一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉制造技术

本发明专利技术公开了一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，包括炉体、尾部烟箱、前预混燃烧器及循环水预热仓，前预混燃烧器固定于炉体顶部，炉体内设有多组热媒换热管束，炉体后侧设有热媒水室，热媒水室上部与最上方的热媒换热管束出口相连通，热媒水室下部与最下方的热媒换热管束进口相连通，热媒水室的上侧设有与热媒水室相连通的热媒蒸汽室，热媒水室的后侧设有与热媒蒸汽室相连通的热交换室，热交换室内设有内置真空换热器，热交换室下方的空间形成热媒冷凝水腔，热媒冷凝水腔底部与热媒水室相连通，回水预热仓内设有冷水管束，冷水管束出口通过循环管与内置真空换热器进口相连。本发明专利技术结构新颖，排烟温度低，换热效率高，换热效果好。

A gas premixed top spray multistage condensing vacuum hot water boiler

The invention discloses a multi-stage condensation vacuum hot water boiler with gas premixed and top spraying, which comprises a furnace body, a tail fume box, a front premixed burner and a circulating water preheating bin. The front premixed burner is fixed on the top of the furnace body, the furnace body is provided with a plurality of heat medium heat exchange tubes, the rear side of the furnace body is provided with a heat medium water chamber, the upper part of the heat medium water chamber is connected with the outlet of the top heat medium heat exchange tube bundle, and the heat medium water The lower part of the chamber is connected with the inlet of the heat medium heat exchange tube bundle at the lowest part, the upper side of the heat medium water chamber is equipped with a heat medium steam chamber connected with the heat medium water chamber, the rear side of the heat medium water chamber is equipped with a heat exchange chamber connected with the heat medium steam chamber, the heat exchange chamber is equipped with a built-in vacuum heat exchanger, the space under the heat exchange chamber forms a heat medium condensate chamber, and the bottom of the heat medium condensate chamber is connected with the heat medium water chamber Through, the return water preheating chamber is provided with a cold water tube bundle, and the outlet of the cold water tube bundle is connected with the inlet of the built-in vacuum heat exchanger through the circulation tube. The invention has novel structure, low smoke exhaust temperature, high heat exchange efficiency and good heat exchange effect.

【技术实现步骤摘要】
一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉
本专利技术涉及一种真空热水锅炉，尤其是涉及一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉。
技术介绍
真空锅炉的也称真空相变锅炉，真空锅炉是在封闭的炉体内部形成一个负压的真空环境，在机体内填充热媒水，通过燃烧或其它方式加热热媒水，再由热媒水蒸发、冷凝至换热器上，再由换热器来加热需要加热的水，其工作原理是利用水在低压情况下沸点低的特性，快速加热封密的炉体内填装的热媒水，使热媒水沸腾蒸发出高温水蒸汽，水蒸汽凝结在换热管上加热换热管内的冷水，达到供应热水的目的，真空锅炉正常工作温度低于90℃，真空度低于-30Kpa。目前常规的真空锅炉一般在炉体内部设置有多层换热管束，例如：申请公布号CN106123339A，申请公布日2016.11.16的中国专利公开了一种冷凝式真空锅炉，包括燃烧室、燃烧器、烟气余热回收装置、空气预热装置、鼓风机，排烟出口，所述鼓风机与空气预热装置的空气入口端连接，所述空气预热装置的空气出口端与燃烧器连接，所述燃烧器与燃烧室连接，所述燃烧室的烟气出口与烟气余热回收装置连接，所述烟气余热回收装置的出口端与空气预热装置连接，所述空气预热装置上端设置有排烟出口。该冷凝式真空锅炉存在以下缺陷：(1)液管群内的热媒水加热成蒸汽后，上升至上部空间与换热管束(内置真空换热器)进行热交换，换热完成后变成冷凝水沿着液管群的管壁流下来，蒸汽冷凝后的水滴在液管群中与上升的加热后的热媒水混合，造成液管群中的热媒水温度较为相近(即顶部的热媒水与底部的热媒水温差小)，大大降低换热效果及换热效率；(2)热媒水蒸汽上升与热媒水冷凝滴落方向相反，会影响蒸汽在换热管外流速，而且两者相遇时会发生热交换，并发生质换，使蒸汽变成低品质的湿蒸汽，降低换热效果，换热效率低下；(3)燃烧器采用侧喷式，烟气从右至左运动，与群液管没有形成高低温的逆向布置，导致尾部烟温过高，烟气只能少部分冷凝，烟气中的汽化潜热利用不高；(4)群液管采用竖向布置的对流管束，管束采用光管，为满足锅炉的换热要求，需要采用大量密集布置的竖排光管，不仅造成锅炉体积庞大，占地面积大，而且增加了烟气的通过阻力，会影响换热效果与换热效率；(5)冷凝后的热媒水会附着在换热管束(内置真空换热器)表面形成水膜，严重影响换热效果。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的冷凝式真空锅炉所存在的上述技术问题，提供了一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，结构新颖，整体体积小，热媒水与高温烟气逆向流动换热，热媒蒸发和热媒冷凝空间完全分开，蒸发和冷凝互不干扰，能大大提高换热效果与换热效率。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，包括炉体、尾部烟箱及前预混燃烧器，所述尾部烟箱上连接有排烟管，还包括循环水预热仓，所述炉体、回水预热仓及尾部烟箱从上往下依次固定连接，且炉体、循环水预热仓及尾部烟箱的内部空间相互贯通；所述前预混燃烧器固定于炉体顶部并与炉体连接；所述炉体内沿纵向间隔设有多组横向并相连通的热媒换热管束，炉体的后侧设有热媒水室，所述热媒水室内从上往下设有若干相互交错的折流挡板，热媒水室上部与位于最上方的热媒换热管束出口相连通，热媒水室下部与位于最下方的热媒换热管束进口相连通；热媒水室的上侧设有热媒蒸汽室，所述热媒蒸汽室与热媒水室相连通，热媒水室的后侧设有热交换室，所述热交换室上部与热媒蒸汽室相连通，热交换室内的上部设有内置真空换热器，热交换室位于所述内置真空换热器下方的空间形成热媒冷凝水腔，所述热媒冷凝水腔底部通过热媒冷凝水下降管与热媒水室下部相连通；所述回水预热仓内设有冷水管束，所述冷水管束进口连有回水管，冷水管束出口通过循环管与内置真空换热器的进口相连。本专利技术中的前预混燃烧器包括空气燃气混合装置、风机、火排管等结构，为本领域的常规设备，其具体结构故不赘述；本专利技术将前预混燃烧器固定于炉体顶部(即采用顶喷式)，使得高温烟气(向下)与热媒水(向上)形成高低温的逆向流动换热，不仅换热更为充分，而且使得热媒换热管束更易清洁，不易堵塞烟道；热媒换热管束内部为真空状态，容纳有一定量的热媒水；热媒换热管束相互连通，使热媒换热管束之间形成热媒水从下往上的循环通路，多组热媒换热管束能与高温烟气从上到下逐级换热，烟气温度自上而下逐步降低，实现了高温烟气的多级冷凝，热媒加热效率提高，形成了高温烟气走向与冷凝水走向逆向布置的换热结构，使得尾部烟温得到大幅的降低，烟气中汽化潜热利用大大提高，排烟温度与回水温度相近，热效率高达105％以上(按低位热值计算)，锅炉能效进一步得到提升；当锅炉刚起动时，位于上部(靠近前预混燃烧器)热媒换热管束中的热媒水温度上升快，位于底部热媒换热管束中的热媒水温度上升慢，由于热媒换热管束中的热媒水一开始并不能形成自然循环，会最终导致上、下热媒换热管束中的热媒水温差较大，热媒水汽化速度不一致，为解决这问题，本专利技术中增加了热媒水室，热媒水室上部、下部分别与位于最上方的热媒换热管束出口、位于最下方的热媒换热管束进口相连通，从而使热媒水室与热媒换热管束之间形成循环通路，这样在锅炉启动时，热媒水便先会沿着热媒换热管束、热媒水室进行循环，使得各热媒换热管束中的热媒水能均匀加热，温差小，以保证快速、均匀产生热媒水蒸气；另外，热媒水室中具有一定量的热媒水，起到补充热媒换热管束中热媒水的作用，同时增加了热媒换热管束内的热媒水容量，有利于提高供热能力；折流挡板将热媒水室内的热媒水处于不同的通道内形成分级加热，防止热媒水室内的热媒水上下直接连通，造成热媒水室内的热媒水汽化而使位于最下方热媒换热管束中的热媒水从进口(低端)倒流至热媒水室内，从而保证冷凝热媒水能始终从位于最下方热媒换热管束的进口(低端)进入；热媒蒸汽室起到缓冲作用，使热媒蒸汽能均匀、平稳地进入热交换室；热交换室为热媒蒸汽冷凝的空间，本专利技术中热媒蒸发空间(炉体)和热媒蒸汽冷凝空间(热交换室)完全分开，使得蒸发和冷凝过程互不干扰，冷凝效率提高，而且热媒蒸汽走向与热媒冷凝水的滴落同时向下，热媒蒸汽在内置真空换热器表面的流速增加，换热效率大大提升，同时能对内置真空换热器进行冲刷，破坏换内置真空换热器表面的水膜，提高换热效果；回水预热仓内设有冷水管束(又称尾部冷凝器)，冷水管束进口连有回水管，经换热后的水流入回水预热仓内，被尾气进行预热，进一步降低排烟温度，提高热效率。作为优选，所述热媒换热管束来回曲折分布，且上、下相邻的热媒换热管束反向倾斜设置。热媒换热管束曲折分布能延长热媒水在炉内的运行距离，有利于热媒水与高温烟气充分进行热交换；反向倾斜设置是指以上、下相邻的热媒换热管束之间的中心线为基准，上、下相邻的热媒换热管束以相反方向(与中心线成负角度或与中心线成正角度)倾斜设置，也可理解为每组热媒换热管束的出口高于进口，若热媒换热管束水平设置，热媒换热管束内的热媒水受热变成蒸汽后，会在热媒换热管束的管内形成气体段(即气阻)，阻碍管内热媒水的上升，因此本专利技术中上、下相邻的热媒换热管束反向倾斜设置，使得管内的蒸汽可以顺利向上逸出，避免热媒换热管束的管内形成气阻阻碍管内热媒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，包括炉体(1)、尾部烟箱(2)及前预混燃烧器(3)，所述尾部烟箱上连接有排烟管(4)，其特征在于，还包括循环水预热仓(5)，所述炉体、回水预热仓及尾部烟箱从上往下依次固定连接，且炉体、循环水预热仓及尾部烟箱的内部空间相互贯通；所述前预混燃烧器固定于炉体顶部并与炉体连接；所述炉体内沿纵向间隔设有多组横向并相连通的热媒换热管束，炉体的后侧设有热媒水室(6)，所述热媒水室内从上往下设有若干相互交错的折流挡板(7)，热媒水室上部与位于最上方的热媒换热管束出口相连通，热媒水室下部与位于最下方的热媒换热管束进口相连通；热媒水室的上侧设有热媒蒸汽室(8)，所述热媒蒸汽室与热媒水室相连通，热媒水室的后侧设有热交换室(9)，所述热交换室上部与热媒蒸汽室相连通，热交换室内的上部设有内置真空换热器(10)，热交换室位于所述内置真空换热器下方的空间形成热媒冷凝水腔(11)，所述热媒冷凝水腔底部通过热媒冷凝水下降管(12)与热媒水室下部相连通；所述回水预热仓内设有冷水管束(13)，所述冷水管束进口连有回水管(14)，冷水管束出口通过循环管(15)与内置真空换热器的进口相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，包括炉体(1)、尾部烟箱(2)及前预混燃烧器(3)，所述尾部烟箱上连接有排烟管(4)，其特征在于，还包括循环水预热仓(5)，所述炉体、回水预热仓及尾部烟箱从上往下依次固定连接，且炉体、循环水预热仓及尾部烟箱的内部空间相互贯通；所述前预混燃烧器固定于炉体顶部并与炉体连接；所述炉体内沿纵向间隔设有多组横向并相连通的热媒换热管束，炉体的后侧设有热媒水室(6)，所述热媒水室内从上往下设有若干相互交错的折流挡板(7)，热媒水室上部与位于最上方的热媒换热管束出口相连通，热媒水室下部与位于最下方的热媒换热管束进口相连通；热媒水室的上侧设有热媒蒸汽室(8)，所述热媒蒸汽室与热媒水室相连通，热媒水室的后侧设有热交换室(9)，所述热交换室上部与热媒蒸汽室相连通，热交换室内的上部设有内置真空换热器(10)，热交换室位于所述内置真空换热器下方的空间形成热媒冷凝水腔(11)，所述热媒冷凝水腔底部通过热媒冷凝水下降管(12)与热媒水室下部相连通；所述回水预热仓内设有冷水管束(13)，所述冷水管束进口连有回水管(14)，冷水管束出口通过循环管(15)与内置真空换热器的进口相连。


2.根据权利要求1所述的一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，其特征在于，所述热媒换热管束来回曲折分布，且上、下相邻的热媒换热管束反向倾斜设置。


3.根据权利要求2所述的一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，其特征在于，所述多级热媒换热管束中热媒换热管束的倾斜角度均为3～10°。


4.根据权利要求2或3所述的一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，其特征在于，所述炉体的左、右两侧分别设有左热媒集流室(16)和右热媒集流室(17)，所述左热媒集流室、右热媒集流室内均设有至少一块隔板(18)，所述隔板将左热媒集流室和右热媒集流室分别分隔成多个上下独立的回水腔，上、下相邻热媒换热管束均分别连通左热媒集流室和右热媒集流室中相应的回水腔首尾连通并形成单向的热媒循环通路，所述热媒水室上部与位于最上方的热媒换热管束出口相连通的回水腔相连通，热媒水室下部与位于最下方的热媒...

【专利技术属性】
技术研发人员：印国宾，
申请(专利权)人：浙江赛班热能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33