冷凝蒸氣鍋爐的製作方法

2023-06-13 10:26:56 1

本實用新型涉及一種熱交換設備，尤其涉及一種冷凝蒸氣鍋爐。

背景技術：

鍋爐的排煙溫度一般為150～250℃，直接將高溫煙氣排放出去則會造成熱能浪費。一般通過煙氣冷凝餘熱回收裝置處理，利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣，實現煙氣溫度降低，靠近換熱面區域， 煙氣中水蒸汽冷凝，同時實現煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結潛熱釋放，而換熱器內的水或空氣被加熱，實現熱能回收利用，提高鍋爐熱效率。現有蒸氣鍋爐存在以下技術問題：1、一般採用分體型式對冷凝餘熱回收裝置與鍋爐連接，即將冷凝餘熱回收裝置設置在鍋爐尾部排煙煙道通路中，但這樣的裝置佔地面積大，結構複雜，使製造成本增加，同時煙道也容易增加煙氣的流動阻力，加大了散熱損失，熱能利用效率低；2、向蒸氣壓力罐內補充冷水過程中，由於冷水溫度較低，降低了蒸氣壓力罐的蒸氣發生效率。

技術實現要素：

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構緊湊、體積小、提高補充冷水時的蒸氣發生效率、可充分提高熱能利用效率高的冷凝蒸氣鍋爐。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：冷凝蒸氣鍋爐，包括鍋爐本體、蒸氣壓力罐和補水系統；鍋爐本體包括箱體、外筒體和內筒體，箱體頂部敞口，外筒體和內筒體具有同一中心線且該中心線沿垂直方向設置，外筒體位於內筒體外部，外筒體和內筒體均頂部封堵底部敞口，外筒體下端和內筒體下端之間設有環形的密封板，密封板水平固定在箱體頂部，外筒體和內筒體之間形成的水加熱腔，外筒體頂部開設有熱水出口，內筒體內部空間為爐膛，外筒體和內筒體的前側設置有與爐膛貫通的燃燒器安裝管；

箱體內上部設置有位於內筒體下端開口下方的第一冷凝器，箱體右側中部設置有與第一冷凝器下部連接的冷水進口，箱體左側上部設置有與第一冷凝器上部連接的預熱水出水管接頭，外筒體左側下部設有與水加熱腔連通的預熱水進水管接頭，預熱水出水管接頭和預熱水進水管接頭之間通過彎管連接；箱體左側部設置有位於第一冷凝器下方的廢氣出口；

蒸氣壓力罐的底部通過循環熱水管與冷水進口連接，循環熱水管上安裝有第一循環水泵，蒸氣壓力罐的上部通過蒸氣出管與熱水出口連接，蒸氣出管上安裝有調節閥門；

補水系統包括補水罐和設置在箱體內的第二冷凝器，第二冷凝器位於第一冷凝器下方且位於廢氣出口上方，補水罐的上部通過第一循環冷水管與第二冷凝器的上部出水口連接，補水罐的下部通過第二循環冷水管與第二冷凝器的下部進水口連接，第二循環冷水管上安裝有第二循環水泵；補水罐中上部通過補水管與蒸氣壓力罐的下部連接，補水管上安裝有補水泵和單向閥。

箱體底部呈左低右高傾斜設置。

第一冷凝器和第二冷凝器均包括往復折彎的換熱管，換熱管的外部設置有若干塊換熱板，換熱管和換熱板均由不鏽鋼材料製成。

蒸氣壓力罐頂設置有蒸氣出口，蒸氣壓力罐側部連接有液面檢測管，液面檢測管上設置有液位計。

採用上述技術方案，鍋爐本體和蒸氣壓力罐的工作原理及過程為：燃燒器安裝在燃燒器安裝管內，燃燒器噴出的火焰在爐膛內對水加熱腔內的水進行加熱，高溫煙氣由內筒體下端排出，在第一循環水泵的作用下，蒸氣壓力罐底部溫度較低的水由循環熱水管進入到第一冷凝器內，高溫煙氣將通過第一冷凝器內的冷水進行預熱，高溫煙氣與冷凝器的換熱管和換熱板進行熱交換後的煙氣溫度下降到常溫後由箱體下部左側的廢氣出口排出；預熱後的水再依次經預熱水出水管接頭、彎管和預熱水進水管接頭進入到水加熱腔內，水在水加熱腔內被安裝在燃燒器安裝管內的燃燒器噴出的火焰加熱，高溫水蒸氣經過蒸氣出管進入到蒸氣壓力罐內的上部，高溫水蒸氣由蒸氣出口排出，可為採暖、工業、洗浴等企事業單位提供熱能。

隨著蒸氣的輸出，蒸氣壓力罐內的水位下降，這時就需要向蒸氣壓力罐內補充水，補水過程為：由於補水罐內存儲的水是冷水，開啟第二循環水泵，第二循環水泵將補水罐內冷水由第二循環冷水管抽入到第二冷凝器內，對第一冷凝器熱交換後的廢氣還具有較高溫度，較高溫度的廢氣對第二冷凝器內的熱水進行預熱，預熱後的水再經第一循環冷水管流入到補水罐內。開啟補水泵，補水泵將補水罐內預熱後的水經補水管輸送到蒸氣壓力罐內，為蒸氣壓力罐內補水。

本實用新型將第一冷凝器、第二冷凝器和鍋爐本體設置為一體，結構緊湊，體積小；根據熱氣體向上聚的原理，將冷凝器設置在爐膛下方，這樣可充分提升高溫煙氣的熱交換效率。爐膛內產生的高溫廢氣由上向下依次為第一冷凝器和第二冷凝器進行預熱，高溫廢氣的熱量充分利用，提高熱利用效率。由於高溫廢氣與冷凝器內的冷水熱交換後溫度降低會產生凝結水，因此，將箱體底部設置為左低右高的結構，這樣便於排出凝結水。另外，為了避免水加熱腔內的熱水與外界空氣進行熱交換，可在外筒體外壁設置保溫層。在箱體底部和/或側部設置支架。通過液位計可時刻監測蒸氣壓力罐內的液位，當蒸氣壓力罐內的水位達到最高位時，可關閉補水泵一段時間，單向閥的作用起到避免蒸氣壓力罐內的水倒流到補水罐內。當蒸氣壓力罐內的水位落到最低位時，啟動補水泵。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的冷凝蒸氣鍋爐，包括鍋爐本體、蒸氣壓力罐1和補水系統；鍋爐本體包括箱體3、外筒體4和內筒體5，箱體3頂部敞口，外筒體4和內筒體5具有同一中心線且該中心線沿垂直方向設置，外筒體4位於內筒體5外部，外筒體4和內筒體5均頂部封堵底部敞口，外筒體4下端和內筒體5下端之間設有環形的密封板6，密封板6水平固定在箱體3頂部，外筒體4和內筒體5之間形成的水加熱腔7，外筒體4頂部開設有熱水出口8，內筒體5內部空間為爐膛9，外筒體4和內筒體5的前側設置有與爐膛9貫通的燃燒器安裝管10。

箱體3內上部設置有位於內筒體5下端開口下方的第一冷凝器11，箱體3右側中部設置有與第一冷凝器11下部連接的冷水進口12，箱體3左側上部設置有與第一冷凝器11上部連接的預熱水出水管接頭13，外筒體4左側下部設有與水加熱腔7連通的預熱水進水管接頭14，預熱水出水管接頭13和預熱水進水管接頭14之間通過彎管15連接；箱體3左側部設置有位於第一冷凝器11下方的廢氣出口22。

蒸氣壓力罐1的底部通過循環熱水管16與冷水進口12連接，循環熱水管16上安裝有第一循環水泵17，蒸氣壓力罐1的上部通過蒸氣出管18與熱水出口8連接，蒸氣出管18上安裝有調節閥門19，調節閥門19用於調節蒸氣輸出量。

補水系統包括補水罐20和設置在箱體3內的第二冷凝器21，第二冷凝器21位於第一冷凝器11下方且位於廢氣出口22上方，補水罐20的上部通過第一循環冷水管23與第二冷凝器21的上部出水口連接，補水罐20的下部通過第二循環冷水管24與第二冷凝器21的下部進水口連接，第二循環冷水管24上安裝有第二循環水泵25；補水罐20中上部通過補水管26與蒸氣壓力罐1的下部連接，補水管26上安裝有補水泵27和單向閥28。

箱體3底部呈左低右高傾斜設置。

第一冷凝器11和第二冷凝器21均包括往復折彎的換熱管，換熱管的外部設置有若干塊換熱板，換熱管和換熱板均由不鏽鋼材料製成。

蒸氣壓力罐1頂設置有蒸氣出口29，蒸氣壓力罐1側部連接有液面檢測管30，液面檢測管30上設置有液位計31。

鍋爐本體和蒸氣壓力罐1的工作原理及過程為：燃燒器安裝在燃燒器安裝管10內，燃燒器噴出的火焰在爐膛9內對水加熱腔7內的水進行加熱，高溫煙氣由內筒體5下端排出，在第一循環水泵17的作用下，蒸氣壓力罐1底部溫度較低的水由循環熱水管16進入到第一冷凝器11內，高溫煙氣將通過第一冷凝器11內的冷水進行預熱，高溫煙氣與冷凝器的換熱管和換熱板進行熱交換後的煙氣溫度下降到常溫後由箱體3下部左側的廢氣出口22排出；預熱後的水再依次經預熱水出水管接頭13、彎管15和預熱水進水管接頭14進入到水加熱腔7內，水在水加熱腔7內被安裝在燃燒器安裝管10內的燃燒器噴出的火焰加熱，高溫水蒸氣經過蒸氣出管18進入到蒸氣壓力罐1內的上部，高溫水蒸氣由蒸氣出口29排出，可為採暖、工業、洗浴等企事業單位提供熱能。

隨著蒸氣的輸出，蒸氣壓力罐1內的水位下降，這時就需要向蒸氣壓力罐1內補充水，補水過程為：由於補水罐20內存儲的水是冷水，開啟第二循環水泵25，第二循環水泵25將補水罐20內冷水由第二循環冷水管24抽入到第二冷凝器21內，對第一冷凝器11熱交換後的廢氣還具有較高溫度，較高溫度的廢氣對第二冷凝器21內的熱水進行預熱，預熱後的水再經第一循環冷水管23流入到補水罐20內。開啟補水泵27，補水泵27將補水罐20內預熱後的水經補水管26輸送到蒸氣壓力罐1內，為蒸氣壓力罐1內補水。

本實用新型將第一冷凝器11、第二冷凝器21和鍋爐本體設置為一體，結構緊湊，體積小；根據熱氣體向上聚的原理，將冷凝器設置在爐膛9下方，這樣可充分提升高溫煙氣的熱交換效率。爐膛9內產生的高溫廢氣由上向下依次為第一冷凝器11和第二冷凝器21進行預熱，高溫廢氣的熱量充分利用，提高熱利用效率。由於高溫廢氣與冷凝器內的冷水熱交換後溫度降低會產生凝結水，因此，將箱體3底部設置為左低右高的結構，這樣便於排出凝結水。另外，為了避免水加熱腔7內的熱水與外界空氣進行熱交換，可在外筒體4外壁設置保溫層。在箱體3底部和/或側部設置支架。通過液位計31可時刻監測蒸氣壓力罐1內的液位，當蒸氣壓力罐1內的水位達到最高位時，可關閉補水泵27一段時間，單向閥28的作用起到避免蒸氣壓力罐1內的水倒流到補水罐20內。當蒸氣壓力罐1內的水位落到最低位時，啟動補水泵27。

本實施例並非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本實用新型技術方案的保護範圍。