水管式中心回燃真空鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣真空鍋爐領(lǐng)域，特別是涉及一種安全高效的水管式中心回燃真空鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤鍋爐應(yīng)用在生活和工業(yè)中的各個領(lǐng)域，如學校、醫(yī)院、賓館等等，它屬于耗能高、熱效率低、污染嚴重的一種設(shè)備，是造成霧霾天氣的主要污染源，嚴重影響人們的身體健康，極大地制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展。而燃氣鍋爐結(jié)構(gòu)簡單緊湊、熱效率較高、污染較小，是替代燃煤鍋爐的理想產(chǎn)品。燃氣真空鍋爐屬于國家免檢產(chǎn)品，它的工作原理是，鍋爐內(nèi)部保持一定的真空度，爐水被加熱后在低于100°c的情況下沸騰，蒸汽遇到鍋爐上部的換熱器后冷凝放出熱量，并加熱管內(nèi)回水，熱水從出水管流出，蒸汽冷凝后回到爐水中，形成爐水的循環(huán)過程。燃氣真空鍋爐以其安全、高效、操作簡單的優(yōu)點成為各個生產(chǎn)商競相研發(fā)的對象，但由于燃氣真空鍋爐使用歷史較短、設(shè)計經(jīng)驗不足，目前仍存在許多技術(shù)問題。
[0003]目前市場上的真空鍋爐大部分是臥式三回程鍋爐，鍋爐有前、后煙箱，煙氣經(jīng)過爐膽后，進入二、三回程煙管內(nèi)縱向沖刷煙管，換熱效率較低?，F(xiàn)有的中心回燃鍋爐轉(zhuǎn)煙室一般為干背結(jié)構(gòu)，鍋爐運行時前管板溫度較高，不但散熱損失較大，而且對轉(zhuǎn)煙室的耐熱和密封性能要求較高。高溫煙氣和焊縫直接接觸，使焊縫處容易產(chǎn)生裂紋。
[0004]綜上所述，當前市場上的真空鍋爐存在燃燒效率低、管板易開裂、結(jié)構(gòu)不夠緊促、占地面積大等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種燃燒效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的水管式中心回燃真空鍋爐，燃料可采用天然氣、城市煤氣、液化石油氣、重油、輕油等。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:水管式中心回燃真空鍋爐包括燃燒器、殼體、轉(zhuǎn)煙室、回水管、出水管、爐膽、水管式換熱器、排煙管、U型換熱器、真空壓力表、排氣球閥、爐水進口管、爐膽拉撐、排污管和排液管，其特征在于:鍋爐殼體由上部的圓弧型筒體和下部的長方體外殼對接而成，U型管換熱器位于殼體上部，爐膽、轉(zhuǎn)煙室和水管式換熱器位于殼體下部；爐膽為波形，其前端焊接于轉(zhuǎn)煙室、后端焊接橢圓形封頭；燃燒方式為中心回燃式；水管式換熱器中布置多個豎直換熱管，其煙氣進口焊接于轉(zhuǎn)煙室，煙氣出口連接排煙管。爐膽、轉(zhuǎn)煙室與水管式換熱器均浸沒于爐水中，形成全濕背結(jié)構(gòu)。
[0007]所述水管式換熱器位于爐膽上面，由四塊平板垂直對接并焊接而成，兩端面作為煙氣進出口 ；其上下面板作為管板，換熱管通過焊接垂直固定在管板上，換熱管在管板上按正三角形錯排方式布置，換熱管可采用光滑管或翅片管。
[0008]所述爐膽為下位大直徑爐膽，其內(nèi)部燃燒方式為中心回燃式，爐膽和轉(zhuǎn)煙室連接成一體組成燃燒空間。
[0009]所述U型管換熱器布管方式為錯排，回水管在下側(cè)，出水管在上側(cè)。
[0010]所述鍋爐殼體上設(shè)置有安全閥和液位計，在鍋爐殼體底部設(shè)置有排污管和冷凝液排放管，鍋爐殼體下方設(shè)置有支座。
[0011]所述鍋爐設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置完善的全自動控制裝置和安全保護
目.0
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:1.水管式換熱器內(nèi)部垂直錯列布置多個換熱管，煙氣橫向沖刷水管式換熱器的換熱管，具有較大的對流換熱系數(shù)，達到強化換熱的目的，提高鍋爐效率；2.水管式換熱器的換熱管與管板的焊縫均浸泡在水中，避免焊縫和高溫火焰直接接觸，可以防止焊縫位置的管板因高溫火焰產(chǎn)生裂紋；3.中心回燃燃燒方式增加了爐膽的輻射換熱量，能夠減小尾部煙道的對流受熱面積，簡化鍋爐結(jié)構(gòu)，減小鍋爐體積，從而減小占地面積、降低制作成本；4.鍋爐內(nèi)部保持一定真空度，爐水能在低于100°C的時候沸騰，降低能耗；5.真空鍋爐工作處于負壓狀態(tài)，不存在爆炸問題，安全性高；6.濕背結(jié)構(gòu)既能夠降低爐體表面溫度，減少熱損失，又能延長鍋爐正常運行周期-J.橢圓形封頭能夠使高溫火焰在回轉(zhuǎn)過程中無死角，減少動量損失；8.下位爐膽布置方式能夠防止爐水液面飛濺的情況發(fā)生，減少能量損失；9.U型管換熱器的正三角形布管方式能夠使蒸汽和換熱管充分換熱，用蒸汽放出的潛熱來加熱回水。
【附圖說明】
[0013]圖1為水管式中心回燃真空鍋爐正視圖；
圖2為水管式中心回燃真空鍋爐A-A剖面圖；
圖3為水管式換熱器三維示意圖。
[0014]附圖標記:1_燃燒器；2-殼體；3_轉(zhuǎn)煙室；4_回水管；5_出水管；6_U形管換熱器；7-爐水進口管；8_排氣球閥；9_真空壓力表；10-水管式換熱器；11-排煙管；12_排液管；13-爐膽拉撐；14_爐膽；15_排污管。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖進一步說明水管式中心回燃真空鍋爐的【具體實施方式】。
[0016]水管式中心回燃真空鍋爐的制作工藝:首先制作轉(zhuǎn)煙室，將橢圓形封頭焊接在爐膽一端，然后將爐膽另一端和轉(zhuǎn)煙室焊接在一起，爐膽通過拉撐固定在殼體上；水管式換熱器由四塊平板垂直對接并焊接而成，兩端面作為煙氣進出口，一端連接轉(zhuǎn)煙室，另一端連接排煙管；水管式換熱器的上下面板作為管板，多個換熱管通過焊接垂直固定在管板上，換熱管在管板上按照正三角形錯列方式布置；U型管換熱器由若干根U型管焊接在管板上而成，將U型管換熱器固定在殼體上部，U型管換熱器的進出水管采用法蘭連接。最后在殼體相應(yīng)位置安裝爐水進□管、真空壓力表、排氣球閥、液位計、吊耳、排液管、排污管和燃燒器等部件。
[0017]下面結(jié)合附圖進一步說明水管式中心回燃真空鍋爐的工作過程。
[0018]準備階段:通過爐水進口管向殼體內(nèi)部加入經(jīng)過軟化、除氧處理的水，通過液位計觀測鍋爐內(nèi)部水位，當水位到達水管式換熱器上方一定深度時，停止加水。
[0019]燃燒過程:天然氣和空氣通過燃燒器混合燃燒，火焰從燃燒器噴嘴噴射而出，到達橢圓形封頭后折回，從波形爐膽流入轉(zhuǎn)煙室，然后進入水管式換熱器，橫向沖刷水管式換熱器的換熱管，從排煙管排出。
[0020]加熱過程:首先關(guān)閉排氣球閥，啟動燃燒器，對鍋爐的爐水進行加熱，殼體內(nèi)部下邊的爐水首先受到爐膽的加熱，爐水受熱后靠自然對流上升到水管式換熱器，爐水進入水管式換熱器的管內(nèi)繼續(xù)受熱上升，爐水受熱達到一定溫度后開始沸騰，當真空壓力表顯示+0.05MPa，打開殼體上方的排氣球閥，排出爐內(nèi)空氣及少量蒸汽，然后關(guān)閉排氣球閥，開啟U型管換熱器的回水管，鍋爐的運行模式換成自動模式。蒸汽在上部U型換熱器的管束外部冷凝，使爐內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，爐水在低于100°c的情況下沸騰，蒸汽冷凝放出大量的氣化潛熱來加熱U型管內(nèi)的回水，熱水從出水管排出，蒸汽凝結(jié)后形成的冷凝水回落到爐內(nèi)。爐水一直在鍋爐內(nèi)部循環(huán)，不會增減，且負壓運行，所以，爐內(nèi)受熱面不會結(jié)垢，鍋爐也不會有爆炸的危險。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明公開了一種水管式中心回燃真空鍋爐，包括燃燒器、殼體、轉(zhuǎn)煙室、回水管、出水管、爐膽、水管式換熱器、排煙管、U型換熱器、真空壓力表、排氣球閥、爐水進口管、爐膽拉撐、排污管和排液管，其特征在于:鍋爐殼體由上部的圓弧形筒體和下部的長方體外殼對接而成，U型管換熱器位于殼體上部，爐膽、轉(zhuǎn)煙室和水管式換熱器位于殼體下部；爐膽為波形，其前端焊接于轉(zhuǎn)煙室、后端焊接橢圓形封頭；燃燒方式為中心回燃式；水管式換熱器中布置多個豎直換熱管，其煙氣進口焊接于轉(zhuǎn)煙室，煙氣出口連接排煙管；爐膽、轉(zhuǎn)煙室與水管式換熱器均浸沒于爐水中，形成全濕背結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水管式中心回燃真空鍋爐，其特征在于:所述水管式換熱器位于爐膽上面，由四塊平板垂直對接并焊接而成，兩端面作為煙氣進出口 ；其上下面板作為管板，換熱管通過焊接垂直固定在管板上，換熱管在管板上按正三角形錯排方式布置，換熱管可采用光滑管或翅片管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水管式中心回燃真空鍋爐，其特征在于:所述爐膽為下位大直徑爐膽，其內(nèi)部燃燒方式為中心回燃式，爐膽和轉(zhuǎn)煙室連接成一體組成燃燒空間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水管式中心回燃真空鍋爐，其特征在于:所述U型管換熱器布管方式為錯排，回水管在下側(cè)，出水管在上側(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水管式中心回燃真空鍋爐，主要部件包括燃燒器、殼體、轉(zhuǎn)煙室、爐膽、水管式換熱器和U型管換熱器，其特征在于：鍋爐殼體由上部的圓弧形筒體和下部的長方體外殼對接而成，U型管換熱器位于殼體上部，爐膽、轉(zhuǎn)煙室和水管式換熱器位于殼體下部；爐膽為波形，其前端焊接于轉(zhuǎn)煙室、后端焊接橢圓形封頭；燃燒方式為中心回燃式；水管式換熱器中布置多個豎直換熱管，其煙氣進口焊接于轉(zhuǎn)煙室，煙氣出口連接排煙管。鍋爐運行時內(nèi)部保持一定真空度，爐水被加熱后在低于100℃的情況下沸騰，蒸汽上升在U型管換熱器管外冷凝，放出熱量加熱管內(nèi)回水，冷凝水回流到爐內(nèi)。該鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，不需要外置換熱器，占地面積小，鍋爐熱效率較高。
【IPC分類】F24H9/18, F24H7/02
【公開號】CN105004052
【申請?zhí)枴緾N201510517697
【發(fā)明人】吳金星, 倪碩, 楊禹坤, 彭旭, 栗俊芬, 劉艷會, 王明強, 王超
【申請人】鄭州大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月22日