立式无胆节能环保锅炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种立式无胆节能环保锅炉，它主要由燃烧室、安装于燃烧室顶部的一组环形管、水冷管和汽包构成，燃烧室分隔成多次燃烧的炉膛结构，使燃料能经多次燃烧完全烧烬达到释放热量的最大化，高温烟气经过一组水冷管、环形管分隔成的多回程烟气通道时，能与水冷管内的水体进行充分的热交换，使水体能最大程度地吸收烟气热量气化成蒸汽，而被吸热降温后的烟气转变成淡白色低温无污染的尾气实现安全达标排放，本实用新型专利技术提出的“无炉胆”式立式锅炉结构，能改善立式锅炉受力状态提高承载能力，可节省生产锅炉钢材用量50％以上，具有制造成本低、安全性能高、污染负荷小、热效率高的突出优点，有极佳的市场前景。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及中、低压锅炉设备，具体地说是一种立式无胆节能环保锅炉，属于锅炉制造和节能环保工程的
技术背景我们知道，锅炉作为一种广泛应用于众多生产领域的能源转换热力设备，对促进我国国民经济的高速发展具有非常重要的支承作用。究锅炉基本结构而言，它是由作为燃料燃烧放热设备的“炉”和供工质受热吸热设备的“锅”两部分组成。综合评价锅炉运行经济状况的指标是热效率，而提高锅炉热效率、降低运行成本最有效的技术措施为一是改进 “炉体”结构使燃料能完全燃烧得到释放热量的最大化，二是增强“锅体”吸热能力使用于加热工质的有效热量最大化。最近，国家质监总局颁布的《锅炉节能技术监督管理规程》中已对能效测试作出了强制性规定要求工业锅炉的热效率不得低于76%。客观地说，就我国现行锅炉产品的基本现状来看，大部分锅炉产品一时都很难达到能效测试的技术要求， 特别是对于热效率较低的立式锅炉，要通过能效测试则更为困难，这是由于立式锅炉在结构设计上自身固有较多严重的技术性缺陷所决定的。现行立式锅炉的主要结构就是一个周围盛水的立式炉胆，炉胆内壁形成的空腔作为燃烧室，在燃烧室上部安装一组与炉胆盛水室相连通的横水管作为吸热部件，在炉胆上部安装与燃烧室相通的冲天管进行排烟。可以说这种立式锅炉具有结构简单、制造成本低、安装占地面积小和操作方便的特点，目前仍然有相当大的市场需求量。但是，我们也无需讳言，这种结构过于简单的立式锅炉在实际运行中也存在着极为严重的使用缺陷，其主要表现为第一.安全性能较差，由于它是利用炉胆内壁空腔作燃烧室，这种燃烧室的不良结构设计会造成炉胆热应力严重集中而降低承压能力，在实际运行操作中稍有不慎极易引发炉胆爆裂的重大设备事故而伤人。第二.它的热效率低导致产汽成本增高，其主要原因是燃料在燃烧室内尚未得到完全充分燃烧即被冲天管直接抽出直接对外排放掉了，而横水管结构的吸热能力又较差，这种不良的排烟结构设计会导致排烟温度过高，这将会使大量的热能伴随着高温烟气的排放而白白地损失浪费掉，这正是现行立式锅炉的热效率低、产汽成本高的主要原因。第三.它对环境污染严重， 现行立式锅炉的排烟烟道结构流程极为简单、烟气进行有效热交换的行程极短，混杂于烟气中尚未完全烧烬的燃料颗粒较多，这些颗粒在较短的行程内又难以自行沉降分离，这正是直接造成所排放烟气烟尘浓度大、燃料颗粒多、黑度高而污染环境的主要原因。综上所述所列出的主要使用缺陷均是由于现行立式锅炉在结构设计上不尽科学合理所致。它已成为严重制约立式锅炉能否继续生存和发展的一个严峻问题，也是现有传统立式锅炉生产行业共同面临的一个迫切需要解决的技术性课题，这正是本技术所想要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有立式锅炉存在的上述不足之处，而提出一种全新结构的立式无胆节能环保锅炉，它是对现行传统立式锅炉的进一步改进和完善，本技术提出的技术方案能极大地提高立式锅炉的热效率和安全性能，对节约能源、减小环境污染和降低运行成本都具有非常显著的社会经济效益。本技术的目的是通过如下技术方案来实现的本技术所提出的一种立式无胆节能环保锅炉，它包括炉壳体、安装于炉座的燃烧室、汽包和排烟管，其特征在于燃烧室的炉拱设置有一组与炉膛相通的烟孔，在炉拱上布置安装外环形管、中环形管和内环形管，在外环形管、中环形管、内环形管之间连接一组连通管，在中环形管的管壁上连接安装锥斗，在外环形管上连接安装一组与汽包相通的外环水冷管，在一组外环水冷管之间连接有全封闭膜式壁，在中环形管上连接安装一组与汽包相通的中环水冷管，在一组中环水冷管之间连接下封闭膜式壁分隔为烟气上行环腔， 在内环形管上连接安装一组与汽包相通的内环水冷管，在一组内环水冷管之间连接上封闭膜式壁分隔为烟气下行环腔和烟气上升腔，所说的排烟管与烟气上升腔相通。本技术的主要结构特点是将立式锅炉的燃烧部与吸热部设计为上下组合结构，燃烧部是由安装于炉座的燃烧室构成，在燃烧室内由隔拱分隔成可进行多次燃烧的炉膛结构，使送入的燃料能在燃烧室内进行多次充分燃烧直至完全烧烬，真正实现燃料烧烬释放热量的最大化。 而吸热部则是由布置安装于燃烧室炉拱上的一组环形管、水冷管和汽包构成，连接于一组环形管的水冷管连通于汽包并由所连接的膜式壁分隔为多层环腔结构，进而形成上下往返折回的多回程烟气通道，由燃烧室炉膛导入的高温烟气将依次经过多回程烟气通道进行上下往返的折回运动并与水冷管内的水体进行充分的热交换，这时，水冷管内的水体将吸收高温烟气的热量被气化成蒸汽上升进入汽包内，经热交换而降温的烟气在上下往返折回运动的过程中又会进行自然沉降分离烟尘颗粒，最终转变成淡白色低温无污染的尾气，可由排烟管输至烟囱进行安全达标排放。这种多回程烟气通道的结构设计能真正实现最大化地吸收有效热量用于加热工质的专利技术目的。即是说，它能最大程度地将排烟热损转换为加热工质生成蒸汽的有效热量。本技术彻底摒弃了现行传统立式锅炉长期沿用的“炉胆式结构”，而提出一种无需炉胆结构部件的立式锅炉，有效改善了受力状态进而增强承载能力，具有极高的安全性能，还降低了立式锅炉的制造难度，减少生产锅炉的钢材使用量进而能大幅降低生产制造成本。并且它对燃料品种的适应性能强，可适用煤炭、油和天然气等多种燃料，均有很好的燃烧效果。对提高立式锅炉的热效率、节约能源、减轻污染负荷、保护环境和增强安全运行可靠性能都具有非常显著的效果。本技术还具有如下的技术特征连接安装于中环形管的一组中环水冷管按分列两层同心圆布管方式构成双层复合式烟气下行环腔结构，这种布管结构设计特别有利于中环水冷管与高温烟气进行热量交换，能极大地增强中环水冷管的吸热能力，这对进一步提高立式锅炉的热效率、降低产汽成本都有明显效果。在炉拱上布置安装中环形管的数量为1 6个，每个中环形管连接的一组中水冷管为一个同心圆布管单元，并由外向内按同心圆布管单元依次交替设置上封闭膜式壁、下封闭膜式壁，即可分隔为多层复合式环腔结构进而形成烟气多回程通道，能有效地延长烟气行程，这对进一步提高立式锅炉的热效率、降低产汽成本有明显效果。在外环水冷管的内侧管面沿轴线方向设置有吸热片，能增加外环水冷管的有效吸热面积进而增强外环水冷管的吸热能力，这对提高外环水冷管与高温烟气的热交换速率、改善外环水冷管内的水体气化上升运动状态有一定作用。在中环水冷管、内环水冷管的内侧管面、外侧管面沿轴线方向分别设置有吸热片， 也能增加中环水冷管、内环水冷管的有效吸热面积，进而增强中环水冷管、内环水冷管的吸热能力，这对进一步提高立式锅炉的热效率也有一定的作用。在锥斗的底端连接安装落灰管，落灰管的出灰管口与炉膛相通，在锥斗内配装有与落灰管相吻合的清灰盖，由清灰管孔伸入的清灰杠杆铰连于清灰盖。立式锅炉在正常运行中，清灰盖是将落灰管的管口盖住呈封闭状态，烟气在多层环腔内上下往返折回运动的过程中自然沉降所分离的烟尘颗粒将会降落于锥斗内，只需定时操作清灰杠杆打开清灰盖进行清灰作业，即可将锥斗内的烟尘颗粒杂质由落灰管回送至燃烧室的炉膛内重新进行再次燃烧，这对进一步提高燃烧效率并维持立式锅炉内部良好清洁的燃烧环境有很好的效果。在炉膛内依次设置隔拱、二次隔拱分隔成二次燃烧炉膛、三次燃烧炉膛的多次燃烧结构，在隔拱、二次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志明，
申请(专利权)人：潘志明，
类型：实用新型
国别省市：