低氮節能型熱水鍋爐的製作方法

2023-11-07 05:16:32

本發明涉及一種鍋爐，具體涉及一種低氮節能型熱水鍋爐。

背景技術：

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐內輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原意是在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐則包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用於生活，工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。為了回收排放煙氣中的熱量，通常會在鍋爐的煙氣排放管道中串聯設置冷凝器，冷水在進入鍋爐內之前先經過冷凝器能夠吸收煙氣排放管道中的熱量，從而達到節能作用，現有的冷凝器的結構為：包括殼體和設置在殼體內的一根或多根串聯的換熱管，換熱管經過多次迂迴彎曲，換熱管的一端連接外接水管，另一端連接鍋爐進水口，由於換熱管的管徑較小，因此這種冷凝器適合小流量進水的鍋爐上，而不適於大流量進水的鍋爐上，並且現有換熱管的結構設置不合理，內部空間浪費較多，熱量的回收利用率較低。另外，現有鍋爐的結構不合理在燃料燃燒時溫度過高導致熱力型氮氧化物生成量較多，鑑於這種情況，因此鍋爐生產廠家有必要對現有鍋爐的結構進行優化改進。

技術實現要素：

對此，本發明旨在提供一種能夠抑制氮氧化物生成，並能夠利於提高熱量回收利用率的熱水鍋爐，並且該熱水鍋爐中的冷凝式節能器滿足鍋爐大流量進水的要求。

實現本發明目的的技術方案是：

一種低氮節能型熱水鍋爐，包括橫向設置的筒狀殼體、爐膽、第一換熱管和煙氣迴轉室以及燃燒器，所述爐膽的軸線方向及所述第一換熱管的軸線方向平行，且均與所述筒狀殼體的軸線方向同向，所述煙氣迴轉室連通設置在所述爐膽的後端，所述燃燒器設置在所述筒狀殼體前端外部，所述燃燒器的火焰噴管伸至所述爐膽內，且所述火焰噴管與所述爐膽同軸線設置，所述第一換熱管與所述煙氣迴轉室連通；還包括煙氣外回流管路，其一端連通煙氣排放管道，另一端連通所述燃燒器的送氣系統，在所述煙氣外回流管路上設置有檢測煙氣溫度的溫度傳感器、用於加速煙氣流動的吸菸風機以及用於控制煙氣流量大小的電動控制閥；在所述煙氣排放管道上還串接有冷凝式節能器，冷凝式節能器包括具有煙氣通道的方管狀外殼、設置在所述方管狀外殼外部與所述方管狀外殼同向設置的進水主管和出水主管、以及固定在所述方管狀外殼內的多個第二換熱管，所述進水主管與出水主管設於所述方管狀外殼的同側且一上一下平行設置，所述的多個第二換熱管按照行數為n、列數為m的矩形陣列排布，n與m均大於等於2，在所述進水主管與出水主管之間設置有豎向設置的進水支管和出水支管，每列第二換熱管側端部對應設置一根所述的進水支管和一根所述的出水支管，所述各進水支管的一端與所述進水主管固定且連通，所述進水支管的另一端與所述出水主管固定但不連通，所述出水支管的一端與所述出水主管固定且連通，所述出水支管的另一端與所述進水主管固定但不連通，所述各第二換熱管的進水口與進水支管連通，所述各第二換熱管的出水口與出水支管連通，所述各第二換熱管呈迂迴彎曲狀，所述第二換熱管的外壁上分布設置有翅片。

上述技術方案中，所述爐膽的側周壁為波紋管狀結構。

上述技術方案中，所述第一換熱管分成兩組，兩組第一換熱管設於所述爐膽相對兩側，每組第一換熱管包括有多根第一換熱管。

上述技術方案中，所述筒狀殼體內兩端上部設有加強結構，所述加強結構包括連接所述筒狀殼體的後端板與圓周壁的第一加強杆和連接所述筒狀殼體的前端板與圓周壁的第二加強杆，多個第一加強杆和多個第二加強杆均沿筒狀殼體周向間隔設置。

上述技術方案中，所述各第二換熱管的長度方向沿水平布置，且與煙氣通道中煙氣流動方向垂直。

上述技術方案中，n為5～7，m為4～6。

上述技術方案中，所述各第二換熱管包括四根間隔設置的直管段，所述的四根直管段通過u形彎頭依序連接構成所述的第二換熱管，四根直管段分別為第一直管段、第二直管段、第三直管段和第四直管段，所述第一直管段與所述第三直管段處於第一水平面上，所述第二直管段與所述第四直管段處於所述第一水平面不同的第二水平面上。

上述技術方案中，所述方管狀外殼內部在所述第二換熱管的下方設有集水槽，所述集水槽的底部連通設置有排水管。

本發明具有積極的效果：採用本發明中的結構，在鍋爐上增設煙氣外回流管路，其一端連通煙氣排放管道，另一端連通所述燃燒器的送氣系統，通過將一部分排氣返回到燃燒器的送氣系統中，從而降低了混合氣中的氧濃度，起熱量吸收體的作用，不致使爐膽內燃燒溫度變得過高，從而抑制熱力型氮氧化物的生成；此外通過設置本發明中的冷凝式節能器，在進水主管與出水主管之間設置多個進水支管和多個出水支管，並在進水支管與出水支管之間以並聯的方式連接多個換熱管對進水進行合理分流，從而適用於大流量進水的鍋爐，此外，通過採用本發明中的方式布置換熱管，結構緊湊合理，冷凝器殼體內部空間浪費少，與現有技術中相比，換熱管的數量更多，能進一步提高熱量的回收利用率，從而提高換熱效率，經實踐具有很好的使用效果。

附圖說明

圖1為本發明中低氮節能型熱水鍋爐的結構示意圖；

圖2為圖1中所示低氮節能型熱水鍋爐的右視圖；

圖3為本發明中冷凝式節能器的主視圖；

圖4為圖3中所示冷凝式節能器的俯視圖；

圖5為圖3所示冷凝式節能器的左視圖。

圖中所示附圖標記為：1-筒狀殼體；2-爐膽；3-第一換熱管；4-煙氣迴轉室；5-燃燒器；6-火焰噴管；7-加強筋板；8-第一加強杆；9-第二加強杆；10-煙氣外回流管路；11-後端板；12-前端板；13-煙氣排放管道；14-方管狀殼體；141-集水槽；15-進水主管；16-出水主管；17-第二換熱管；171-第一直管段；172-第二直管段；173-第三直管段；174-第四直管段；175-u形彎頭；18-進水支管；19-出水支管。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明中的具體結構做以說明：

一種低氮節能型熱水鍋爐，如圖1至圖5所示，其包括筒狀殼體1、爐膽2、第一換熱管3和煙氣迴轉室4以及燃燒器5，所述爐膽2的軸線方向及所述第一換熱管3的軸線方向平行，且均與所述筒狀殼體1的軸線方向同向，所述煙氣迴轉室4連通設置在所述爐膽2的後端，所述燃燒器5設置在所述筒狀殼體1前端外部，所述燃燒器5的火焰噴管6伸至所述爐膽2內，且所述火焰噴管6與所述爐膽2同軸線設置，所述第一換熱管3與所述煙氣迴轉室4連通；本實施例中還包括煙氣外回流管路10，其一端連通煙氣排放管道13，另一端連通所述燃燒器5的送氣系統，在所述煙氣外回流管路10上設置有檢測煙氣溫度的溫度傳感器、用於加速煙氣流動的吸菸風機以及用於控制煙氣流量大小的電動控制閥；在所述煙氣排放管道13上還串接有冷凝式節能器，冷凝式節能器包括具有煙氣通道的方管狀外殼14、設置在所述方管狀外殼14外部與所述方管狀外殼14同向設置的進水主管15和出水主管16、以及固定在所述方管狀外殼14內的多個第二換熱管17，所述進水主管15與出水主管16設於所述方管狀外殼14的同側且一上一下平行設置，所述的多個第二換熱管17按照行數為n、列數為m的矩形陣列排布，n與m均大於等於2，在所述進水主管15與出水主管16之間設置有豎向設置的進水支管18和出水支管19，每列第二換熱管17側端部對應設置一根所述的進水支管18和一根所述的出水支管19，所述各進水支管18的一端與所述進水主管15固定且連通，所述進水支管18的另一端與所述出水主管16固定但不連通，所述出水支管19的一端與所述出水主管16固定且連通，所述出水支管19的另一端與所述進水主管15固定但不連通，所述各第二換熱管17的進水口與進水支管18連通，所述各第二換熱管17的出水口與出水支管19連通，所述各第二換熱管17呈迂迴彎曲狀，所述第二換熱管17的外壁上分布設置有翅片。本實施例中通過增設煙氣外回流管路，能夠將一部分排氣返回到燃燒器5的送氣系統中，從而降低了混合氣中的氧濃度，起熱量吸收體的作用，不致使爐膽2內燃燒溫度變得過高，從而進一步抑制熱力型氮氧化物的生成，所述煙氣外回流管路10上設置有檢測煙氣溫度的溫度傳感器和用於帶動煙氣流動的吸菸風機以及控制煙氣流量大小的電動控制閥，這樣一來可實時根據要求對回流煙氣的流量進行調節。此外通過設置本發明中的冷凝式節能器，在進水主管與出水主管之間設置多個進水支管和多個出水支管，並在進水支管與出水支管之間以並聯的方式連接多個換熱管對進水進行合理分流，從而適用於大流量進水的鍋爐，此外，通過採用本發明中的方式布置換熱管，結構緊湊合理，冷凝器殼體內部空間浪費少，與現有技術中相比，換熱管的數量更多，能進一步提高熱量的回收利用率，從而提高換熱效率，經實踐具有很好的使用效果。

本實施例中，所述爐膽2的側周壁為波紋管狀結構，通過採用這種結構能夠增加爐膽2的外壁表面積，進而增加了換熱面積使得換熱效率得以提高。

上述技術方案中，所述第一換熱管3分成兩組，兩組第一換熱管3設於所述爐膽2相對兩側，每組第一換熱管3包括有多根第一換熱管3。

在上述實施例的基礎上，為了增強鍋爐外殼的強度，所述筒狀殼體1內兩端上部設有加強結構，所述加強結構包括連接所述筒狀殼體1的後端板11與圓周壁的第一加強杆8和連接所述筒狀殼體1的前端板12與圓周壁的第二加強杆9，多個第一加強杆8和多個第二加強杆9均沿筒狀殼體1周向間隔設置。

上述技術方案中，所述各第二換熱管17的長度方向沿水平布置，且與煙氣通道中煙氣流動方向垂直，煙氣在流動時煙氣中的熱量與第二換熱管17內的冷水發生熱交換，對水進行預熱。

本實施例中，n為5～7，m為4～6，作為優選，n為6，m為5。

本實施例中，所述各第二換熱管17包括四根間隔設置的直管段，所述的四根直管段通過u形彎頭175依序連接構成所述的第二換熱管17，四根直管段分別為第一直管段171、第二直管段172、第三直管段173和第四直管段174，所述第一直管段171與所述第三直管段173處於第一水平面上，所述第二直管段172與所述第四直管段174處於所述第一水平面不同的第二水平面上，採用上述結構緊湊合理，且換熱效果好。

上述技術方案中，所述方管狀外殼14內部在所述第二換熱管17的下方設有集水槽141，所述集水槽141的底部連通設置有排水管。採用上述結構，煙氣冷凝遇到的冷凝水在集水槽內匯集並及時由排水管排出。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬於本發明的保護範圍。