一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐及其加熱方法技術

本發明專利技術涉及一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐的加熱方法，爐膛內的煙氣在膜式壁兩側分別呈蛇型橫向沖刷加熱。此方法充分利用煙氣的熱量，減少熱損失；橫向沖刷的設計可以合理控制膜式壁的高度，使鍋爐可以放置在空間低矮的空間內，如地下室。此設計可以使煙氣的出口溫度直接降至120℃-130℃，即保證了鍋爐內的加熱溫度，又保證了將熱量損失降至最低，鍋爐熱效率可以達到95%以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及真空熱水鍋爐領域，特別是一種膜式壁式真空熱水鍋爐及其加熱方法。
技術介紹
真空鍋爐的全稱叫做真空相變鍋爐。真空鍋爐是在封閉的爐體內部形成一個負壓的真空環境，在機體內填充熱媒水，通過燃燒或其它方式加熱熱媒水，再由熱媒水蒸發、冷凝至換熱器上，再由換熱器來加熱需要加熱的水。真空鍋爐通過抽真空，形成一個幾乎沒有空氣的低壓環境，然后利用水在低壓下(低于大氣壓)低溫沸騰產生蒸汽，通過汽水凝結換熱方式將熱量輸出的原理工作的。真空鍋爐內的熱媒水是經過脫氧、除垢等特殊處理的高純水，在出廠前一次充注完成，使用時在機組內部封閉循環(汽化→凝結→汽化)，不增加，不減少，在機組使用壽命內不需要補充或更換。鍋爐熱效率是指單位時間內鍋爐有效利用熱量占鍋爐輸入熱量的百分比，燃料送入鍋爐的熱量，其中大部分被鍋爐受熱面吸收，產生水蒸氣。這是被利用的有效熱量，而另一部分熱量損失掉了，這部分熱量稱為熱損失，提高鍋爐的熱效率就是減少鍋爐各項熱損失，現代鍋爐中要減少鍋爐的熱損失首要重點就是降低鍋爐排煙熱損失。在傳統鍋爐中，排煙溫度一般在160-250℃。爐體為密封的真空容器，還有一部分熱損失取決于外保溫。為降低該部分熱損失，有人開發了膜式壁式真空熱水鍋爐。膜式壁又稱膜式水冷壁。膜式水冷壁就是由受熱面全部覆蓋的水冷壁，其有兩種形式：1、密排管膜式壁，2、鰭片管膜式壁，密排管膜式壁由一根挨一根的管子緊密排列覆蓋與爐膛內壁的輻射受熱面，鰭片管膜式壁由管子和管間扁鋼焊接覆蓋與爐膛內壁的輻射受熱面，比密排管膜式壁氣密性好，較高價格的爐管用量少的有點，但其比密排管膜式壁加工難度大，加工費高。中國專利號ZL95218017.0技術專利說明書中記載了一種無爐墻真空熱水鍋爐，該鍋爐的爐膛和煙道壁面由膜式壁構成，如附圖1所示，該鍋爐內的煙氣沖刷為縱向沖刷，一側為單層膜式壁，另一側為多層膜式壁。授權公告號為CN203797949U的中國技術專利中公開了一種一體式膜式壁冷凝真空熱水鍋爐，由水管、扁鋼和后濕水背套焊接組成后濕背膜式壁受熱面結構組成了一組雙層膜式壁，附圖2所示，提供鍋爐熱效率至93％以上，額定排煙溫度降至170℃以下。以上的膜式壁式真空熱水鍋爐只是對此種鍋爐進行簡單的設計生產，并沒有在熱效率方面做出更深的研究。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐的加熱方法，爐膛內的煙氣在膜式壁兩側對稱地呈蛇型橫向沖刷加熱。優選地，爐膛內的煙氣在三回程膜式壁的兩側對稱地呈蛇形橫向沖刷加熱。優選地，所述煙氣的沖刷速度Wg∈[6,12]。本專利技術所要解決的另一個技術問題是提供一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐，包括真空換熱裝置和加熱裝置，真空換熱裝置中包括包括前水室，U型殼體和后水室，以及安裝在前水室和后水室上的進水管柱和出水管柱，U型殼體內有上蓋板，換熱器前、后管板置于上蓋板上，換熱器管安裝在所述換熱器前、后管板上，在所述U型殼體上有抽氣管，U型殼體上安裝有爆破裝置，換熱器管的底部連接有水室疏水裝置，所述加熱裝置包括上水箱，下水箱以及夾在上下水箱之間的爐膛，所述爐膛入口處安裝有燃燒器連接裝置，爐膛內部四周采用對稱的膜式壁作為煙道壁面。優選地，所述對稱的膜式壁為對稱的三回程膜式壁作為煙道壁面。優選地，所述三回程膜式壁第一回程由位于入口面的膜式壁Ⅰ，位于長方體爐膛兩側面的膜式壁Ⅱ和與入口面相對面的膜式壁Ⅴ圍成；第二回程由膜式壁Ⅱ和膜式壁Ⅲ相夾而成；第三回程兩側由膜式壁Ⅲ和膜式壁Ⅳ相夾以及膜式壁Ⅴ和膜式壁Ⅵ相夾而成。優選地，所述第一回程膜式壁面受熱面積為每蒸噸3-8m2。優選地，所述第一回程膜式壁面受熱面積為每蒸噸4-6m2。優選地，所述三回程膜式壁每個回程都有進煙口，所述進煙口的寬度為W＝B×(Vg+R)×[(t1+t2+t3)/3+273]/(3600×Wg×273×H)，其中B為燃料消耗量；Vg為實際煙氣量；R為實際煙氣量的補償系數；t為煙道內某點溫度；
Wg為煙氣速度；H為煙氣通道高度。優選地，所述第三回程上兩個避面上設置有擾流器。優選地，在所述第三回程的爐膛的左右兩側底部分別安裝有疏水裝置。爐膛內部是一個三回程膜式壁，通過特殊的設計，煙氣分別在爐膛兩側的三回程模式壁內形成橫向沖刷形成蛇型行走路線后，最后由出口進行煙氣排放。這種設計，有幾個優點。1、充分利用煙氣的熱量，減少熱損失；2、橫向沖刷的設計可以合理控制膜式壁的高度，使鍋爐可以放置在空間低矮的空間內，如地下室。3、此設計可以使煙氣的出口溫度直接降至120℃-130℃，即保證了鍋爐內的加熱溫度，又保證了將熱量損失降至最低，鍋爐熱效率可以達到95％以上。附圖說明圖1是中國專利號ZL95218017.0技術專利中的膜式壁示意圖；圖2是授權公告號為CN203797949U的中國技術專利膜式壁示意圖；圖3是本專利技術膜式壁式真空熱水鍋爐的主視圖；圖4是膜式壁式真空熱水鍋爐的左視圖；圖5是膜式壁式真空熱水鍋爐下部分的右視圖；圖6是圖3爐膛的剖面圖；圖7是帶擾流器的膜式壁的剖面圖；圖8帶擾流器的膜式壁主視圖；圖9是圖7膜式壁的剖面圖；圖10燃燒室疏水裝置側視圖；圖11燃燒室疏水裝置俯視圖；圖12是圖6的局部放大圖；1.下水箱；2.前水室；3.上水箱；4.吊耳；5.U型殼體；6.爆破片裝置；7.固定板；8.支撐板；9.換熱器管；10.換熱器前、后管板；11.后水室；12.燃燒器連接裝置；13.讓管；14.膜式壁Ⅰ；15.扁鋼；16.膜式壁Ⅱ；17.膜式壁Ⅲ；18.膜式壁Ⅳ；19.扁鋼；20.膜式壁Ⅴ；21.鋼管；22.煙氣出口裝置；23.抽氣管；24.水室疏水裝置；25.煙氣封板；26.下水箱疏水管；27.疏水裝置；270.疏水裝
置入口；271.凹槽；272.隔板；273.疏水裝置出口；28.膜式壁Ⅵ；29.水位觀察孔；201.進水管柱；111.出水管柱；具體實施方式圖3是膜式壁式真空熱水鍋爐的主視圖，如圖所示，本專利技術中涉及的真空熱水鍋爐主要由上部分和下部分組成，上部分為換熱裝置，下部分為加熱裝置，加熱裝置由上水箱3，爐膛和下水箱1組成。如圖所示，真空熱水鍋爐中的上部分的換熱裝置主要包括前水室2，U型殼體5和后水室11，以及安裝在前水室2和后水室11上的進水管柱201和出水管柱111。在圖4中可以看到U型殼體5上設置有抽氣管23，用來在換熱裝置內抽真空，使U型殼體5內形成負壓，同時為了安全因素的考慮，U型殼體上有爆破片裝置6，在壓力超標時起到泄壓的作用。爆破片裝置6主要由三部分組成，分別為孔板片，防爆膜和尖銳物組成，其中孔板片為一個由不易變形的材質做成的圓形片，圓形片上有若干通氣孔，防爆膜位于孔板片的上方，在防爆膜上方與防爆膜很近的地方置有一尖銳物，當U型殼體內的壓力超壓形成正壓時，防爆膜會微微隆起，此時尖銳物會立刻刺破防爆膜，起到泄壓的作用。在U型殼體5內的換熱器管的底部連接有水室疏水裝置24，用來收集冷凝水。U型殼體的內部，換熱器前、后管板10置于上蓋板上，換熱器管9安裝在換熱器前、后管板上，換熱器管9的排布放式根據鍋爐進出水管的水的溫差選擇，采用固定板7固定由于水流速引起的換熱器管9的晃動，將涼水通過前水室2引入經過換熱器管9后，再經過后本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐的加熱方法，其特征在于：爐膛內的煙氣在膜式壁兩側對稱地呈蛇型橫向沖刷加熱。

【技術特征摘要】
2015.04.15 CN 2015101782195;2015.11.09 CN 201510751.一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐的加熱方法，其特征在于：爐膛內的煙氣在膜式壁兩側對稱地呈蛇型橫向沖刷加熱。2.根據權利要求1所述的加熱方法，其特征在于：爐膛內的煙氣在三回程膜式壁的兩側對稱地呈蛇形橫向沖刷加熱。3.根據權利要求2所述的加熱方法，其特征在于：所述煙氣的沖刷速度Wg ∈[6,12]。4.一種對稱膜式壁式真空熱水鍋爐，包括真空換熱裝置和加熱裝置，真空換熱裝置中包括包括前水室（2），U型殼體（5）和后水室（11），以及安裝在前水室（2）和后水室（11）上的進水管柱（201）和出水管柱（111），U型殼體（5）內有上蓋板，換熱器前、后管板（10）置于上蓋板上，換熱器管（9）安裝在所述換熱器前、后管板（10）上，在所述U型殼體（5）上有抽氣管（23），U型殼體（5）上安裝有爆破裝置（6），換熱器管的底部連接有水室疏水裝置（24），其特征在于：所述加熱裝置包括上水箱（3），下水箱（1）以及夾在上下水箱之間的爐膛，所述爐膛入口處安裝有燃燒器連接裝置（12），爐膛內部四周采用對稱的膜式壁作為煙道壁面。5.根據權利要求4所述的真空熱...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董凱，高云龍，査橋虎，鄧大雙，蘇點，
申請(專利權)人：博瑞特熱能設備股份有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34