导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉制造技术

本发明专利技术涉及一种导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉，属于热工设备，包括外壳、弯水管和燃烧装置，其燃烧炉膛顶部设有缩小的高温烟气出口，高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛中对应高温烟气出口设置导流锥，导流锥由纵向、圆周分布并径向倾斜设置的高温烟气导流板和导流板顶部的顶盖构成，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板的气流导向一致，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口，高温气体出口连通热气体腔。结构合理，能够解决燃煤黑烟排放问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，热效率高，节约煤资源，保护环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉，属于工业热工设备。
技术介绍
目前，立式手烧蒸汽锅炉在市场上的占有份额较大，比较典型的是LSG系列的立式弯水管锅炉，结构包括外壳、弯水管和燃烧装置，外弯水管置于烟箱中，内弯水管之间构成热气体腔，热气体腔的下方为燃烧装置的燃烧炉膛，燃烧炉膛的下方为炉排，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，从燃烧炉膛冲上来的高温烟气从高温烟气出口进入热气体腔，对弯水管进行加热，从而加热弯水管中的水，获得水蒸汽。该锅炉是在原来旧式锅炉的基础上几经改进演变发展起来的一种比较先进的产品，有较大的辐射受热面和对流受热面，排烟温度较低，锅炉的“设计热效率较高”，根据这种结构原理，同时又衍生出具有多种型号的系列化产品，容量在0.2t/h-2t/h之间型号较多，也有一些容量再大些的也是采用这种结构，各锅炉生产厂家都有国家劳动部颁发的定型制作图纸和制造检验执行标准。这种锅炉中，烟气横向冲刷全部外弯水管和内弯水管，并且流程很长，这种设计对提高传热效率有利，但系统很容易积灰，尽管设计了清灰孔，但是为了正常传热使锅炉稳定的运行，用户经常不断的“停炉清灰”，对于运转中企业车间来说是一个较大的难题，所以虽然在锅炉设计时考虑尽最大可能地提高传热效率，但是在实际使用中，因为积灰严重，真正的热效率并不高。这种锅炉，在“锅”的设计上是先进的，整个传热系统对烟气有足够的传热面积；可是在“炉”的设计上用的却是原始落后的燃烧技术，为了达到设计的额定输出功率，这种型号的锅炉都是燃用大烟大火的烟煤，所以运行时都是黑烟滚滚，不但浪费能源，也污染环境，浓浓烟气在传热良好的水冷管系统里被急聚冷却，大量蒸发状态的煤焦油和碳链体迅速凝结析出，粘在锅炉管和其他所有的热交换面上，越积越厚，很难清除，严重的影响传热效果，使锅炉的实际热效率远低于理论设计热效率。显然，如果没有相匹配的“炉”，没有“先进的燃烧技术”，即使再先进的“锅”也制造不出“先进的锅炉”来。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉，结构合理，能够解决燃煤黑烟排放问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，热效率高，节约煤资源，保护环境。本专利技术所述的导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉，包括外壳、弯水管和燃烧装置，外弯水管置于烟箱中，内弯水管之间构成热气体腔，热气体腔的下方为燃烧装置的燃烧炉膛，燃烧炉膛的下方为炉排，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，其燃烧炉膛顶部设有缩小的高温烟气出口，高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛中对应高温烟气出口设置导流锥，导流锥由纵向、圆周分布并径向倾斜设置的高温烟气导流板和导流板顶部的顶盖构成，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板的气流导向一致，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口，高温气体出口连通热气体腔。本专利技术中在高温烟气出口处设二次助燃风口，加强助燃和扰动作用，促进漩流燃烧。将导流锥的顶盖顶面可设计呈平的，最好设计为上突状，包括上突弧形状、上突锥形状等，降低气流阻力，防止气流死角，利于漩流燃烧。导流锥可由耐火材料和耐热金属材料(如耐热铸铁、耐热不锈钢等)制作。高温烟气导流板可设计成多种形状，直板形、弧板形、曲线板形等。导流板的数量可根据实际情况灵活调整，小功率的设备可少一些，大功率的设备可多一些。根据规模大小情况不等，二次助燃风口在二次燃烧炉膛的圆形横截面上可分布多个，2-10个适宜，连通二次助燃风口的风道连通在环形布风盒上；同理，二次助燃风口在二次燃烧炉膛的纵向上也可以分布多层，2-6层适宜。还可以在燃烧炉膛的炉膛壁上增设周围分布的一次助燃风辅助风口，促进燃烧，可以分布2-10个一次助燃风辅助风口，可以分布在同一个横截面上，也可以分散在不同的横截面上。环形布风盒，在燃烧装置的“腰间”形成“环形风道”，所有的二次助燃风都由“环形风道”提供风源，风的压力由配装的风机提供，风机可连接三相交流电源，也可通过变频器实现变频调速，完成风量调节。本专利技术导流锥式纯无烟燃烧装置，结构合理，能够解决燃煤冒黑烟问题，实现燃烧气体的纯无烟排放，林格曼黑度为零，节约了煤资源，提高了热效率，节能可达30％以上，又保护了环境，经济效益和社会效益显著。工作原理一次助燃风穿过炉排和从炉排上方进入燃烧炉膛，促进煤层燃烧，燃烧过程中产生高浓度的可燃性烟气进入导流锥，在导流锥顶盖的阻挡作用下，经过导流锥导流板使方向发生改变，产生旋转力矩，并且和进入二次燃烧炉膛的二次助然风，方向一致，二者合一，形成一股强烈地旋转搅拌气流，因为这股气流中含大量氧气，高温烟气中又有大量在下面的燃烧炉膛中没有燃尽的可燃性挥发产物，如一氧化碳、焦油蒸汽以及可燃性碳的大颗粒和微细颗粒，等等所有可燃性物质，都将在二次燃烧炉膛中实施强烈地搅拌混合，在有合理而足够的氧气和高温下，全部彻底地燃尽。同时由于耐火炉衬和内弯水管之间的隔热作用，使得这个空间的温度很高，同时可燃性气体在这种条件下，进行猛烈地氧化燃烧，使温度更加提高，达到1000℃以上，这就更加强化了燃烧的效果，由于是螺旋式行走路线，这就使可燃性气体有了足够的驻留时间，完全燃烧必需的四大要素①必须的温度；②足够的助燃氧气；③良好的搅拌和混合；④足够的驻留时间。在这种燃烧机制中，体现得恰到好处，完美无缺，所有的可燃物全部燃尽，无煤焦油和碳链体的凝结，得到干净、无色、无味、透明的洁净气体，最后靠高速气流的惯性以旋转形式的气流分布从高温气体出口喷射出去，进入热气体腔，加热弯水管。燃烧充分，热效率高。这股旋转的高温气流同时也强化了和弯水管的传热效果，更加提高了热效率。在二次燃烧火膛的耐火炉衬中加入不锈钢耐热纤维，既加强炉衬的高温强度，又可调整内衬材料的导热系数，既可保持这个区域的可靠燃烧温度，又保证传热效率，二者兼得。如此，本专利技术的“洁净”的燃烧，使得“锅”的部分彻底消除了积灰。本专利技术导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉，很好地解决了燃煤黑烟排放问题，实现了燃烧气体的纯无烟排放，热效率高，节约煤资源，节煤率达30％，林格曼黑度为0，用肉眼根本观察不到，没有任何烟尘排出，达到纯无烟的运行效果，并且完全不用任何除尘装置，无黑烟排放，保护了环境。附图说明图1、现有立式蒸汽锅炉结构示意图。图2、图1的俯视图。图3、本专利技术实施例1结合燃烧装置燃烧运行工况示意图。图4、本专利技术实施例1的两体结构示意图。图5、导流锥的顶盖俯视图。图6、二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。图7、本专利技术实施例2二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。图8、本专利技术实施例3二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。图9、本专利技术实施例4二次燃烧炉膛部分的横截面结构及燃烧原理示意图。图中a、加煤炉门 b、弯水管 c、热气体腔 d、外壳 e、烟箱 f、喉口 g、烟囱 h、人孔 1、炉排 2、燃煤 3、加煤炉门 4、耐火炉衬 5、金属外壳 6、保温材料 7、环形布风盒 8、高温烟气 9、二次助燃风道 10、二次燃烧炉膛 11、高温气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导流锥式纯无烟立式蒸汽锅炉，包括外壳、弯水管和燃烧装置，外弯水管置于烟箱中，内弯水管之间构成热气体腔，热气体腔的下方为燃烧装置的燃烧炉膛，燃烧炉膛的下方为炉排，炉排的下方为灰室，与燃烧炉膛对应设有加煤炉门，与灰室对应设有出灰门，灰室配有一次助燃风口，其特征在于燃烧炉膛顶部设有缩小的高温烟气出口，高温烟气出口的上方设有二次燃烧炉膛，二次燃烧炉膛的横截面呈圆形，二次燃烧炉膛中对应高温烟气出口设置导流锥，导流锥由纵向、圆周分布并径向倾斜设置的高温烟气导流板和导流板顶部的顶盖构成，二次燃烧炉膛上设有二次助燃风口，二次助燃风口对应圆形横截面的二次燃烧炉膛的切线方向，并与高温烟气导流板的气流导向一致，二次燃烧炉膛的顶部设有高温气体出口，高温气体出口连通热气体腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高玲，王树洲，
申请(专利权)人：王树洲，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]