

5、改变炉内水流程，改变了老式锅炉水流方式，水流方式为直流式，水由入口进入对流室，由上、下堵板、孔板控制水流方向，经下、上几个回程由出口进入燃烧室入口，由堵板控制水流方向以下上一回程经燃烧室出口进入供水分水缸。水从低温区进入逐渐到高温区出炉，烟气从高温区逐渐到低温出炉，这样做到低温水与低温烟气进行换热，高温水与高温烟气同样也进行换热，这就达到烟气和水进行对流换热的目的，这样的传热效果最佳，相应的提高了锅炉的热效率。

6、锅炉尾部不设除尘器而设空气预热器，利用烟气在炉内流动过程中进行除尘的，由烟道截面积控制烟气在炉内变速流动，烟气出燃烧室后，重的灰尘颗粒积落在燃烧室后积灰箱内，当烟气进入对流室后，采用挡烟降温除尘方法，管束为立式组对，烟气叉排流动，当烟气与立管互相碰撞时，重的灰尘颗粒逐渐的集落在每组管束下的积灰箱内，引风机出口的烟气以切线方向进入空气预热器，烟气在烟囱内以离心方式又进行一次除尘，重的灰尘颗粒集落在中心。烟气在流动过程中，经过多次除尘，因此，排出的烟气对环境的污染很小，符合环保要求。

7、对水质的要求，本实用新型采用低温水供暖，锅炉出口温度为70℃，回水温度为60℃，水在炉内只发生物理变化，不产生化学变化，因此水在炉内不产生水垢，另外燃烧室的水冷壁管内衬耐火砖，不直接受辐射热的作用，再加上炉内水流截面积布置合理，不产生死水现象，因此不产生爆管事故，锅炉房内不设软化水设备。

8、围护结构，取消耐火砖、红砖围护结构，采用鳍片密闭，耐火焦泥找平，保温骨架，保温填料，镀锌铁皮保护层，鳍片受热后，将热量传给水带入系统中，减少了炉热损失，提高了热效率，同时也减轻炉体重量。

9、组装形式，所有锅炉均为整体式结构而本实用新型是采用装配式的，在运行中发生故障和夏季停炉时，可以解体检修，更换对流室管束，前后管束可以换用，对流管束可以彻底清灰，检修，清灰完后重新组装，这样可以使设备处在常年的高效运行状态，达到运行的经济性，实现节约燃料的目的。

10、本实用新型结构简单、重量轻、热效率高，燃烧室用于燃油气时，只改门装置，增设以防爆装置，就可以燃油、气，为燃油、气热水锅炉。

以下结合附图对本实用新型作以描述。

图1为本实用新型平面结构布置示意图

图2为图1A－B－C－D剖视结构示意图

图3为图2燃烧室、对流室放大示意图

图4为图3B－B剖视结构示意图

图5为图1C－C向视图

图6为图1B－C－D－E剖视结构示意图

图7为管束下清灰箱示意图

图8为图7A－A向示意图

图9为图7B－B向示意图

图10为炉内水流程示意图

参见附图：燃烧室1由上、下联箱28、56和两侧水冷壁管36焊接而成，水冷壁管36之间采用鳍片37联接密闭，内衬耐火砖38，外有保温填料39，保温骨架40及铁板保护层41；在燃烧室1后端联接对流室2，该对流室2由多组管束组成，采用装配组装，每组管束的边管43采用鳍片42密闭，外有保温填料39、保温骨架40、及钢板保护层41，在对流室2的出烟口3联接大小头连接管4，连接短管5、波形伸缩节6，调节伐7、引风机8，在引风机8的出烟口用连接短管9与空气预热气器11联接，从该空气预热器11引出的热风连接管14与燃烧室进风管16联接，（见图1、图2、图3、图4、图5、图6）；对流室的每组管束由两下汇水管46、下横管53、边管43、竖管52、上横管51、短立管50、上汇水管49组成，两下汇水管46之间联接下横管53，在下横管、上联接边管43和竖管52，边管43之间用鳍片42密闭焊接，竖管52上端与上横管51联接，在上横管52中部接短立管50，在短立管50上端联接上汇水管49，每组管束由上、下汇上的法兰29相互联接（见图3、图4、图6）；在燃烧室炉排34后设有集灰箱33，在对流室2每组管束下端分别设有集灰箱32，在集灰箱侧壁装有清灰口54（见图3、图7、图8、图9）；为控制烟气在对流室内的流动方向，在对流室每一组管束的竖管52最后一排用鳍片48纵向密闭，形成挡板，并留有出烟口47，使烟气44在对流室内曲折流动；为控制水的流向，在上、下汇水管相互联接的法兰31之间交错装有堵板30和孔板29（见图4、图3、图10）；空气预热器11顶端为烟囱13，侧壁上设有上清灰口15，下清灰口12、冷空气入口10、热空气出口14和烟气入口26，热空气出口与热风连接管14相连接（见图1、图2）。

当燃料由炉门57加入炉膛的炉条上时，燃料在炉膛中开始燃烧，炉膛四壁的耐火砖温度不断提高，最后耐火砖全部烧红，高温耐火砖对燃料产生助燃作用，燃料在燃烧过程中产生的可燃性气体能得到充分的燃烧，这种燃烧方式最佳，使燃料达到完全的燃烧和放热的目的。高温烟气在引风机8作用下，经燃烧室出口27时，部分重的灰尘颗粒集落在后集灰箱33内，然后烟气进入第一组对流管束19内，烟气经第一组管束出口到第二组对流管束20内，经第二组对流管束出口进入第三组对流管束21内，烟气受管束竖管鳍片48的阻挡，改变流动方向经过第四组管束22、第五组管束23、第六组管束24，六折后，从第六组对流管束的烟气出口3进入大小头连接管4、连接短管5、波形伸缩节6、调节伐7、引风机8、连接短管9进入空气预热器11，再经烟气出口进入烟囱3排入大气中。冷空气由冷空气进口10进入空气预热器11内，热空气经热风联接管14与燃烧室进风管16联接，使热空气进入燃烧室底部进行补氧助燃（见图1、图2、图4）。以上是烟气流程，采用直流式，烟气由高温区逐渐降温到低温区，是以水平六折方式运行的，在对流管束中与水对流换热，燃料在燃烧室燃烧放热，高温烟气在对流室与管束内的水换热，低温烟气在空气预热器与冷空气换热。以上为换热的全过程。

在烟气流过程中是采用挡烟降温除尘的，当烟气经燃烧室出口时，由于断面积扩大烟速减慢，重的灰尘颗粒集落在燃烧室后的积灰箱内。当烟气进入第一组对流管束时，断面积的扩大，烟气叉排流动，烟气与立管碰撞，立管上不集灰，则碰撞到立管上的灰尘颗粒集落在管束下方的集灰箱内，烟气以同样的方式通过其它对流管束，使灰尘集落在其下方的集灰箱内。低温烟气又以切线方式进入空气预热器，在离心力作用下，重的灰尘颗粒集落在预热器中心下的集灰室内，最后烟气经烟囱排入大气中，烟气在炉内经过多次除尘，可使排尘的烟气符合环保要求，对大气污染很小，对环境起到保护作用，因此尾部不设除尘器，而设空气预热器。

本实用新型采用鳍片密闭，两组对流管束间为法兰连接，边缘的对流管束立管采用压条45密闭采用保温骨架40、轻质保温填料39、镀锌铁皮保护层41，减少热损失，达到夏季解体检修、更换、清灰、除尘的目的，保持设备的高效运行。

当系统内水循环正常时，水由进水管25进入第六组对流管束上汇水管49，由堵板30控制水流方向，水经过第六组管束的立管52到两侧下汇水管46，经过孔板29进入第五组对流管束两侧下汇水管，再经过第五组管束的立管到上汇水管，如此上、下流动行进，经第一组管束上汇水管出口，进入燃烧室进水孔18，由堵板30控制水流方向，经两侧水冷壁管36到下连箱56，再经两侧水冷壁返回上连箱28，经出口管17进入供水分水缸，再进入供热系统循环，以上为炉内水循环流程（见图10）。

由以上可以看出水循环的方式为直流式，水由低温烟区进入对流室，经逐渐加热到高温时，进入燃烧室高温区，水经过燃烧室出口进入系统中循环，这样就达到了高温烟气逐渐到低温区和水由低温区进入逐渐升高到高温区的对流热传递目的，这种传热方式最佳。

水在炉内循环受热，要求出口水温为70℃，回水水温为60℃，为低温循环，水在炉内只发生物理变化，不产生化学变化，水流方式合理，水流截面积布置合理，炉内不产生死水区，燃烧室两侧水冷壁内不产生水垢，因此不发生局部堵塞和爆管现象，因此，采用本实用新型供暖锅炉房内不设软化水设备。

Claims (5)

1、一种用于采暖系统的换热器式热水锅炉，有燃烧室，水冷壁、炉条、引风机、烟囱，其特征在于，燃烧室由上、下联箱和两侧水冷壁管焊接而成，水冷壁管之间采用鳍片联接密闭，内衬耐火砖，外有保温填料、保温骨架及铁板保护层；在燃烧室后端联接对流室，该对流室由多组管束组成，采用装配组装，每组管束的边管采用鳍片密闭，外有保温填料、保温骨架及铁板保护层；在对流室的出烟口联接调节伐、引风机，在引风机的出烟口联接一空气预热器，从该空气预热器引出的热风连接管与燃烧室进风管联接。

2、如权利要求1所述的换热器式热水锅炉，其特征在于，对流室的每一组管束由两下汇水管、下横管、边管、竖管、上横管、短立管、上汇水管组成，两下汇水管之间联接下横管在下横管上联接边管和竖管，边管之间用鳍片密闭焊接，竖管上端与上横管联接，在上横管中部接短立管，在短立管上端联接上汇水管。

3、如权利要求2所述的换热器式热水锅炉，其特征在于，在燃烧室炉排后设有集灰箱，在对流室每组管束下端分别设有集灰箱。

4、如权利要求2所述的换热器式热水锅炉，其特征在于，对流室每一组管束的竖管最后一排用鳍片纵向密闭，并留有出烟口，在上、下汇流管相互联接的法兰之间交错设有堵板和孔板。

5、如权利要求1所述的换热器式热水锅炉，其特征在于，空气预热器顶端为烟囱，侧壁上设有上清灰口、下清灰口、冷空气入口、热空气出口和烟气入口，热空气出口与热风连接管相连接。

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