一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉制造技术

本发明专利技术公开了一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，包括上封头、外壳、燃烧器分配头、水冷壁管束、水冷火焰管束、辐射管束、高温对流管束、低温对流管束、下降管束、下封头、外置冷凝器、预混合器以及配套的风机、给水泵、燃气阀组、控制器等。燃烧器侧面进气，采用密排布置管、金属孔板、陶瓷孔板等用于防回火和稳焰；燃烧器可拆卸设计，方便维修与保养；燃烧器分配头的水冷火焰管束采用平面或凸形布置，最大化利用炉膛空间；采用锅炉本体上的水冷火焰管束冷却火焰，解决了水冷燃烧器的热量分配问题。本发明专利技术实现了平面、曲面燃烧器的机炉一体化，结构紧凑，在较低过量空气系数下实现低氮和超低氮燃烧，突破国外低氮燃烧器厂商在蒸汽锅炉领域的技术垄断。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉
本专利技术涉及燃气锅炉
，具体涉及一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉。
技术介绍
根据我国的能源规划，到2035年天然气占一次能源的比例将提升至15％以上，年使用量可达6400亿立方米以上。2019年我国天然气消费量3067亿立方米，未来15年内，天然气年使用量将高速增长。我国工业燃料用气占天然气总用量的30％左右，工业领域需求的锅炉多为压力低于2.45MPa的低压小容量锅炉，包括低压热水锅炉和低压蒸汽锅炉。目前35蒸吨以下的燃煤锅炉已基本淘汰，低压小容量锅炉这一细分市场已被燃气锅炉所独占。伴随着工业的发展和天然气供应量的不断增加，未来15年内35蒸吨以下的燃气低压锅炉必将以每年5％以上的速度增加，低压燃气锅炉有着光明的前景。目前市场上的主流承压蒸汽锅炉有水管式和火管式。火管式锅炉包括立式横烟管锅炉、卧式内燃湿背锅炉(WNS)等，水管式锅炉包括贯流式锅炉、D型锅炉、角管锅炉等。主流蒸汽锅炉的配套燃烧器多为扩散式燃烧器和圆柱表面燃烧器，都留有巨大的炉膛空间。近年来，平面/曲面燃烧器技术迅速发展，水冷燃烧器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：包括上封头(1)、外壳(2)、燃烧器分配头(3)、膜式水冷壁管束(4)、水冷火焰管束(5)、辐射管束(6)、高温对流管束(7)、低温对流管束(8)、下降管束(9)、下封头(10)、外置冷凝器(11)、预混合器(12)以及配套的风机、给水泵、燃气阀组、控制器；所述膜式水冷壁管束(4)、水冷火焰管束(5)、辐射管束(6)、高温对流管束(7)、低温对流管束(8)、下降管束(9)均连接于上封头(1)和下封头(10)之间；所述膜式水冷壁管束(4)包围着辐射管束(6)、高温对流管束(7)和低温对流管束(8)，通过扁钢与水冷火焰管束(5)的左右两端管相连，膜式...

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：包括上封头(1)、外壳(2)、燃烧器分配头(3)、膜式水冷壁管束(4)、水冷火焰管束(5)、辐射管束(6)、高温对流管束(7)、低温对流管束(8)、下降管束(9)、下封头(10)、外置冷凝器(11)、预混合器(12)以及配套的风机、给水泵、燃气阀组、控制器；所述膜式水冷壁管束(4)、水冷火焰管束(5)、辐射管束(6)、高温对流管束(7)、低温对流管束(8)、下降管束(9)均连接于上封头(1)和下封头(10)之间；所述膜式水冷壁管束(4)包围着辐射管束(6)、高温对流管束(7)和低温对流管束(8)，通过扁钢与水冷火焰管束(5)的左右两端管相连，膜式水冷壁管束(4)与上封头(1)和下封头(10)共同组成了约束烟气流通的壁面；外壳(2)包覆着除外置冷凝器(11)和预混合器(12)外的所有部件形成的锅炉本体，仅露出燃烧器分配头(3)的入口部分以及锅炉本体与外置冷凝器(11)的连接部分；膜式水冷壁管束(4)、水冷火焰管束(5)、辐射管束(6)、高温对流管束(7)、低温对流管束(8)和下降管束(9)的上下两端分别与上封头(1)和下封头(10)连通；预混合器(12)出口连通燃烧器分配头(3)入口，燃烧器分配头(3)与水冷火焰管束(5)紧临；外置冷凝器(11)与锅炉本体的出口烟道相连且外置冷凝器(11)的管侧出口连接上锅筒(1)的补水口；预混合器(12)出口的天然气和空气的混合气体先进入燃烧器分配头(3)，从燃烧器分配头(3)均匀分配进入水冷火焰管束(5)，在水冷火焰管束(5)的前方表面点火燃烧，生成的高温烟气依次经过辐射管束(6)、高温对流管束(7)、低温对流管束(8)，最后进入外置冷凝器(11)；锅炉给水先进入外置冷凝器(11)管侧预热，随后进入上封头(1)的补水口，通过上封头(1)分配到各个管束区，进入下封头(10)；管束中的水受热生成蒸汽，蒸汽向上流动从上封头(1)离开锅炉；上封头(1)的上方区域为汽空间，下方区域为水空间，下封头则为水空间。


2.根据权利要求1所述的一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：所述上封头(1)和下封头(10)作为承压件，选用球形封头型和椭球形封头型两种；所述球形封头型包括球形封头、圆柱段和管板三部分；所述椭球形封头型包括椭球形封头、圆柱段和管板三部分；所述下封头(10)与上封头(1)的主体结构相同；上封头(1)布置汽水分离器、多个法兰接口，用以进水、排汽、检修，安装压力表、温度表、水位计和安全阀；下封头(10)布置多个法兰接口，用以检修、排污，测量温度和压力。


3.根据权利要求1所述的一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：所述外壳(2)和膜式水冷壁管束(4)之间填充隔热材料，或留出空腔，降低锅炉本体散热损失；外壳(2)与上封头(1)和下封头(10)管板的边缘焊接，起到拉撑作用，作为管板强度计算时的支点线；外壳(2)上留出预混气体入口、烟气出口、检修孔、观火孔和测点孔。


4.根据权利要求1所述的一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：所述燃烧器分配头(3)由预混气体入口(3-1)、风壳(3-2)、均流孔板(3-4)和燃烧面(3-5)四部分组成；所述燃烧面(3-5)采用平面或曲面形式，与水冷火焰管束(5)贴合；预混气体入口(3-1)与燃烧面(3-5)平行或垂直或成任意角度，平行时风壳(3-2)为渐扩段，垂直时风壳(3-2)为侧面进气的等压风道；均流孔板(3-4)位于风壳(3-2)内的预混气体入口(3-1)到燃烧面(3-5)之间，为一层或多层，使燃烧面(3-5)上各个位置的预混气体流量均匀；燃烧面(3-5)采用金属孔板、多孔陶瓷板、密排布置的矩形管、密排布置的螺旋翅片管、密排布置的圆管五种结构中的一种；金属孔板和多孔陶瓷板上的小孔以及密排布置的矩形管、螺旋翅片管和圆管之间的缝隙都起到防回火、均流气体、稳焰的作用；预混气体在水冷火焰管束(5)的缝隙之后着火，因此燃烧面(3-5)未受到火焰的直接冲击，仅有少量辐射热，并持续受到室温预混气体的冷却；密排布置管与大气直接连通，管内气体受热后上升，形成空气自然循环冷却密排布置管；密排布置管利用炉水冷却；密排布置管设置上集箱(3-5-1)和下集箱(3-5-2)，外置烟气冷凝器(11)出口的锅炉给水先进入下集箱(3-5-2)，沿密排布置管上升流动至上集箱(3-5-1)，随后进入下封头(10)。


5.根据权利要求4所述的一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：所述燃烧器分配头(3)还包括位于风壳(3-2)内的预混气体入口(3-1)到燃烧面(3-5)之间的一层或多层导流板(3-3)，使燃烧面(3-5)上各个位置的预混气体流量更加均匀；
所述的燃烧器分配头(3)为可拆卸式；燃烧器分配头(3)利用抽屉方式与水冷火焰管束(5)实现连接和密封，通过外壳(2)上的开口(2-1)放入锅炉内，并在锅炉内预设导轨的约束下实现固定；燃烧器分配头(3)的边框与导轨内的凹槽面实现密封，加入密封条提升密封效果；燃烧器分配头低负荷时可能出现积碳，可拆卸式的燃烧器分配头(3)方便清洗，更易实现长周期安全运行。


6.根据权利要求1所述的一种圆柱形低氮节能承压水管锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁管束(4)、水冷火焰管束(5)、辐射管束(6)、高...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，高云龙，董凯，石裕高，徐慧，汪强，
申请(专利权)人：博瑞特热能设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34