黑体辐射锅炉及其制造方法技术

本发明专利技术属锅炉及其制造技术领域，特别涉及的是一种黑体辐射锅炉及其制造方法。本发明专利技术的黑体辐射锅炉，包括炉膛，在炉膛内有至少２０个黑体元件。本发明专利技术的黑体辐射锅炉是在锅炉的第一级传热里，充分利用优质热能。这种锅炉设计合理，结构简单，制造、使用方便，成本低廉，作业效率高；节能达８～１２％；排烟温度降低２５℃；利于燃料着火，扩大了燃料的适用性；利于燃料燃尽，减少了燃料的化学热损失；保温性能增强，利于断火后的再启动，锅炉出力增大；锅炉排放减少，提高了环保功能；锅炉炉拱使用寿命延长，降低了维修费用。下游热能利用装置简化，节省了钢材，减少了锅炉的占地空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属锅炉及其制造方法
，特别涉及的是一种黑体辐射锅炉及其制造 方法。
技术介绍
锅炉，在其炉膛里利用化石燃料燃烧发出的热能，加热锅筒和水冷壁里的水，提高 水的温度或进一步使水汽化，最后向外输出具有一定温度和压力的热水或蒸汽，供用户作 为二次能源使用，锅炉已成为现代生产和生活不可缺少的特种重要设备。锅炉的种类很多， 各种锅炉的共同缺点是1)热能在炉膛里没有得到充分的利用，对锅筒加热后的烟气，在 离开炉膛向下游流去时，还携带着大量的热量，这些被放跑了的炉膛里的燃料刚释放的优 质热能，在流向下游的过程中，渐变为能级越来越低的“余热”而贬值！ 2)人们为了提高锅 炉现有的热效率(55 85% )，在烟气流经的路径上，增设锅炉管束、蒸汽过热器、省煤器等 许多装置，以求把那些贬值了的余热，一级一级地加以回收利用，直到排烟温度降到200°C 以下，使锅炉的整体结构越来越庞大、复杂，投资加大，运行成本增高。3)国际流行的流化床 锅炉虽然采取加大循环倍率的手段改善了对燃煤的适应能力，提高了煤的燃尽度，NOx生成 受到抑制，SO2有效降低。但这种锅炉的分离器等部件磨损非常严重，经常由于磨损而造成 停炉。4)近年来发展的蓄热冷凝式锅炉，利用蓄热式燃烧和冷凝技术，使锅炉的排烟温度 在60°C以下，实现烟气显热和潜热的极限回收，使锅炉的热效率再度提高，达到75 85%， 究其实质很大程度上还是余热利用，仍然是放弃了对上游优质热能的充分利用。关键问题 是应该在热能传递的第一级下功夫，使炉膛内燃料的燃烧效率进一步提高，让辐射传热更 加强化。在热流上游的炉膛里，如果能充分地利用这里的优质热能，将是进一步提高锅炉热 效率的关键，采用强辐射有序化黑体锅炉就能够做到这一点，并可以使锅炉整体结构得到 简化。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述存在的问题，提供一种。本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术的黑体辐射锅炉，包括炉膛，在炉膛内有至少20个黑体元件。上述的黑体元件的内、外表面复合有强化处理层和红外涂层。上述的相邻黑体元件之间的中心距为100 280mm，以满足炉温均勻性的要求。上述的黑体元件的形状是顶端开口的圆筒状或空腔锥台状或它们的组合形状。上述的黑体元件固定在炉膛的炉壁上。上述的黑体元件固定在炉膛的炉壁的前、后拱上。上述的黑体元件的发射方向正对着炉膛的受热面。上述的炉膛内有支撑在炉膛中的黑体元件载体，黑体元件装在黑体元件载体上。上述的黑体元件载体的工作面正对着炉膛的受热面。上述的炉膛的炉壁、面对炉膛的锅筒和水冷壁的表面复合有强化处理层，在强化 处理层的表面涂复有红外涂层。上述的黑体辐射锅炉的制造方法，包括制备锅炉炉膛，还包括如下步骤1)制备黑体元件后，将黑体元件置于炉膛中，2)对炉壁、锅筒和水冷壁进行强化和红外处理。上述的黑体辐射锅炉的制造方法，其步骤1)如下用耐高温、耐火焰冲刷、轻质、耐急冷急热的赛拉粉和高温粘结剂，经模具成型、风 干、烧结等多道工序制成黑体元件后，用高温粘结剂逐个将黑体元件粘结到炉膛的炉壁上， 在冷态下，用耐热螺钉固定，粘结完毕，烘炉至100°c以上，黑体元件与炉壁逐渐烧结为一 体。上述的黑体辐射锅炉的制造方法，其步骤1)如下将黑体元件装在黑体元件载体上，将黑体元件载体装在炉膛中。上述的黑体辐射锅炉的制造方法，其步骤2)如下在炉壁的表面、面对炉膛的锅筒和水冷壁的表面进行强化处理，使表面复合强化 处理层，在强化处理层的表面进行红外处理，使其表面涂复红外涂层。本专利技术的黑体辐射锅炉是一个设置有黑体元件，炉膛受热面黑度提高了的锅炉。 黑体辐射锅炉是在热流的上游的炉膛里，设置黑体元件，利用黑体元件强化辐射传热的作 用，在第一级传热装置里，提高优质热能利用率，以提高锅炉的热效率，并使锅炉整体结构 得到简化。“绝对黑体”是把热能转变成辐射能效率最高的物体，是物理学中一个热能吸收 和转换的理想概念，自然界实际并不存在。黑体元件是对“绝对黑体”概念技术化的结果，是 一个工业标准黑体。黑体元件经中国测试技术研究院测试，发射率达到0. 96(1078K)，成为 对热射线(有热效应的电磁波)具有高吸收率和高发射率的物体。黑体元件具有高稳定性， 不老化，不衰减，只要炉膛内的黑体元件存在，其性能就不随时间而变化。在不改变传统锅 炉炉膛结构的前提下，把众多的黑体元件或黑体元件载体设置到炉膛里，增加辐射传热面 积、提高炉膛的黑度。对黑体元件的内、外表面、炉膛的炉壁、面对炉膛的锅筒和水冷壁的表 面复合强化处理层，在强化处理层的表面涂复红外涂层，就增强了黑体元件、炉壁、锅筒、水 冷壁对热量的吸收能力，并且黑体元件的发射能力也增强了。黑体元件载体的形状与被安 装的空间相适应，如实心或空心的圆柱体、六面体以及它们的组合体等，以便于将黑体元件 装入炉膛。黑体元件载体安装在火管锅炉的炉膛中，火焰和烟气在对锅筒内壁进行辐射传 热和对流传热的同时，对黑体元件载体加热，黑体元件载体上的黑体元件因其高吸收率特 性，迅速吸收并集聚热量后，转化为热源。黑体元件发挥高辐射率的特性，向全长锅筒辐射 全波段的辐射能实现把对流传热转化为辐射传热，提高了传热效率，强化炉膛辐射传热； 改变炉膛内辐射能谱的结构，减少了烟气带走的热能。黑体元件安装在链排锅炉的前、后拱 上，前拱上黑体元件的安装位置使黑体元件发出的热射线正好射向煤的着火位置，使前拱 的着火功能增强；后拱上安装的黑体元件，使后拱相关地带的保温性能增强，有利于燃料燃 尽和锅炉短期熄火后再启动；黑体元件安装在流化床锅炉稀相区炉膛的炉壁上，提高炉膛 温度，使粉煤燃烧状况改善。总而言之，黑体元件增大炉膛的辐射传热面积，炉膛的发射率 提高，使炉膛温度升高。黑体辐射锅炉强化第一级辐射传热，减少被烟气带走的余热，既可 以简化余热回收装置，让锅炉结构变得简单些，又可以降低锅炉单位出力的材料消耗，减少锅炉设备占地，降低运行成本，最终，实现节能减排。本专利技术的黑体辐射锅炉是在锅炉的第一级传热里，充分利用优质热能。这种锅炉 设计合理，结构简单，制造、使用方便，成本低廉，作业效率高；节能达8 12% ；排烟温度降 低25V ；利于燃料着火，扩大了燃料的适用性；利于燃料燃尽，减少燃料的化学热损失；保 温性能增强，利于断火后的再启动，锅炉出力增大；锅炉排放减少，提高了环保功能；锅炉 炉拱使用寿命延长，降低了维修费用。下游热能利用装置简化，节省了钢材，减少了锅炉的 占地空间。附图说明图1是本专利技术的黑体辐射锅炉的黑体元件的结构示意剖视图。图2是本专利技术的黑体辐射火管锅炉的结构示意剖视图。图3是本专利技术的黑体辐射锅炉的图2的A-A剖视图。图4是本专利技术的黑体辐射链排锅炉的结构示意剖视图。图5是本专利技术的黑体辐射流化床锅炉的结构示意剖视图。具体实施例方式实施例1 黑体辐射火管锅炉及其制造方法如图1、2、3所示，本专利技术的黑体辐射火管锅炉，包括炉膛1，在炉膛1内有20个黑 体元件2。上述的黑体元件2的内、外表面复合有强化处理层11和红外涂层12。上述的相邻黑体元件2之间的中心距为200mm，以满足炉温均勻性的要求。上述的黑体元件2的形状是顶端开口的圆筒状。上述的炉膛1内有支撑在炉膛1中的黑体元件载体7，黑体元件2装在黑体元件载 体7上。上述的黑体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑体辐射锅炉，包括炉膛（１），其特征在于在炉膛（１）内有至少２０个黑体元件（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏玉文，李治岷，
申请(专利权)人：魏玉文，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]