CN220669427U - 立式方炉膛蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热工装置领域内的一种立式方炉膛蒸汽发生装置，其炉体水平断面呈矩形，炉体内在内层换热室和外层燃烧室，内层燃烧室内的内层列管穿过烟气挡板一、折流挡板和烟气挡板二；在上集箱上侧经纵向连接管连接有过热蒸汽箱一，外层换热室内设有过热蒸汽箱二，内层换热室内顶部设有蒸汽总集箱，过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二之间经若干下行列管相连，过热蒸汽箱二和蒸汽总集箱之间经若干上行列管相连，炉体内设有阻挡烟气纵向穿过上行列管横向段的隔流部件，蒸汽总集箱与蒸汽出口阀相连，炉体顶部设有与外层换热室相连的排烟口。该装置具有良好的节能效果，同时降低了制造难度。该装置可用于使用蒸汽的各种场所。

Description

立式方炉膛蒸汽发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种热工机械装置，特别涉及一种蒸汽发生装置。

背景技术

中国专利数据库中，公开了一种二次受热蒸汽发生器，其公开号：CN116221693A，公开日：20230606；该装置包括炉体，炉体内立式设置有列管，所述列管的下端连接在集水箱上，集水箱与进水管相连，列管的上端连接在集汽箱上，集水箱与集汽箱均呈圆环形设置；所述列管呈圆环形阵列设置，列管由内向外设有至少一层，内层列管形成的圆形空腔中，在上下不同位置分别设有烟气挡板一和烟气挡板二；烟气挡板一和烟气挡板二之间设有折流挡板，折流挡板外周连接在炉体内壁上，烟气挡板一与炉体内壁之间、烟气挡板二与炉体内壁之间及折流挡板的中心分别留有烟气通道，烟气挡板一的下方为第一烟气室，烟气挡板一和烟气挡板二之间为第二烟气室；集汽箱上侧经立式设置的若干纵向连接管连接有过热蒸汽箱一，过热蒸汽箱一的上侧密封连接有过热蒸汽箱二，过热蒸汽箱二的上口位置设有烟气盖板，过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二整体外周设有预热水套，预热水套设置在炉体上侧，在预热水套顶部设有排烟口，所述过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二之间形成第三烟气室，过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二在第三烟气室内经若干U形连接管相连。

其不足之处在于：

1、该装置本质上是一种断面呈圆形的蒸汽发生装置，集水箱与集汽箱均呈圆环形设置，这样的圆环形的部件在制造时难度相对较大，特别燃生物质时很难清灰。

2、过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二整体分层设置在集汽箱上方，同时需要预留形成涡流换热的空间，使其整体的高度较高。

3、炉体向外散热较多，节能效果有待进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种立式方炉膛蒸汽发生装置，使炉体高度降低、换热效果更好，清灰容易，具有良好的节能效果，同时降低了制造难度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种立式方炉膛蒸汽发生装置，包括炉体，炉体底部设有燃烧室，炉体内在燃烧室的上方开口并连通内层换热室，内层换热室内立式设置有内层列管，所述内层列管的下端连接在下集箱上，内层列管的上端连接在上集箱上；内层换热室内在上下不同位置分别设有烟气挡板一和烟气挡板二；烟气挡板一和烟气挡板二之间设有折流挡板；所述炉体水平断面呈矩形，炉体包括围合在外周的外墙体、在相对的两个外墙体之间设置的两个内墙体以及围合在燃烧室外周的燃烧室墙体，内层列管分列在内墙体内侧之间并纵向穿过烟气挡板一、折流挡板以及烟气挡板二，折流挡板外周连接在内墙体的内壁上，烟气挡板一、烟气挡板二与内墙体之间以及折流挡板的中心分别留有烟气通道；在上集箱上侧经立式设置的若干纵向连接管连接有过热蒸汽箱一，外墙体和内墙体之间为外层换热室，外层换热室内设有过热蒸汽箱二，过热蒸汽箱二的水平位置低于过热蒸汽箱一的水平位置；内层换热室内顶部设有蒸汽总集箱，过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二之间经若干下行列管相连，过热蒸汽箱二和蒸汽总集箱之间经若干上行列管相连，所述下行列管和上行列管分别由纵向段和横向段构成，下行列管的横向段绕过内墙体上方，上行列管的横向段位于下行列管的横线段的上方，炉体内设有阻挡烟气纵向向上穿过上行列管的横向段的隔流部件，所述蒸汽总集箱与炉体外设置的蒸汽出口阀相连，炉体顶部设有与外层换热室相连的排烟口。

该装置工作时，燃料在燃烧室内燃烧，形成的烟气上行，烟气先进入内层换热室内，然后横向向外穿过内层列管，绕过烟气挡板一后，从折流挡板下方再横向穿过内层列管，随后绕过折流挡板再次穿过内层列管，然后再绕过烟气挡板二，从内墙体顶部绕过进入外层换热室，烟气先下行再绕过过热蒸汽箱二上行，然后再向上从排烟口排出。上述过程中，烟气反复折流四次穿过内层列管，对内层列管中的水进行加热，使水变为蒸汽或汽水混合物进入上集箱箱，烟气经过下行列管和上行列管时，对蒸汽进一步加热，使其变为过热蒸汽，汽水能在蒸汽总集箱内更好地分离，同时还能使部分水进一步转变为蒸汽或过热蒸汽，符合使用要求的蒸汽从蒸汽出口阀离开装置。

本实用新型主要是针对目前燃生物质的小型锅炉、蒸汽发生器等蒸汽发生装置难清灰、排烟温度高、不节能等缺点，而开发的一种小型锅炉，其内层列管、上行列管和下行列管均呈直线在两侧排列，清灰时能直观看到每个部位受热管积灰情况，对炉内清灰极其简便，通过往复折流换热，充分达到换热的最佳效果，与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的设计，使得高温的烟气从中间分两侧向外的走向，烟气温度呈梯度分布，内层列管中不需要充满水，也能正常工作，从而使得本装置实现存水量小，同时产汽量大的技术效果。

2、由于有内层换热室和外层换热室的设置，使得外层换热室的温度进一步降低，使得炉体向外散热更少，热利用效率更高，具有节能效果。

3、由于有内层换热室和外层换热室的设置，使得炉体在高度方向上的尺寸减少，便于安装、运输和管理。

4、方形炉体的设计使得各种集箱均为直线型布置，这样容易清灰，同时安装焊接方便，制造容易，制造成本低。

该装置可用于使用蒸汽的各种场所，所用燃料也可以是煤、天然气、油及其他各种生物质燃料。其升汽速度快，产气量大。

进一步地，上行列管的横向段的上方与排烟口之间设有热风换热箱，热风换热箱内设有水预热装置，所述水预热装置包括在外墙内侧设置的水集箱一和水集箱二，水集箱一和水集箱二之间经若干预热水管相连。预热水管可以吸收烟气中剩余的热量，将水预热后通过水泵供入下集箱，进一步达到节能的技术效果。

进一步的改进在于，所述隔流部件为连接在上行列管之间的铁板翅片，铁板翅片从蒸汽总集箱延伸到过热蒸汽箱二。为避免铁板翅片烧损，可以在铁板翅片表面设置耐火泥。

为进一步加强换热效果，所述内层列管、上行列管和/或下行列管的内壁上设有内螺旋翅片。水流或蒸汽在管内流动时，在内螺旋翅片的导引下，流体螺旋运动，其流程长，换热更加充分。

进一步地，所述燃烧室底部设有进风通道，外墙体外侧设有贴壁风道，贴壁风道经风机与进风通道相连。所述贴壁风道呈上大下小的漏斗形，贴壁风道的上部开口连接炉顶风箱，底部经管道与风机的进口相连。贴壁风道贴靠在外墙体上，使得进入的空气被预热后，再供入燃烧室燃烧，具有热利用效率高的效果。

进一步地，所述燃烧室墙体内设有纵向风管，纵向风管下方与进风通道相连，纵向风管经若干分流风管与燃烧室内腔相连。该方案使得供入燃烧室内的空气更加均匀，使得燃烧更加充分、迅速。

为了实现自动供料，炉体侧面设有用于供入燃料燃烧的喂料器。

进一步地，所述内层列管单侧至少设有一列。可以是两列、三列或更多列。

进一步地，所述炉体顶部设有若干清理口。打开清理口可以对炉体内部进行清洗、吹灰等操作。

附图说明

图1为本实用新型主视图。

图2为本实用新型的左视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为本实用新型的立面视图，图中粗线条示出贴壁风道。

图5为内层列管局部结构示意图。

图中，1进风通道，2分流风管，3纵向风管，4封隔板，5内层列管，6烟气挡板一，7折流挡板，8烟气挡板二，9上集箱，10过热蒸汽箱一，11水集箱一，12预热水管，13蒸汽总集箱，14蒸汽出口阀，15排烟口，16热风换热箱，17水集箱二，18外墙体，19隔流部件，20下行列管，21上行列管，22外层换热室，23过热蒸汽箱二，24内墙体，25内层换热室，26下集箱，27燃烧室，28燃烧室墙体，29纵向连接管，30贴壁风道，31喂料器，32风机，33内螺旋翅片，34清理口。

具体实施方式

如图1-5所示，为一种立式方炉膛蒸汽发生装置，包括炉体，炉体底部设有燃烧室27，炉体内在燃烧室27的上方开口并连通内层换热室25，内层换热室25内立式设置有内层列管5，内层列管5的下端连接在下集箱26上，内层列管5的上端连接在上集箱9上；内层换热室25内在上下不同位置分别设有烟气挡板一6和烟气挡板二8；烟气挡板一6和烟气挡板二8之间设有折流挡板7；炉体水平断面呈矩形，炉体包括围合在外周的外墙体18、在相对的两个外墙体之间设置的两个内墙体24以及围合在燃烧室27外周的燃烧室墙体28，内层列管5分列在内墙体24内侧之间并纵向穿过烟气挡板一6、折流挡板7以及烟气挡板二8，折流挡板7外周连接在内墙体24的内壁上，烟气挡板一6、烟气挡板二8与内墙体24之间以及折流挡板7的中心分别留有烟气通道；在上集箱9上侧经立式设置的若干纵向连接管29连接有过热蒸汽箱一10，外墙体18和内墙体24之间为外层换热室22，外层换热室22内设有过热蒸汽箱二23，过热蒸汽箱二23的水平位置低于过热蒸汽箱一10的水平位置；内层换热室25内顶部设有蒸汽总集箱13，过热蒸汽箱一10和过热蒸汽箱二23之间经若干下行列管20相连，过热蒸汽箱二23和蒸汽总集箱13之间经若干上行列管21相连，下行列管20和上行列管21分别由纵向段和横向段构成，下行列管20的横向段绕过内墙体24上方，上行列管21的横向段位于下行列管20的横线段的上方，炉体内设有阻挡烟气纵向向上穿过上行列管21的横向段的隔流部件19，蒸汽总集箱13与炉体外设置的蒸汽出口阀14相连，炉体顶部设有与外层换热室22相连的排烟口15。

上行列管21的横向段的上方与排烟口15之间设有热风换热箱16，热风换热箱16内设有水预热装置，水预热装置包括在外墙内侧设置的水集箱一11和水集箱二17，水集箱一11和水集箱二17之间经若干预热水管12相连。预热水管12可以吸收烟气中剩余的热量，将水预热后通过水泵供入下集箱26，进一步达到节能的技术效果。

隔流部件19为连接在上行列管21之间的铁板翅片，铁板翅片从蒸汽总集箱13延伸到过热蒸汽箱二23，铁板翅片上覆盖有耐火泥。

为进一步加强换热效果，内层列管5、上行列管21和/或下行列管20的内壁上设有内螺旋翅片33。水流或蒸汽在管内流动时，在内螺旋翅片33的导引下，流体螺旋运动，其流程长，换热更加充分。

燃烧室27底部设有进风通道1，外墙体18外侧设有贴壁风道30，如图4中粗线条示出的结构即为贴壁风道30，贴壁风道30经风机32与进风通道1相连。贴壁风道30呈上大下小的漏斗形，贴壁风道30的上部开口连接炉顶风箱，底部经管道与风机32的进口相连。贴壁风道30贴靠在外墙体18上，使得进入的空气被预热后，再供入燃烧室27燃烧，具有热利用效率高的效果。

燃烧室墙体28内设有纵向风管3，纵向风管3下方与进风通道1相连，纵向风管3经若干分流风管2与燃烧室27内腔相连。该方案使得供入燃烧室27内的空气更加均匀，使得燃烧更加充分、迅速。

为了实现自动供料，炉体侧面设有用于供入燃料燃烧的喂料器31。

内层列管5单侧设有三列，也可以是一列、两列或更多列。

进一步地，炉体顶部设有若干清理口34。打开清理口34可以对炉体内部进行清洗、吹灰等操作。

外层换热室22底部设有封隔板4，封隔板4下方设有进水管路，用于给下集箱26及过热蒸汽箱二23补水，补水可通过水泵将水集箱一11或水集箱二17内预热后的水打入下集箱26内。

该装置工作时，喂料器31用于供入生物质燃料，燃料在燃烧室27内燃烧，形成的烟气上行，其烟气流向如图1所示，烟气先进入内层换热室25内，烟气横向向外穿过内层列管5，绕过烟气挡板一6后，从折流挡板7下方再横向穿过内层列管5，随后绕过折流挡板7再次穿过内层列管5，然后再绕过烟气挡板二8，从内墙体24顶部绕过进入外层换热室22，烟气先下行再绕过过热蒸汽箱二23上行，然后穿过预热水管12再向上从排烟口15排出。上述过程中，烟气反复折流四次穿过内层列管5，对内层列管5中的水进行加热，使水变为蒸汽或汽水混合物进入上集箱9箱，烟气经过下行列管20和上行列管21时，对下行列管20和上行列管21中的蒸汽进一步加热，使其变为过热蒸汽，从而使得汽水能在蒸汽总集箱13内更好地分离，同时还能使部分水进一步转变为蒸汽或过热蒸汽，符合使用要求的蒸汽从蒸汽出口阀14离开装置。该装置的有益效果在于：

1、高温的烟气分两侧呈梯度分布，内层列管5中不需要充满水，也能正常工作，从而使得本装置实现存水量小，同时产汽量大的技术效果。

2、由于有内层换热室25和外层换热室22的设置，使得外层换热室22的温度进一步降低，使得炉体向外散热更少，热利用效率更高，具有节能效果。

3、由于有内层换热室25和外层换热室22的设置，使得炉体在高度方向上的尺寸减少，便于安装、运输和管理。

4、方形炉体的设计使得各种集箱均为直线型，其最大优点是烧生物质、木片等燃料时便于清灰，不同于其他炉形清灰难，因为方炉形打开清灰门就能直观看到管子灰尘，很简单就能清理灰尘，安装焊接方便，制造容易，从而可以降低制造成本。

该装置可用于使用蒸汽的各种场所，所用燃料也可以是煤、天然气、油及其他各种生物质燃料。其升汽速度快，产气量大。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种立式方炉膛蒸汽发生装置，包括炉体，炉体底部设有燃烧室，炉体内在燃烧室的上方开口并连通内层换热室，内层换热室内立式设置有内层列管，所述内层列管的下端连接在下集箱上，内层列管的上端连接在上集箱上；内层换热室内在上下不同位置分别设有烟气挡板一和烟气挡板二；烟气挡板一和烟气挡板二之间设有折流挡板；其特征在于：所述炉体水平断面呈矩形，炉体包括围合在外周的外墙体、在相对的两个外墙体之间设置的两个内墙体以及围合在燃烧室外周的燃烧室墙体，内层列管分列在内墙体内侧之间并纵向穿过烟气挡板一、折流挡板以及烟气挡板二，折流挡板外周连接在内墙体的内壁上，烟气挡板一、烟气挡板二与内墙体之间以及折流挡板的中心分别留有烟气通道；在上集箱上侧经立式设置的若干纵向连接管连接有过热蒸汽箱一，外墙体和内墙体之间为外层换热室，外层换热室内设有过热蒸汽箱二，过热蒸汽箱二的水平位置低于过热蒸汽箱一的水平位置；内层换热室内顶部设有蒸汽总集箱，过热蒸汽箱一和过热蒸汽箱二之间经若干下行列管相连，过热蒸汽箱二和蒸汽总集箱之间经若干上行列管相连，所述下行列管和上行列管分别由纵向段和横向段构成，下行列管的横向段绕过内墙体上方，上行列管的横向段位于下行列管的横线段的上方，炉体内设有阻挡烟气纵向向上穿过上行列管的横向段的隔流部件，所述蒸汽总集箱与炉体外设置的蒸汽出口阀相连，炉体顶部设有与外层换热室相连的排烟口。

2.根据权利要求1所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：上行列管的横向段的上方与排烟口之间设有热风换热箱，热风换热箱内设有水预热装置，所述水预热装置包括在外墙内侧设置的水集箱一和水集箱二，水集箱一和水集箱二之间经若干预热水管相连。

3.根据权利要求1或2所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述隔流部件为连接在上行列管之间的铁板翅片，铁板翅片从蒸汽总集箱延伸到过热蒸汽箱二。

4.根据权利要求1或2所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述内层列管、上行列管和/或下行列管的内壁上设有内螺旋翅片。

5.根据权利要求1或2所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述燃烧室底部设有进风通道，外墙体外侧设有贴壁风道，贴壁风道经风机与进风通道相连。

6.根据权利要求5所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述贴壁风道呈上大下小的漏斗形，贴壁风道的上部开口，底部经管道与风机的进口相连。

7.根据权利要求5所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述燃烧室墙体内设有纵向风管，纵向风管下方与进风通道相连，纵向风管经若干分流风管与燃烧室内腔相连。

8.根据权利要求1或2所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：炉体侧面设有用于供入燃料燃烧的喂料器。

9.根据权利要求1或2所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述内层列管单侧至少设有一列。

10.根据权利要求1或2所述的立式方炉膛蒸汽发生装置，其特征在于：所述炉体顶部设有若干清理口。