CN2308843Y - 水幕直接燃烧锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水幕直接燃烧锅炉,其包括炉本体,炉火喷淋器,燃烧喷射燃烧器,混燃室和集水箱。设在炉本体上部的该喷淋器是鱼骨形分支列管装置,还可以是螺旋盘管装置,在该喷淋器下方设有填料层。该料层由陶瓷或不锈钢质的不同形状的管环形、瓦片状、球块状部件组成。选择适当的燃烧器和炉水内循环热水泵,以保证淋水与火焰直接接触换热,传质达到在集水箱内得一定量的95℃左右的热水,再由该箱内的列管式换热器提供取暖热水。本锅炉结构简单,热效率达94%。
Description
本实用新型涉及常压锅炉的改进，尤其是一种水幕直接燃烧锅炉，其属于采暖锅炉技术领域。
传统的热水锅炉基本上有三种结构：锅壳式的，列管式的，锅壳与列管结合式的。这些锅炉都是利用燃料在炉膛里燃烧，通过钢板，管传递热量给与钢板管接触的水，使水升温加热或热水或蒸汽。这种换热方式不能充分利用燃料的燃烧性能，因为钢板、管总是要本身消耗掉一部分热能的。另外，燃料在燃烧中产生SO2等有害物质。这些有害物质都顺着烟筒排列大气中，这就严重地污染了大气环境。对于常压热水锅炉，其在运行中由于管理或设备问题，经常会出现炉载压运行，这就会出现不安全的现象。
本实用新型的目的就果克服上述锅炉存在的缺陷，设计一种水幕直接燃烧锅炉，该锅炉构造要简单，能提高炉的热效率，节省钢材，消除污染，保护大气环境，并锅炉运行安全可靠。
本实用新型的任务是有以下技术方案实现的，研制了一种水幕直接燃烧锅妒，其包括：炉本低、炉水喷淋器、燃料喷射燃烧器，混燃室和集水箱，设在炉本体上部的炉水喷淋器是鱼骨形分支列管装置，接通在进水管上的主列管分别接通有排列有序的分支列管，在诸列管下管壁上设有若干个喷水孔；在炉水喷淋器下方设有填料层，该料层由固定在炉本体中上部腔体内的淋水孔板所支托着，并由该孔板上的淋水孔与诸填料间隙形成的曲折毛细孔道，共同构成淋水通道和烟气通道；在该孔板以下的炉本体中部侧壁上设有安装燃料喷射燃烧器的法兰管口，该燃烧器的喷射风压在10-170毫米水柱，火焰温度在1000-2000℃，该燃烧器喷射的燃烧火焰在炉本体中部的混燃室内直接与从该孔板淋下的炉水接触；在炉本体下部设有炉水集水箱，该箱内设有列管式换热器，该换热器的进、出水口通过水泵接通在供热系统中；该箱内的炉水通过循环管口和另一热水泵接通在炉水喷淋器的进水管上；该喷淋器的上方为接有排气管口的烟气室。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的炉水喷淋器，其可以是由阿基米德螺旋线形的盘管构成，该盘管的最外圈管端接通在炉本体上部的该器的进水管上，该盘管的下管壁上也设若干个喷水孔。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的喷水孔，其孔径在φ5-15mm，其钻孔率：总孔面积/列管轴向截面=35-42％。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的炉水喷淋器，其泵水设施的热水泵选择指标为：每2.5万大卡/h发热量配备1-2m3/h的水流量。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的淋水孔板，其淋水孔的孔径为2-10mm，其钻孔率：总孔面积/板面积=35-42％。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的淋水孔板，其可以是用竖扁不锈钢制成的栅板式淋水孔板，该栅板的诸板间隔距离为填料公称直径的0.7-0.8倍。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的填料层，其填料可以是耐酸的不锈钢质的大小不同的管环件，或是片状、块状、球状、螺旋片形、弧鞍形、矩鞍形、压延孔环的部件；也可以是陶瓷质的大小不同的管环件，或是瓦片状、块状、球状、弧鞍形、矩鞍形的填料部件。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的填料层，其诸个填料部件的公称直径为：20-150mm，整体填料层的厚度为：炉本体腔体直径的0.5-1.5倍。
本水幕直接燃烧锅炉，所述的炉体的淋水孔板以上的腔体壁上，还可设有观察填料层顶部淋水层的观察视窗，该窗的视口镜为钢化耐热玻璃制成。
本实用新型的水幕直接燃烧锅妒，其优点由于采用了燃油或燃气喷射燃烧器，并规定了其喷射风压在10-170毫米水柱，燃烧火焰在1000-2000℃的技术指标。并设计了形成喷淋器的2.5/1-2的发热量(万大卡)/水流量(m3)的泵水设施；喷淋器和填料层的匹配构成曲折毛细孔道式的淋水通道和烟气通道，使得在混燃室内高温火焰具有足够的强度对淋水加热，而不会被水扑灭。又由于填料层各种填料形状不同而形成曲折的毛细孔道，从而可形成水膜式淋水通道，使上升到填料层的燃烧余火或烟气能充分地与水膜接触换热，最终可将淋下的炉水温度达95℃以上。该炉火集汇于下部的集水箱，以便于对列管式换热器进行换热，使该器内的供暖热水在80-95℃，以供取暖系统需要。由于水幕直接接触火焰，进入炉本体的炉水可以经过三次换热过程，从而提高了换热效果，其热效率在94％以上。同时还吸收溶解了燃烧产生的SO2等有害物质，清洁了排烟气有利地保护了大气环境。本锅炉所排出的烟气达到小于林格曼一度，其烟气排出温度＜150℃。由于本锅炉是烟气室敞开接放大气的，因而锅炉燃烧运行不会产生压力，因此具有安全可靠运行特点。本锅炉炉膛结构简单，节省钢材，以30万大卡/h的锅壳式常热木锅炉为例，同样的发热量，本炉只需580Kg/钢材，可节省钢材735Kg。
本实用新型的实施例结合附图说明如下：
图1为水幕直接燃烧锅炉的结构示意图。
图2为水幕直接燃烧锅炉的结构俯视图(图1的A-A视图)。
图3为螺旋线形盘管喷淋器结构示意图。
制成一台30万大卡/h的常压热水水幕直接燃烧锅炉，其包括炉本体1，尺寸：φ800mm×1600mm。炉水喷淋器5，燃料喷射燃烧器19，混燃室2和集水箱3。该锅炉设在炉本体1上部的炉水喷淋器5是鱼骨形分支列管装置，接通在进水管11上的主列管14分别接通有排列有序的分支列管15。在诸列管15下管壁上设有若干个喷水孔(图中未画出)。在炉水喷淋器5下方设有填料层6，该料层6由固定在炉本体1中上部腔体内的淋水孔板7所支托着，并由该孔板7上的淋水孔7′与诸填料间隙形成的曲折毛细孔道共同构成淋水通道和烟气通道。在该孔板7以下的炉本体1中部侧壁上设有安装燃料喷射燃烧器19的法兰管口4。该燃烧器19的燃烧火焰在炉本体1中部的混燃室2内直接与从该孔板7淋下的毛细雨状的炉水接触进行热交换。被加热后的炉水在炉本体1下部的炉水集水箱3中积汇。在该水箱3内设有列管式(盘管)换热器8。该换热器8的进、出水口12、13通过水泵(图中未画出)接通在供热系统中，作为取暖热水循环使用。该水箱3内的炉水则通过循环管口10和另一热水泵(图中未画出)接通在炉水喷淋器5的进水管11上。该喷淋器5的下方至淋水孔板7以上的炉本体1腔体壁上还可设有观察填料层顶部淋水层气、液接触情况的观察视窗18。该视窗18的视口镜为钢化耐热玻璃制成的。
本锅炉所采用的炉水喷淋器5，其主列管为φ50mm，分支列管为φ30mm，喷水孔的孔径为φ8mm，孔数为：120个。该喷淋器5还可以阿基米德螺旋线形的盘管20，该盘管20口径为φ38mm，最外圈离炉本体1腔壁80mm。该盘管20上也设有φ6mm的喷水孔，其孔数为：150个。
本锅炉所采用的填料是公称直径为φ50mm的陶瓷管环或者为φ50mm的螺旋形不锈钢片。该填料层6的厚度为640mm。
本锅炉所采用的淋水孔板7，该孔板7设有2000个淋水孔7′，该孔7′直径为φ3mm。本锅炉还可采用竖扁不锈钢(5×50mm)制成间隔距离为40mm的栅板式淋水孔板(图中未画出)。
本锅炉由于炉水喷淋器5，填料层6和淋孔板7的作用，使水流变为毛细雨状淋入混燃室2，此时，由于燃烧器19向混燃室2内喷射火焰。该火焰的风压在30mm米柱高以上，火焰完全燃烧达2000℃。成为淋雨状的炉水通过混燃室2直接与火焰接触，换热成热水或蒸汽。这个过程既存在传热过程，也存在传质过程：SO2被水吸收最终成为H2SO3。燃烧后的烟气(包括蒸汽)可继续顺孔板7和填料层6的诸填料间隙曲折毛细孔道上升，该烟气中的余热将与淋下的炉水流层接触进行二次热交换。烟气中剩余的热量还可在炉火喷淋器5上进行三次热交换，这样可大大地提高本锅炉的热效率。本锅炉烟气在烟气室16内集中，经排烟气口17排放大气，其排放口温度(150℃。本锅炉的炉水集水箱3内的炉水是循环使用的，妒水不断吸收SO2形成H2SO3，当吸收饱和时，可按时将炉水经排污管阀9排出炉外，再另行污水处理。这种水可以用于洗澡，有保健作用。本锅炉用于炉水循环系统的热水泵选择每2.5/h万大卡发热量配备1.5m3/h的水流量的水泵，即选用水泵的工作流量为183/h以保证水-火直接接触换热用量。
Claims (9)
1、一种水幕直接燃烧锅炉，其包括：炉本体、炉水喷淋器、燃料喷射燃烧器，混燃室和集水箱，其特征在于：设在炉本体上部的炉水喷淋器是鱼骨形分支列管装置，接通在进水管上的主列管分别接通有排列有序的分支列管，在诸列管下管壁上设有若干个喷水孔；在炉水喷淋器下方设有填料层，该料层由固定在炉本体中上部腔体内的淋水孔板所支托着，并由该孔板上的淋水孔与诸填料间隙形成的曲折毛细孔道，共同构成淋水通道和烟气通道；在该孔板以下的炉本体中部侧壁上设有安装燃料喷射燃烧器的法兰管口，该燃烧器的喷射风压在10-170毫米水柱，火焰温度在1000-2000℃，该燃烧器喷射的燃烧火焰在炉本体中部的混燃室内直接与从该孔板淋下的炉水接触；在炉本体下部设有炉水集水箱，该箱内设有列管式换热器，该换热器的进、出水口通过水泵接通在供热系统中；该箱内的炉水通过循环管口和另一热水泵接通在炉水喷淋器的进水管上；该喷淋器的上方为接有排气管口的烟气室。
2、根据权利要求1所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的炉水喷淋器，其可以是由阿基米德螺旋线形的盘管构成，该盘管的最外圈管端接通在炉本体上部的该器的进水管上，该盘管的下管壁上也设若干个喷水孔。
3、根据权利要求1或2所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的喷水孔，其孔径在φ5-15mm，其钻孔率：总孔面积/列管轴向截面=35-42％。
4、根据权利要求1或2所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的炉水喷淋器，其泵水设施的热水泵选择指标为：每2.5万大卡/h发热量配备1-2m3/h的水流量。
5、根据权利要求1所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的淋水孔板，其淋水孔的孔径为2-10mm，其钻孔率：总孔面积/板面积=35-42％。
6、根据权利要求1所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的淋水孔板，其可以是用竖扁不锈钢制成的栅板式淋水孔板，该栅板的诸板间隔距离为填料公称直径的0.7-0.8倍。
7、根据权利要求1所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的填料层，其填料可以是耐酸的不锈钢质的大小不同的管环件，或是片状、块状、球状、螺旋片形、弧鞍形、矩鞍形、压延孔环的部件；也可以是陶瓷质的大小不同的管环件，或是瓦片状、块状、球状、弧鞍形、矩鞍形的填料部件。
8、根据权利要求1或7所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的填料层，其诸个填料部件的公称直径为：20-150mm，整体填料层的厚度为：炉本体腔体直径的0.5-1.5倍。
9、根据权利要求1所述水幕直接燃烧锅炉，其特征在于：所述的炉体的淋水孔板以上的腔体壁上，还可设有观察填料层顶部淋水层的观察视窗，该窗的视口镜为钢化耐热玻璃制成。
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|---|---|---|---|
| CN 97243536 CN2308843Y (zh) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 水幕直接燃烧锅炉 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073359A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-04 | Mengqiu Yan | Hot-water furnace |
| CN103759238A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-04-30 | 王连山 | 热能转换装置 |
| CN106895580A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-27 | 碧海舟（北京）节能环保装备有限公司 | 新型高效水浴加热炉 |
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1997
- 1997-11-04 CN CN 97243536 patent/CN2308843Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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