一種燃氣工業鍋爐的爐膽的製作方法

2023-05-28 17:13:11

一種燃氣工業鍋爐的爐膽的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於：它包括一呈水平設置的圓筒狀的爐膽本體，所述爐膽本體的兩端分別設置有一端板，其中一所述端板的中心開設有一用於連接燃氣燃燒器的中心孔，另一端板上開設有若干均勻分布的用於連接火管的圓孔；所述爐膽本體的內部水平設置有一筒狀的衛燃室，所述衛燃室的橫向截面為正三角形、正方形和正五邊形之一，所述衛燃室與所述爐膽本體的連接處為圓角結構；所述衛燃室的敞口端面向所述中心孔所在一側的所述端板且與該所述端板之間留有間距。本實用新型可以廣泛應用於小型燃氣工業鍋爐。
【專利說明】一種燃氣工業鍋爐的爐膽
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業鍋爐的爐膽，特別是關於一種適用於低熱值燃氣燃燒的燃氣工業鍋爐的爐膽。
【背景技術】
[0002]隨著世界能源需求的快速增長，能源價格不斷攀升，以往被忽視的低熱值燃氣日益受到重視。許多冶金和化工企業在生產過程中會產生大量低熱值燃氣，如高爐煤氣、合成氨尾氣、電石爐尾氣等。回收利用低熱值燃氣既能緩解能源緊缺，又能減少環境汙染，目前已成為我國政府鼓勵企業節能減排的一項重要內容。但由於低熱值燃氣的熱值較低且組分多變，實際應用中燃燒穩定性差，影響設備的安全運行。
[0003]對於常見的小型燃氣工業鍋爐，在燃用低熱值燃氣時，為解決燃燒穩定性差的問題，需要在靠近燃氣入口附近的爐膽內壁面上敷設一段衛燃帶，來提高著火區域溫度，幫助低熱值燃氣穩定著火燃燒。但是，由於衛燃帶覆蓋了一部分爐膽內壁，阻礙了該段高溫煙氣和水之間的傳熱，換熱面的面積受到損失，導致排煙溫度升高、熱效率下降。在實際應用中，小型燃氣工業鍋爐的衛燃帶敷設常面臨兩難:衛燃帶面積過小，對低熱值燃料的穩燃作用不明顯；面積過大，會影響系統熱效率。
[0004]中國專利申請號97107948.X提出的《旋轉板式可調衛燃帶》和中國專利申請號97107949.8提出的《層疊式可調衛燃帶》通過特殊的結構設計實現了根據鍋爐的負荷情況調節衛燃帶的工作面積，在小負荷工況下能明顯減少衛燃帶對換熱面的佔用。但是，小型燃氣工業鍋爐通常長時間在額定功率下運行，即在滿負荷工況下，上述兩種可調衛燃帶仍會佔用大面積的換熱面，影響系統熱效率。

【發明內容】

[0005]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種佔用換熱面少、傳熱效率高的適用於低熱值燃氣燃燒的燃氣工業鍋爐的爐膽。
[0006]為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於:它包括一呈水平設置的圓筒狀的爐膽本體，所述爐膽本體的兩端分別設置有一端板，其中一所述端板的中心開設有一用於連接燃氣燃燒器的中心孔，另一端板上開設有若干均勻分布的用於連接火管的圓孔；所述爐膽本體的內部水平設置有一筒狀的衛燃室，所述衛燃室的橫截面為正三角形、正方形和正五邊形之一，所述衛燃室與所述爐膽本體的連接處為圓角結構；所述衛燃室的敞口端面向所述中心孔所在一側的所述端板且與該所述端板之間留有間距。
[0007]所述衛燃室的水平長度為所述爐膽本體的長度的1/3?2/3。
[0008]所述衛燃室的敞口端與所述中心孔所在一側的所述端板的間距為所述爐膽本體的內徑的5%?15%。
[0009]所述衛燃室採用耐火溫度高於1600°C的陶瓷耐火材料。[0010]本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點:1、本實用新型的衛燃室相比於傳統衛燃帶，僅需佔用少量的爐膽換熱面，因而對傳熱效率的影響很小。2、本實用新型設置有一採用絕熱材料製成的衛燃室，能夠減少燃燒反應區的散熱從而提高燃燒溫度，促進低熱值燃氣的穩定著火燃燒，甚至能夠將衛燃室內部任意點的溫度提升至燃氣的著火點以上，實現容積式燃燒，從而確保無熄火等燃燒穩定性問題。3本實用新型的衛燃室與爐膽之間形成了橫截面積較小的氣流通道，使得高溫煙氣進入氣流通道後會流速加快，進而能夠提高爐膽內壁的對流換熱係數。4、本實用新型將燃燒限制在衛燃室內，與直接加熱整個爐膽這樣的傳統方式相比，僅需加熱衛燃室的內部空間，能夠縮短暖爐所需時間。5、本實用新型結構簡單，易於製造和安裝。本實用新型可以廣泛應用於小型燃氣工業鍋爐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖(圖中箭頭為氣流流向)；
[0012]圖2是圖1沿A-A向的視圖；
[0013]圖3是圖1沿B-B向的視圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0015]如圖1?3所示，本實用新型包括一呈水平設置的圓筒狀的爐膽本體1，爐膽本體I的兩端分別設置有一端板2、3，其中一端板2的中心開設有一用於連接燃氣燃燒器(圖中未示出)的中心孔4，另一端板3上開設有若干均勻分布的用於連接火管(圖中未示出)的圓孔5。爐膽本體I的內部設置有一衛燃室6，衛燃室6呈水平布置且一端敞口一端密閉的筒狀結構，其橫截面可以是正三角形、正方形和正五邊形中的一種。衛燃室6與爐膽本體I內壁的連接處為圓角結構。衛燃室6的敞口端靠近中心孔4所在一側的端板2，且與端板2之間留有間距。
[0016]在一個優選的實施例中，衛燃室6的長度為爐膽本體I的長度的1/3?2/3。
[0017]在一個優選的實施例中，衛燃室6的敞口端與端板2的間距為爐膽本體I的內徑的5%?15%。
[0018]在一個優選的實施例中，衛燃室6採用耐火溫度高於1600°C的陶瓷耐火材料。
[0019]本實用新型安裝於小型燃氣工業鍋爐中且周圍被水包圍，本實用新型在使用時，由燃氣燃燒器(圖中未示出)噴出低熱值燃氣和空氣，燃氣和空氣以一定的速度從端板2的中心孔4進入爐膽本體1，並在在衛燃室6中著火燃燒。因衛燃室6將絕大部分的燃燒釋熱限制在其內部空間，故提高了燃燒反應區域的溫度，有利於低熱值燃氣的穩定著火燃燒。隨後，燃燒產生的高溫煙氣回流至衛燃室6的敞口端，通過衛燃室6和端板2的間隔進入到由衛燃室6外壁和爐膽本體I內壁組成的氣流通道中。此時，因氣流通道橫截面積較小，高溫煙氣的流速加快，有利於提升高溫煙氣和爐膽本體I內壁之間的對流換熱係數。最後，高溫煙氣進入爐膽本體I的後腔，通過端板3上的圓孔5進入火管(圖中未示出)。在上述過程中，本實用新型僅爐膽本體I和衛燃室6相貼合部分的換熱面被佔用，從而保留了其餘大部分的爐膽本體換熱面。同時，本實用新型能夠將衛燃室6內部任意點的溫度提升至低熱值燃氣的著火點以上，實現容積式燃燒，因而可確保無熄火等燃燒穩定性問題。此外，與直接加熱整個爐膽本體I這樣的傳統方式相比，本實用新型僅需加熱衛燃室6的內部空間，可縮短暖爐所需時間。
[0020]本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
【權利要求】
1.一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於:它包括一呈水平設置的圓筒狀的爐膽本體，所述爐膽本體的兩端分別設置有一端板，其中一所述端板的中心開設有一用於連接燃氣燃燒器的中心孔，另一端板上開設有若干均勻分布的用於連接火管的圓孔；所述爐膽本體的內部水平設置有一筒狀的衛燃室，所述衛燃室的橫截面為正三角形、正方形和正五邊形之一，所述衛燃室與所述爐膽本體的連接處為圓角結構；所述衛燃室的敞口端面向所述中心孔所在一側的所述端板且與該所述端板之間留有間距。
2.如權利要求1所述的一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於:所述衛燃室的水平長度為所述爐膽本體的長度的1/3?2/3。
3.如權利要求1所述的一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於:所述衛燃室的敞口端與所述中心孔所在一側的所述端板的間距為所述爐膽本體的內徑的5%?15%。
4.如權利要求2所述的一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於:所述衛燃室的敞口端與所述中心孔所在一側的所述端板的間距為所述爐膽本體的內徑的5%?15%。
5.如權利要求1至4中任一項所述的一種燃氣工業鍋爐的爐膽，其特徵在於:所述衛燃室採用耐火溫度高於1600°C的陶瓷耐火材料。
【文檔編號】F27D1/00GK203758260SQ201420154485
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】米建春, 梅振鋒 申請人:北京大學