下吸式高效翅片管生物質鍋爐制造技術

本發明專利技術公開了一種下吸式高效翅片管生物質鍋爐，由上至下包括有上蓋、上封頭結構、鍋筒、下封頭結構、下爐體和煙囪；鍋筒內沿周向均勻布設有多個翅片管；鍋筒底部中心處設有耐熱拱，耐熱拱的內腔作為爐膛并連接有爐門結構。耐熱拱頂部外緣處向上連接有筒狀內圈，鍋筒、內圈以及耐熱拱之間圍成水腔；煙囪由上至下依次密封穿過上蓋和上封頭結構并伸入所述內圈中，煙囪的底端設有開口并位于內圈底部；下爐體內設有空腔，空腔內設有灰室，下爐體底部連通有進風口。本發明專利技術通過高溫氣流的折返式流動提高了換熱效率，降低了排煙溫度。空氣由進風口吸入時利用爐灰余熱加熱，降低二次燃燒時加熱空氣需要的熱量，使二次燃燒更加穩定可靠，提高能量利用率。

【技術實現步驟摘要】
下吸式高效翅片管生物質鍋爐
本專利技術涉及生物質鍋爐

技術介紹
目前專門為生物質燃料設計的鍋爐很少。生物質是一種不同于煤的可再生能源。首先，生物質燃料的成分不同于煤。生物質的揮發份含量較高，達70%左右，而煤為10%左右；生物質燃料的含硫量較低，僅為煤的十分之一到二十分之一。其次，生物質的燃燒特性也不同：1、在生物質燃料燃燒過程中，如果一次燃燒溫度過高，其熔渣現象將比煤更嚴重，甚至在爐排上會形成熔融的玻璃體；2、生物質燃料燃燒產生的灰燼的密度很小，飄灰浮在水面上會積聚成團；最后，生物質的揮發份如果燃燒不完全，產生的焦油會附著在受熱面和煙道上，這不僅降低了傳熱能力，甚至還會堵塞通道，如果再附著上飄灰，后果將更加惡化。因此，生物質鍋爐的設計要結合生物質燃料的成分和燃燒特性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種煙氣換熱面積大、換熱路徑長、鍋爐綜合熱效率較高的下吸式高效翅片管生物質鍋爐。為實現上述目的，本專利技術的下吸式高效翅片管生物質鍋爐，包括鍋筒，鍋筒呈圓筒形，所述鍋筒的上方從上至下依次設有上蓋、上封頭結構，所述鍋筒的下方從上至下依次設有下封頭結構、下爐體；所述上蓋的截面呈弧頂朝上的弧形；所述鍋筒內沿周向均勻布設有多個翅片管，各翅片管上端與上封頭結構相連接，各翅片管的下端與下封頭結構相連接；上封頭結構與下封頭結構均包括一對螺接在一起的上孔板和下孔板，以及連接在上孔板和下孔板之間的密封環，上孔板和下孔板平行間隔設置，上孔板和下孔板均與各翅片管一一對應設有通孔；各翅片管的上端與上封頭結構的下孔板上的通孔相連接，各翅片管的下端與下封頭結構的上孔板上的通孔相連接；上封頭結構的上孔板與上蓋固定連接，上封頭結構的下孔板與鍋筒頂端固定連接；下封頭結構的上孔板與鍋筒底端固定連接，下封頭結構的下孔板與下爐體固定連接；上蓋與上封頭結構之間圍成煙腔；鍋筒底部中心處設有耐熱拱，耐熱拱的內腔作為爐膛；爐膛連接有爐門結構，爐門結構包括與爐膛相連通的進料管以及設置在進料管上的爐門；爐膛正下方的下封頭結構的上孔板上設有爐篦；爐篦正下方的下封頭結構的下孔板上設有落灰孔；耐熱拱頂部外緣處向上連接有筒狀內圈，內圈頂部與上封頭結構的下孔板相連通；內圈正上方的上封頭結構的上孔板上設有用于向內圈流入高溫氣流的折返孔；鍋筒、內圈以及耐熱拱之間圍成環柱狀水腔，各翅片管均位于水腔內；水腔的一側頂部連接有出水管，水腔另一側底部連接有進水管，出水管和進水管上均設有閥門；所述內圈內設有豎直設置的煙囪，且煙囪的上端依次密封穿過上封頭結構和上蓋并伸出上蓋外，所述煙囪的底端設有開口并位于內圈底部；煙囪底端下方的內圈上連接有清灰口結構，清灰口結構包括清灰管，清灰管上設有清灰門，清灰管徑向延伸且其外端開口位于鍋筒壁處；所述下爐體內設有空腔，空腔內于爐膛下方設有灰室，灰室上端設有用于接灰的開口，灰室側壁設有灰室口，灰室口開口在下爐體表面處并設有灰室門；所述灰室架設在下爐體空腔中并與下爐體的側壁、底壁和下封頭結構之間均設有間隙；所述下爐體底部連通有進風口。所述上蓋頂部與所述各翅片管一一對應設有清污口，清污口頂部螺接有密封帽。所述下爐體向下連接有支腿。所述灰室口上方的灰室側壁上設有透明的觀察口。所述鍋筒側壁設有溫度表。所述內圈外壁設有傳熱肋筋。使用前，要嚴格檢查各配件是否完備、符合要求；向鍋爐注入的水最好經過處理。由爐門向爐膛14內投入生物質燃料，點火啟動。本專利技術的下吸式高效翅片管生物質鍋爐正常運行時，爐門一直處于開啟狀態，灰室口25和清灰口結構22則一直處于關閉狀態。運行中定時從觀察口31查看各翅片管7下口燃燒火焰狀態，正常應為紅藍色火苗，否則，應調節進風口27的開啟度，直至火焰顏色正常。運行中注意觀察爐膛14內生物質燃燒狀態，及時投料，維持穩定的燃燒狀態。在煙囪6的抽吸力作用下，空氣經爐門被吸入爐膛14，生物質燃料在爐篦16上進行一次燃燒，產生火焰和揮發性燃氣。揮發性燃氣在煙囪6的抽吸力作用下，通過下封頭結構4后被吸向各翅片管7的下端；同時進風口27處的空氣被抽吸入下爐體5，并經灰室24與下爐體5之間的空腔進入下封頭結構4。空氣在流經灰室24外壁時被爐灰的余熱加熱，從而充分利用爐灰余熱，提高鍋爐的熱效率。加熱后的空氣和揮發性燃氣在被吸入各翅片管7前相遇并進行二次半氣化燃燒，燃燒后形成的高溫熱氣流進入各翅片管7后上升，并經上封頭結構2進入上蓋1與上封頭結構2所圍成的煙腔12，然后經上封頭結構2上孔板8上的折返孔向下流動，并流入與上封頭結構2的下孔板9相連通的內圈17中。由于煙囪6的底端開口位于內圈17底部，因此高溫氣流需要向下折返至內圈17底部才能被煙囪6抽吸出去。高溫氣流（煙氣）流經各翅片管7時，通過各翅片管7加熱水腔18中的水；高溫氣流由上至下在內圈17中流動時，通過內圈17加熱水腔18中的水。即水腔18中的水被各翅片管7以及內圈17同時加熱。鍋爐水溫達到要求時，關閉爐門即可；鍋爐繼續運行時，打開爐門，爐膛14中的積灰和燃料見風即可起火。長期使用中，需要定期清理爐篦16上的爐渣并清除灰室24內的積灰。使用本專利技術需要定期清污，定期清污需在鍋爐停止運行時進行。方法是：1、打開各清污口28上的密封帽29，用鐵管逐個清除各翅片管7內的積灰。2、打開清灰口結構22，清除內圈17及耐熱拱13上的積灰。注意清污完畢后，上述所有開口均要關閉。以往鍋爐中的高溫煙氣不存在折返流動加熱水的技術方案，高溫煙氣只是單向流動并加熱水之后就進入煙囪6排出，因此高溫煙氣與水的換熱路徑較短，煙氣中的熱量利用得較少。本專利技術中，由于高溫氣流在本專利技術的鍋爐內上下往復流動加熱水，其加熱水的路徑與以往相比大大延長，能夠更加充分地利用煙氣中的熱量，提高整體換熱效率，提高能量利用率，并降低排煙溫度，使生物質鍋爐的排煙溫度降低到100攝氏度左右，并且不會高于120攝氏度。本專利技術二次燃燒的技術方案，也使得生物質燃料燃燒得更為充分。空氣由進風口27進入下爐體5后會被爐灰余熱所加熱，因此可以降低二次燃燒時加熱空氣需要的熱量，提高鍋爐綜合熱效率。本專利技術通過高溫氣流的折返式流動提高了換熱效率，降低了排煙溫度。本專利技術中空氣由進風口吸入時利用爐灰余熱加熱，從而降低二次燃燒時加熱空氣需要的熱量，使二次燃燒更加穩定可靠，提高能量利用率。總之，本專利技術的下吸式高效翅片管生物質鍋爐與以往鍋爐相比具有較高的綜合熱效率。本專利技術供熱部分采用下吸式半氣化燃燒，受熱部分采用高效翅片管和鍋筒內圈的折流式傳熱，便于清灰。該鍋爐供熱部分是利用爐膛內的生物質燃料向下進行一次燃燒，產生的火焰和揮發性燃氣在各高效翅片管的下口與經爐灰余熱加熱的高溫空氣混合進行二次半氣化燃燒。該鍋爐受熱部分為鍋筒內的數十根高效翅片管和鍋筒內圈（上部有傳熱肋筋）的受熱面。由于煙囪向下深入鍋筒的內圈中，上述燃燒生成的高溫熱氣流在各高效翅片管中上升后又在鍋筒內圈中下降，余熱進入煙囪。這種折流式供熱與受熱，使熱量得到了充分的利用，其排煙溫度小于120℃。本專利技術專利的優點有：1、燃料燃燒合理。2、傳熱效率高；3、系統熱效率高；4、便于清灰，保持較高的導熱性能；5、結構合理，便于制造和維修；6、運行操作方便。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是圖1的A－A剖視圖；圖3是上封頭本文檔來自技高網...

【技術保護點】
下吸式高效翅片管生物質鍋爐，其特征在于：由上至下包括有上蓋、上封頭結構、鍋筒、下封頭結構、下爐體和煙囪；上蓋的截面呈弧頂朝上的弧形；鍋筒呈圓筒形，其內沿周向均勻布設有多個翅片管，各翅片管上端與上封頭結構相連接，各翅片管的下端與下封頭結構相連接；上封頭結構與下封頭結構均包括一對螺接在一起的上孔板和下孔板，以及連接在上孔板和下孔板之間的密封環，上孔板和下孔板平行間隔設置，上孔板和下孔板均與各翅片管一一對應設有通孔；各翅片管的上端與上封頭結構的下孔板上的通孔相連接，各翅片管的下端與下封頭結構的上孔板上的通孔相連接；上封頭結構的上孔板與上蓋固定連接，上封頭結構的下孔板與鍋筒頂端固定連接；下封頭結構的上孔板與鍋筒底端固定連接，下封頭結構的下孔板與下爐體固定連接；上蓋與上封頭結構之間圍成煙腔；鍋筒底部中心處設有耐熱拱，耐熱拱的內腔作為爐膛；爐膛連接有爐門結構，爐門結構包括與爐膛相連通的進料管以及設置在進料管上的爐門；爐膛正下方的下封頭結構的上孔板上設有爐篦；爐篦正下方的下封頭結構的下孔板上設有落灰孔；耐熱拱頂部外緣處向上連接有筒狀內圈，內圈頂部與上封頭結構的下孔板相連通；內圈正上方的上封頭結構的上孔板上設有用于向內圈流入高溫氣流的折返孔；鍋筒、內圈以及耐熱拱之間圍成環柱狀水腔，各翅片管均位于水腔內；水腔的一側頂部連接有出水管，水腔另一側底部連接有進水管，出水管和進水管上均設有閥門；所述煙囪由上至下依次密封穿過上蓋和上封頭結構并伸入所述內圈中，煙囪的底端設有開口并位于內圈底部；煙囪底端下方的內圈上連接有清灰口結構，清灰口結構包括清灰管，清灰管上設有清灰門，清灰管徑向延伸且其外端開口位于鍋筒壁處；所述下爐體內設有空腔，空腔內于爐膛下方設有灰室，灰室上端設有用于接灰的開口，灰室側壁設有灰室口，灰室口開口在下爐體表面處并設有灰室門；所述灰室架設在下爐體空腔中并與下爐體的側壁、底壁和下封頭結構之間均設有間隙；所述下爐體底部連通有進風口。...

【技術特征摘要】
1.下吸式高效翅片管生物質鍋爐，包括鍋筒，鍋筒呈圓筒形，其特征在于：所述鍋筒的上方從上至下依次設有上蓋、上封頭結構，所述鍋筒的下方從上至下依次設有下封頭結構、下爐體；所述上蓋的截面呈弧頂朝上的弧形；所述鍋筒內沿周向均勻布設有多個翅片管，各翅片管上端與上封頭結構相連接，各翅片管的下端與下封頭結構相連接；上封頭結構與下封頭結構均包括一對螺接在一起的上孔板和下孔板，以及連接在上孔板和下孔板之間的密封環，上孔板和下孔板平行間隔設置，上孔板和下孔板均與各翅片管一一對應設有通孔；各翅片管的上端與上封頭結構的下孔板上的通孔相連接，各翅片管的下端與下封頭結構的上孔板上的通孔相連接；上封頭結構的上孔板與上蓋固定連接，上封頭結構的下孔板與鍋筒頂端固定連接；下封頭結構的上孔板與鍋筒底端固定連接，下封頭結構的下孔板與下爐體固定連接；上蓋與上封頭結構之間圍成煙腔；鍋筒底部中心處設有耐熱拱，耐熱拱的內腔作為爐膛；爐膛連接有爐門結構，爐門結構包括與爐膛相連通的進料管以及設置在進料管上的爐門；爐膛正下方的下封頭結構的上孔板上設有爐篦；爐篦正下方的下封頭結構的下孔板上設有落灰孔；耐熱拱頂部外緣處向上連接有筒狀內圈，內圈頂部與上封頭結構的下孔板相連通；內圈正上方的上封頭結構的上孔板上設有用于向內圈流入高溫氣流的折返孔；鍋筒、內圈以及耐熱拱...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙青玲，陳夫進，劉俊紅，謝毅，趙廷林，李會軍，
申請(專利權)人：華北水利水電大學，
類型：發明
國別省市：河南;41