立式生物質蒸汽發生器的製作方法

2023-07-27 12:32:17

本實用新型屬於蒸汽發生裝置技術領域，涉及一種蒸汽發生器，尤其涉及一種立式生物質蒸汽發生器。

背景技術：

目前，在我國蒸汽發生器一般指小型、微型蒸汽鍋爐，設計正常水位水容量小於30L的蒸汽發生器不屬於特種設備範圍，可免特檢，蒸汽發生器主要是以煤、生物質、油、氣、電作為燃料，煤作燃料的蒸汽發生器熱效率低、汙染嚴重，屬於淘汰產品，以油、氣、電作為燃料的熱效率雖然高，具有環保性好等優點，但屬於不可再生能源，易受供油、氣源、配電功率影響，運行成本高，經濟效益差，也難以讓用戶接受。

生物質屬於清潔、低碳可再生的能源，以生物質顆粒作燃料的蒸汽發生器具有熱效率高，最高可達85％以上，環保性好、運行成本低，經濟效益高等特點。然而現有的生物質蒸汽發生器大多採用鍋殼和爐膽的鍋爐結構，熱效率較低，相同額定蒸發量的蒸汽發生器鍋殼式的水容積是水管式的數倍；同理，相同水容積的蒸發器，水管式的蒸發量、爐膛空間、受熱面積遠大於鍋殼式；由於以上原因，目前市場上的生物質蒸汽發生器要麼水容量超過30L，屬於特種設備範疇；要麼為了限制水容量，額定蒸發量很小；要麼在限制水容量的同時，要達到較大的額定蒸發量，由於換熱面積小，排煙溫度嚴重超標，熱損失大，熱效率低下。現有的生物質蒸汽發生器不能很好的滿足生物質顆粒燃燒和市場需求。

有鑑於此，如今迫切需要設計一種新的生物質蒸汽發生器，以便克服現有生物質蒸汽發生器存在的上述缺陷。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種立式生物質蒸汽發生器，具有安全、高效、節能、環保、整體結構緊湊、佔地面積小、安裝快捷、自動化程度 高、操作簡單、運行成本低等優點。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：

一種立式生物質蒸汽發生器，所述蒸汽發生器包括：下部底座、上部本體，下部底座和上部本體內部連通構成爐膛；

所述上部本體上部及下部分別設有環形的上集箱、下集箱，上集箱、下集箱之間設有至少兩圈水管，至少兩圈水管構成的對流煙道上部裝有吹灰裝置。

作為本實用新型的一種優選方案，至少兩圈水管包括內圈水管、外圈水管；大部分內圈水管之間通過鰭片連接，大部分外圈水管之間通過鰭片連接，構成膜式壁結構，即鰭片管結構；

所述內圈水管至少有一個位置未設鰭片，其相反方向煙箱處的外圈水管也未設鰭片。

作為本實用新型的一種優選方案，所述上集箱的主汽管位置裝有汽水分離器，上集箱和下集箱之間經管子連接有水位控制裝置。

作為本實用新型的一種優選方案，所述蒸汽發生器內形成至少3路風道，分別通向下部底座的下部、下部底座的上部、爐膛上部。

作為本實用新型的一種優選方案，所述下部底座連有進料管、進風管，所述下部底座設有爐排；

所述蒸汽發生器內形成的至少3路風道包括一次風道、二次風道、三次風道；所述一次風道的一端連接爐排底部，二次風道的一端連接爐排上部；三次風道的一端連接爐膛上部；

所述三次風道主要通過三次風管形成，所述三次風管由外筒體通向爐膛上部。

作為本實用新型的一種優選方案，所述底座由內筒體、外筒體組成配風室，內筒體的中部是爐排，爐排下部有清灰門、一次風孔，爐排上部有爐門、二次風管、進料管、點火管，外筒體的偏心位置有進風管；進風管上有分風支管到點火裝置上，外筒體上連接布風管路觀火孔吹風管、三次風管。

作為本實用新型的一種優選方案，所述上部本體採用多水管結構，由環形的上集箱、下集箱之間通過中部的內圈水管、外圈水管連接，內圈水管、外圈水管 與鰭片採用焊接，構成膜式壁結構，即鰭片管結構；

所述內圈水管有一個位置未焊鰭片，其相反方向煙箱處的外圈水管也未焊鰭片；上集箱的主汽管位置裝有汽水分離器，上集箱和下集箱之間經管子連接有水位控制裝置。

作為本實用新型的一種優選方案，所述蒸汽發生器還包括觀火孔、耐火層、保溫層；

所述觀火孔在底座上部，與外筒體之間連接有觀火孔吹風管；

所述下部底座和上部本體內部連通構成爐膛，其上部和下部有耐火層，上部本體外部包有保溫層。

作為本實用新型的一種優選方案，所述吹灰裝置在環形的對流煙道內均布有數個方向朝下的小噴管。

作為本實用新型的一種優選方案，所述外圈水管的外側裝有數個門封裝置和檢查孔門，檢查孔連通到對流煙道內。

本實用新型的有益效果在於：本實用新型提出的立式生物質蒸汽發生器，具有安全、高效、節能、環保、整體結構緊湊、佔地面積小、安裝快捷、自動化程度高、操作簡單、運行成本低等優點。

所述的本體採用多水管結構，水容積小，破壞威力小，安全性高。爐膛輻射面積、對流面積大，爐膛溫度較低，產生的氮氧化物少，排煙溫度低，採用的生物質顆粒燃料可再生、環保性好，蒸汽發生器具有熱效率高、節能、環保的特點。

啟動後在10分鐘左右就能出汽，出汽快，效率高。整體結構緊湊、佔地面積小、安裝快捷，可將各種輔機和控制系統一體化集成在一個方櫃內，接通水電就可使用。

控制系統可採用電腦控制器控制，自動化程度高，只需一鍵啟停，操作簡單。生物質顆粒燃料價格遠低於電、油、氣燃料，運行成本低。

本實用新型的立式生物質蒸汽發生器底座由內筒體、外筒體組成配風室，內筒體的中部是爐排，爐排下部有清灰門、數個一次風孔，爐排上部有爐門、數個二次風管、進料管、點火管，進料管經過配風室的位置開有數圈沿進料方向的送 風小孔，外筒體的偏心位置有進風管，進風管上有分風支管到點火裝置上，外筒體上可連接布風管路觀火孔吹風管、三次風管，所述的底座具有以下優點：

所述底座具有多功能性，可滿足配風、進料、點火、燃燒、預熱空氣、風冷底座外殼、清理爐渣、清理灰燼等功能。底座的配風合理，可按需要調整一、二、三次風開孔的數量和大小，二次風均布在爐排上部的圓周方向上，布風均勻；進料管經過配風室的位置開有數圈沿進料方向的送風小孔，配風室內的風經小孔進入進料管後到爐膛內，可防止燃料管回火，也有推料和補風作用，小孔方向沿進料方向偏轉可防止從小孔漏料；進風管位置偏心，使配風室內的空氣旋流，可使空氣充分吸收底座內筒上的熱量，起到預熱空氣、風冷底座外殼的作用；外筒體上可連接各種需要的配風管，且開孔位置靈活；爐排上部的爐門可清理爐渣；爐排下部的清灰門可清理灰燼。所述的底座可應用於其他爐型的生物質蒸汽發生器。

所述的底座結構緊湊，材料省，燃燒充分。

本實用新型的立式生物質蒸汽發生器本體採用多水管結構，由環形的上集箱、下集箱之間通過中部的內圈水管、外圈水管連接，內圈水管、外圈水管與鰭片採用焊接，構成膜式壁(鰭片管)結構，內圈水管有一個位置未焊鰭片，其相反方向煙箱處的外圈水管也未焊鰭片，上集箱的主汽管位置裝有汽水分離器，上集箱和下集箱之間經管子連接有水位控制裝置。

所述的上集箱或下集箱由內圈筒體、外圈筒體、環形端板和環形管板組成；集箱也可用鋼管捲成環管，或進一步稍壓篇製成橢圓截面；集箱也可用環形鋼板衝壓成的U型圈對焊後製作；上集箱用鋼管或U形圈製作時，需配置外置的汽水分離器。

所述的內圈水管和外圈水管錯列，煙氣橫向衝刷水管，並在對流煙道內橫向走S形，充分擾動，換熱效率提高，不易積灰。

所述的內圈水管、外圈水管與鰭片採用焊接，構成膜式壁(鰭片管)結構，使對流煙道不漏風，熱損失小；內圈水管也可不焊鰭片，採用緊密排列的密集管結構；外圈水管也可不焊鰭片，用外殼或耐火層包圍外圈水管，使其不漏煙；必要時，對流煙道可布置2圈以上的多圈水管設計。

所述的內圈水管有一個位置未焊鰭片，作為爐膛煙氣出口，其相反方向煙箱處的外圈水管也未焊鰭片，作為對流煙道的煙氣出口。

所述的內圈水管、外圈水管間的對流煙道採用相等煙速設計，煙氣分等距離的左、右兩半周流動，使煙氣流速在10m/s左右，使對流煙道之間不易積灰。

所述的煙箱在外圈水管煙氣出口處，高度接近水管長度，起集煙作用，煙氣出口在煙箱的最低處，使菸灰不容易堆積。

所述的水位控制裝置裝有水位控制電極和目視水位計，可自動控制蒸汽發生器水位在正常範圍內，也可人工觀察水位。

所述的上集箱上裝有各種安全示控接管，包括安全閥、壓力表、壓力控制器等，壓力控制器能根據設定的壓力工作。

所述的觀火孔在底座上部，並穿過下集箱，底座高度足夠時，觀火孔也可裝在爐門上部的底座上或爐門上，觀火孔連接有觀火孔吹風管，起冷卻作用，防止視鏡被火焰燻黑。

所述的下部底座和上部本體內部連通構成爐膛，上集箱是氣相空間，其內圈處及下部底座爐排上側有耐火層，燃燒時防止這些沒有水冷部位的金屬壁溫過高，造成金屬強度降低，本體外部包有保溫層，使散熱損失減小。

所述的三次風管橫向穿過上集箱壁通向爐膛上部，也可從爐膛頂部進入爐膛上部，根據有關研究，合理分配一、二、三次風的比例，可有效降低氮氧化物汙染物的排放，並使爐膛各個位置都有配風，燃燒更充分，提高熱效率，而一般生物質蒸汽發生器未配置三次風，生成的氮氧化物多，燃燒不充分。

所述的內圈水管、外圈水管構成的對流煙道上部裝有吹灰裝置，吹灰裝置在環形的對流煙道內均布有數個噴口方向朝下的小噴管；小噴管穿過鰭片進入對流煙道，內圈水管、外圈水管間距夠時，吹灰噴管可從上集箱頂部穿過上集箱進入對流煙道；本吹灰裝置使用立式生物質蒸汽發生器自帶的蒸汽作為吹灰汽源，蒸汽經過電磁閥控制每隔一段時間定時吹灰數十秒，蒸汽通過吹灰裝置的小噴管吹掃對流煙道，可有效清理對流煙道內的積灰，提高換熱效果；吹灰裝置每天的蒸汽耗量約為產汽量的1‰，成本極低。有壓縮空氣時，也可用壓縮空氣作為吹灰裝置的氣源。

所述的外圈水管的外側裝有數個門封裝置和檢查孔門，檢查孔連通到對流煙道內。門封裝置為一個密封盒，與外圈水管模式壁焊接，其外端是通孔，通孔內側的外圈水管膜式壁鰭片是空缺的，經過通孔可到達對流煙道內部，通孔與密封盒四周壁之間澆注有耐火層，可防止密封盒高溫過熱，密封盒為方形，也可做成圓形。檢查孔門為圓形，也可做成方形，插在通孔內，檢修時可拆下來，檢查內部對流管和積灰情況，積灰嚴重時可用壓縮空氣清理內部對流煙道。

所述的外圈水管膜式壁上或煙氣出口管上可安裝溫度傳感器或選用合適的溫度開關，當水位控制失靈，出現缺水幹燒，或水管內水垢嚴重時就會出現溫度超標，蒸汽發生器就會啟動自動保護，停止燃燒，等解除故障後才能再運行。

附圖說明

圖1是本實用新型立式生物質蒸汽發生器的剖視結構圖。

圖2是圖1的A-A向剖視圖。

圖3是圖1的B-B向剖視圖。

圖中：

1-底座(燃燒設備) 2-清灰門 3-一次風孔

4-爐排 5-爐門 6-二次風管

7-下集箱 8-觀火孔 9-內圈水管

10-外圈水管 11-本體 12-上集箱

13-耐火層 14-保溫層 15-主汽管

16-汽水分離器 17-三次風管 18-煙箱

19-吹灰裝置 20-鰭片(扁鋼) 21-水位控制裝置

22-門封裝置 23-檢查孔門 24-觀火孔吹風管

25-爐膛 26-進料管 27-點火管

28-進風管 29-內筒體 30-外筒體

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。

實施例一

請參閱圖1至圖3，本實用新型揭示了一種立式生物質蒸汽發生器，包括下部底座1、上部本體11、觀火孔8、耐火層13、保溫層14、三次風管17、煙箱18、吹灰裝置19、檢查孔23等；所述的下部底座1和上部本體11內部連通構成爐膛25，其上部和下部有耐火層13，本體11外部包有保溫層14；所述的三次風管17由外筒體30通向爐膛25上部；所述的內圈水管9、外圈水管10構成的對流煙道上部裝有吹灰裝置19；所述的外圈水管10的外側裝有門封裝置22和檢查孔門23，檢查孔連通到對流煙道內。

所述底座1由內筒體29、外筒體30組成配風室，內筒體29的中部是爐排4，爐排4下部有清灰門2、數個一次風孔3，爐排4上部有爐門5、數個二次風管6、進料管26、點火管27，進料管26經過配風室的位置開有數圈沿進料方向的送風小孔，外筒體30的偏心位置有進風管28，進風管28上有分風支管到點火裝置上，外筒體30上可連接布風管路觀火孔吹風管24、三次風管17。

所述本體11採用多水管結構，由環形的上集箱12、下集箱7之間通過中部的內圈水管9、外圈水管10連接，內圈水管9、外圈水管10與鰭片20採用焊接，構成膜式壁(鰭片管)結構，內圈水管9有一個位置未焊鰭片20，其相反方向煙箱18處的外圈水管10也未焊鰭片20，上集箱12的主汽管15位置裝有汽水分離器16，上集箱12和下集箱7之間經管子連接有水位控制裝置21。所述觀火孔8在底座1上部，連接有觀火孔吹風管24。

所述下部底座1和上部本體11內部連通構成爐膛25，其上部和下部有耐火層13，本體11外部包有保溫層14。所述三次風管17通向爐膛25上部。

所述內圈水管9、外圈水管10構成的對流煙道上部裝有吹灰裝置19，吹灰裝置19在環形的對流煙道內均布有數個方向朝下的小噴管。所述外圈水管10的外側裝有數個門封裝置22和檢查孔門23，檢查孔連通到對流煙道內。

本實用新型的工作原理如下：

生物質顆粒燃料由螺旋送料裝置從底座1上的進料管26送入爐排4，在點火管27附近堆積後由進風管28支管送來得風將電加熱點火裝置產生的熱量和火 星送到燃料上點火，點著火的燃料在鼓風機經進風管28進入的爐排4底部一次風、爐排4上部二次風、爐膛25上部三次風的合理配合下在爐膛25內充分燃燒，爐膛25內充分燃燒後形成的高溫煙氣從爐膛25出口進入2圈錯列水管排列的內圈水管9膜式壁和外圈水管10膜式壁組成的對流受熱面，煙氣橫向衝刷水管，高效換熱後從煙箱18出口排出，排出的煙氣可再經餘熱器充分吸熱降低煙溫，出來的煙氣經引風機、除塵裝置除塵後，乾淨的煙氣經煙囪排入大氣，產生的少量爐渣、灰燼可從底座1上的爐門5、清灰孔2清出。

汽水系統的流程是：經過處理的軟水注入餘熱器預熱後，經水泵送入本體11下集箱7，下集箱7的水在受爐膛25輻射熱和對流煙道對流熱的內圈水管9、外圈水管10內上升而成為氣液二相流狀態,帶液的蒸汽進入上集箱12，在上集箱12的汽水分離器16中對蒸汽中所帶的水分進行分離後從主汽管15出口獲得蒸汽。

立式生物質蒸汽發生器採用鼓、引風機平衡通風，爐膛微負壓燃燒，負壓燃燒打開爐門時可以避免火往外噴產生的威脅，同時防止往外冒煙，工作環境乾淨。生物質顆粒燃料燃燒時焦油成分較多，煙氣中的飛灰容易粘在對流煙道內，降低換熱效率，同時容易堵塞對流煙道，使爐膛燃燒困難，因此除了選用較高的對流煙速帶走飛灰外，需用吹灰裝置經常吹灰，蒸汽小噴管吹灰裝置結構簡單，布點靈活，吹灰時間可調，耗汽量小，清灰能力強。在對流煙道上有多個通向外側的檢查孔，打開檢查門，可以觀察對流煙道內積灰和水管情況，必要時可經過檢查孔清理對流煙道內的積灰。

本實用新型採用先進的一體化全自動設計，將蒸汽發生器和輔機、管路閥門儀表、控制系統集成在一個方櫃內，結構緊湊，外形尺寸小、美觀。產品具備爐膛前吹掃、尾吹掃，自動進水，缺水保護，爐體壁超溫保護，自動給料，自動點火，蒸汽超壓保護，自動吹灰，缺水、超溫、超壓聯鎖並報警，運行參數可在顯示屏上查看，自動化程度高，只需一鍵啟動或停機，操作簡單，安全性高。

實施例二

一種立式生物質蒸汽發生器，所述蒸汽發生器包括：下部底座、上部本體， 下部底座和上部本體內部連通構成爐膛。

所述上部本體上部及下部分別設有環形的上集箱、下集箱，上集箱、下集箱之間設有至少兩圈水管，至少兩圈水管構成的對流煙道上部裝有吹灰裝置。

綜上所述，本實用新型提出的立式生物質蒸汽發生器，具有安全、高效、節能、環保、整體結構緊湊、佔地面積小、安裝快捷、自動化程度高、操作簡單、運行成本低等優點。

這裡本實用新型的描述和應用是說明性的，並非想將本實用新型的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特徵的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。