一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉制造技术

一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，包括分区精准传热隔板、第一回程烟管、第二回程烟管、给水管、炉胆、回燃室、炉体；本实用新型专利技术引入分区精准传热的概念，对于高温的炉胆、回燃室等蒸发受热面，供给其饱和或者接近饱和的高温水，提高其蒸发效率；通过提高烟气侧与水侧的温度差距来提高换热效果，提升传热面金属材料利用率，加大第二回程烟管管径，减少数量，在增加换热效果的同时，降低金属耗量。

【技术实现步骤摘要】
一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉
本技术涉及快组装锅炉，具体涉及一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉。
技术介绍
以WNS型燃油气锅炉、DZL型燃煤锅炉为代表的烟火管锅炉和以SZS型燃油气锅炉、SZL型燃煤锅炉为代表的水管锅炉作为小型锅炉（1-35吨/时）的主力炉型，凭借其炉型具有炉体紧凑、占地面积小、升压快等优点，一直是工业锅炉的主力军，特别是在国家节能减排的大形势下，近年来WNS型燃油气锅炉已经占领油气炉市场的80%以上。但快组装锅炉因结构原因存在着一些先天性的缺陷，其中，低温段对流受热面特别是烟火管锅炉二回程管束传热效果太差导致传热面利用率很低造成金属材料的浪费也为业界所诟病。近年来，京津冀地区环保问题日渐严重，今年初，国家多部委又下发了2+26城市环保要求，把河北、河南、山西、山东的部分地区纳入了环北京大气污染治理的范围。由于30mg/Nm3低氮燃烧的需要，锅炉的燃烧室直径和长度均需要增加，炉膛的受热面积和吸热量当然也会增加，由于锅炉炉胆长度增加，第一、二回程烟管长度也会增加，整体锅炉的吸热量会增加20%左右。这样一来，锅炉本体的排烟温度就会大幅度降低，甚至到了基本等于炉水饱和温度的地步，也就是有相当部分烟管起不到有效的传热左右，只是起到烟道的烟气输送左右。虽然，我们也尝试采用减少烟管数量的做法，但是减少数量会带来烟气流速的提升和传热系数的升高，在设计的经济流速范围内，减少烟管数量带来的成效不大。也就是说，30mg/Nm3低氮燃烧要求，使得快组装锅炉低温管束传热效果太差的矛盾更加突出。快组装锅炉第二管束传热效果太差的原因分析我们以WNS型锅炉为例，根据对几种烟火管锅炉产品的热力计算结果（见附表1）对比分析，我们可以看到，第二回程烟管的单位受热面积吸热量只有第一回程烟管的10%左右，传热温差只有40℃左右。附表1传统烟火管锅炉第一、第二回程烟管均是在锅筒水面以下布置，烟气在烟管内以20m/s左右的速度流动，烟管的热量被锅筒内接近饱和状态的水吸收，设计计算时基本不考虑烟管外水的流动（实际上水加热后存在上升现象）。我们知道在压力1.25MPa下水的饱和温度为193.3℃，我们再看一下几台锅炉第二回程烟管的出口烟温，数据在204~220℃之间，随着第二回程烟管的出口烟温的降低，二回程烟管的传热温压和传热效果（单位受热面积的传热量）也急剧降低，特别是WNS15-1.25-Q锅炉，由于第二回程烟管的出口烟温已经到了204℃，比锅炉内的水温193.3℃只高出10℃，所以，这台锅炉二回程烟管的传热效果也就特别差。综上所述，传统三回程烟火管锅炉二回程烟管传热效果差，受热面利用率低的主要原因就是：1、经过炉膛、第一回程烟管的降温以后，二回程进口烟气温度大多已经到240～280℃，出口温度在210～230℃，烟气温度与锅炉水的温度（工作压力下的饱和温度）差距已经不大，这样的水温其降温效果可想而知。2、由于烟管外的水基本不流动，其水侧的传热方式基本上是以热传导为主，加上少量的对流传热（由于冷水被加热后会上升带来的流动）。大家知道，在辐射、对流、传导3种基本的传热方式中，辐射传热的效果最好，其次是对流传热，传导传热的效果是最差的。通过以上分析，我们可以知道，无论是烟火管锅炉或者是水管锅炉，对流受热面烟气温度与锅筒内水的温度（工作压力下的饱和温度）差距小是影响快组装锅炉低温段对流受热面传热效果的主要原因。对于烟火管锅炉，其水侧工质的流速也是影响因素之一。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的是提供一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉。本技术的技术方案具体为：一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，包括分区精准传热隔板、第一回程烟管、第二回程烟管、给水管、炉胆、回燃室、炉体；第一回程烟管、第二回程烟管由内至外布置在炉胆周围，回燃室分别与炉胆和第一回程烟管连通，第一回程烟管末端与第二回程烟管末端连通，第一回程烟管、第二回程烟管、炉胆、回燃室放置于炉体内部，第一回程烟管、第二回程烟管用分区精准传热隔板隔开，给水管沿炉体后管板附近进入锅筒，给水管把给水分配到左右二侧第二回程烟管末端，第二回程烟管直径由常用的45~70mm加大至89~159mm，减少第二回程烟管数量。进一步的一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，连续给水锅炉，下部分区精准传热隔板全封闭、上部分区精准传热隔板封至高水位。进一步的一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，六吨以下小型锅炉，上部分区精准传热隔板降低到正常水位线附近。进一步的一种分区精准传热的烟管二回程节能型快组装锅炉，包括炉体、第一回程烟管、炉胆、回燃室放置于炉体内部，给水管沿炉体后管板附近进入锅筒。进一步的一种分区精准传热的烟管二回程节能型快组装锅炉，分区精准传热隔板可用隔热材料制成。进一步的一种分区精准传热的烟管二回程节能型快组装锅炉，给水管进水口安装锅炉给水减温节能装置。相对于现有技术，本技术的技术效果为，引入分区精准传热的概念，对于高温的炉胆、回燃室等蒸发受热面，供给其饱和或者接近饱和的高温水，提高其蒸发效率；对于其他烟气温度相对较低的烟管等起到水加热作用的受热面，对锅炉炉水进行分区，使低温烟气段对流受热面处于冷水区域，使高温烟气段对流受热面处于热水区域，通过提高烟气侧与水侧的温度差距来提高换热效果，提升传热面金属材料利用率，加大第二回程烟管管径，减少数量，在增加换热效果的同时，降低金属耗量。附图说明图1是连续给水的分区精准传热二回程大烟管节能型锅炉介质水流程示意图主视图。图2是连续给水的分区精准传热二回程大烟管节能型锅炉介质水流程示意图侧视图。图3是连续给水的分区精准传热二回程大烟管节能型锅炉介质水流程示意图俯视图。图4是间断给水的分区精准传热二回程大烟管节能型锅炉介质水流程示意图主视图。图5是间断给水的分区精准传热二回程大烟管节能型锅炉介质水流程示意图侧视图。图6是间断给水的分区精准传热二回程大烟管节能型锅炉介质水流程示意图俯视图。其中分区精准传热隔板1、第一回程烟管2、第二回程烟管3、给水管4、炉胆5、回燃室6、高水位7、正常水位8。具体实施方式如图1-6所示,本技术的具体实施例如下所述：以下所述具体实施例的冷水来源如下：我们考虑采用锅炉给水作为冷水来源，一般6吨以下锅炉为20℃常温给水，经节能器加热后，然后进入锅筒内与原有的处于临界饱和的炉水混合，节能器热水出口温度一般为60℃左右；对于6吨以上锅炉，一般配备热力除氧器，锅炉除氧水一般为104℃，我们可以采用专利技术专利“一种锅炉节能方法和节能装置”（专利号ZL201510343202.0）及技术专利“一种锅炉给水减温节能装置”（专利号4784320）”所述的方法对其进行减温，使锅炉给水温度降低到60~80℃。即便是除氧水不减温，其104℃的温度也比饱和温度低了80~90℃。一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，包括分区精准传热隔板1、第一回程烟管2、第二回程烟管3、给水管4、炉胆5、回燃室6、炉体；第一回程烟管2、第二回程烟管3由内至外布置在炉胆5周围，回燃室6分别与炉胆5和第一回程烟管2连通，第一回程烟管2末端与第二回程烟管3末端连通，第一回程烟管2、第二回程烟管3、炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，其特征在于：包括分区精准传热隔板、第一回程烟管、第二回程烟管、给水管、炉胆、回燃室、炉体；第一回程烟管、第二回程烟管由内至外布置在炉胆周围，回燃室分别与炉胆和第一回程烟管连通，第一回程烟管末端与第二回程烟管末端连通，第一回程烟管、第二回程烟管、炉胆、回燃室放置于炉体内部，第一回程烟管、第二回程烟管用分区精准传热隔板隔开，给水管沿炉体后管板附近进入锅筒，给水管把给水分配到左右二侧第二回程烟管末端，第二回程烟管直径由常用的45~70mm加大至89~159mm，减少第二回程烟管数量。

【技术特征摘要】
1.一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，其特征在于：包括分区精准传热隔板、第一回程烟管、第二回程烟管、给水管、炉胆、回燃室、炉体；第一回程烟管、第二回程烟管由内至外布置在炉胆周围，回燃室分别与炉胆和第一回程烟管连通，第一回程烟管末端与第二回程烟管末端连通，第一回程烟管、第二回程烟管、炉胆、回燃室放置于炉体内部，第一回程烟管、第二回程烟管用分区精准传热隔板隔开，给水管沿炉体后管板附近进入锅筒，给水管把给水分配到左右二侧第二回程烟管末端，第二回程烟管直径由常用的45~70mm加大至89~159mm，减少第二回程烟管数量。2.如权利要求1所述的一种分区精准传热的二回程大烟管节能型锅炉，连续给水锅炉，其特征在于：下部...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦武军，杨彦辉，王战钦，李世庆，杨予华，崔迎新，
申请(专利权)人：焦武军，
类型：新型
国别省市：河南,41