高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及鍋爐技術(shù)領域，具體公開了一種高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐，其包括鍋爐本體，鍋爐本體包括爐膛、換熱單元、汽包和爐墻；換熱單元包括水冷壁、第一換熱管和第二換熱管，水冷壁縱向布置將爐膛分隔為燃燒區(qū)和對流區(qū)；第一換熱管沿著燃燒區(qū)兩側(cè)的分界面以及對流區(qū)的分界面豎向布置；第二換熱管豎向布置在對流區(qū)中；第一換熱管和第二換熱管下端匯集于一條縱向的下集合管，上端匯集于一條縱向的上集合管；汽包設于爐膛外部并與上集合管上部連通；爐墻包覆在爐膛和汽包外部。本實用新型專利技術(shù)可進行多級換熱，不僅可以強化換熱，而且通過前后水容積的調(diào)整，更加利于蒸汽壓力調(diào)整，同時也可以避免蒸汽壓力劇烈而引起的爆裂風險。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐
本技術(shù)涉及鍋爐
，具體的說是一種高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐。
技術(shù)介紹
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，鍋爐作為生產(chǎn)熱能和動力的工藝設備，在現(xiàn)代工業(yè)、電力及人民生活中普遍使用，而燃氣鍋爐以它優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、清潔的特點滿足了人們對環(huán)境、安全、自動化的要求，所以很多工程已經(jīng)采用了燃氣鍋爐作為其加熱設備。燃氣鍋爐包括燃氣燃燒設備和鍋爐本體兩個系統(tǒng)。燃氣燃燒設備主要指爐膛和燃燒器，也包括其他與燃燒過程有關(guān)的設備，它的主要作用是將一定數(shù)量的可燃氣體和空氣通入燃燒設備中，通過可燃氣體的燃燒將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，給鍋爐本體提供持續(xù)的熱能。鍋爐本體就是借助燃燒設備提供的熱能將水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，使其成為一定數(shù)量和質(zhì)量(壓力和濕度)的蒸汽。整個鍋爐生產(chǎn)過程就是將一定數(shù)量的可燃氣體和相應數(shù)量的空氣送入爐內(nèi)燃燒，燃燒所發(fā)出的熱量傳遞給水，使水在定壓下汽化而形成一定壓力和溫度的水蒸氣。在眾多鍋爐里面，蒸汽鍋爐的設備簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒后的產(chǎn)物對大氣的污染也小，但是也有一些缺點就是燃料多為易燃易爆的氣體，這就對鍋爐的設備有很高的安全要求了。然而，現(xiàn)有鍋爐在使用過程中存在一些問題：由于各種原因，燃氣鍋爐爆炸事故的頻頻發(fā)生，它不僅在經(jīng)濟方面造成大量損失，嚴重的使人們在身心甚至生命都受到威脅。鍋爐的運行還應該遵循著“高效、環(huán)?！边@一原則，就是要保證燃料的高效利用和減少有害物質(zhì)NO和CO的排放量。首先要保證燃料的充分燃燒，影響燃料燃燒效率的因素有很多，如燃料進口的面積，進風速度，空氣過量系數(shù)等。燃料的進口面積和風速影響爐膛內(nèi)的流場，要求燃料的進風氣流能夠引起爐膛內(nèi)部的擾動，這樣能夠保證燃燒產(chǎn)生的熱量在爐膛內(nèi)部流動，但要求爐膛內(nèi)不能有大量的渦團，這會影響燃燒反應的穩(wěn)定性?？諝膺^量系數(shù)既要滿足燃燒反應所需的O2量，還應該減少排煙引起的熱量損失。鍋爐在生產(chǎn)過程中，會消耗大量的燃料，同時伴隨著大量的煙氣產(chǎn)生，由于一般鍋爐的排煙溫度都很高，而鍋爐爐堂內(nèi)對溫度有一定的要求，所以都需要對煙氣余熱進行回收。目前，絕大部分鍋爐的煙氣余熱回收主要是采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽的方式，但是對于大多數(shù)企業(yè)來說，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽是富余的，特別是在夏季，往往會有蒸汽排空的現(xiàn)象，同時由于企業(yè)的余熱鍋爐老化嚴重，大多數(shù)產(chǎn)汽效率都比較低，造成企業(yè)的能量系統(tǒng)匹配不合理，存在余熱資源浪費嚴重的問題。在實際生產(chǎn)中，余熱回收利用有一定的難度，這是因為若排煙溫度低，采用常規(guī)的換熱器，鍋爐尾部受熱面中煙氣與工質(zhì)的傳熱溫差減小，傳熱面積增大，在有限空間布置的管多而密，造成煙氣流動阻力增大，風壓動力消耗增大、金屬消耗和設備初投資增多。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中鍋爐安全性不高、燃料燃燒不充分以及余熱回收難度高的技術(shù)問題，本技術(shù)的目的在于提供一種安全性高，燃料可充分燃燒，且余熱可有效回收的高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐。本技術(shù)的高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐包括鍋爐本體，所述鍋爐本體包括爐膛、換熱單元、汽包和爐墻；所述換熱單元包括水冷壁、第一換熱管和第二換熱管，所述水冷壁縱向布置將所述爐膛分隔為燃燒區(qū)和對流區(qū)，所述燃燒區(qū)和所述對流區(qū)組成回路通道；所述第一換熱管沿著所述燃燒區(qū)兩側(cè)的分界面以及所述對流區(qū)的分界面豎向布置，所述水冷壁與對應區(qū)域的所述第一換熱管連為一體；所述第二換熱管豎向布置在所述對流區(qū)中；所述第一換熱管和所述第二換熱管下端匯集于一條縱向的下集合管，所述第一換熱管和所述第二換熱管上端匯集于一條縱向的上集合管；所述汽包設于所述爐膛外部并與所述上集合管上部連通；所述爐墻包覆在所述爐膛和所述汽包外部。較佳的，所述鍋爐本體還包括余熱利用系統(tǒng)，所述余熱利用系統(tǒng)包括節(jié)能器、循環(huán)水泵和保溫水箱，所述節(jié)能器下端位于所述爐膛尾端并與所述對流區(qū)的出口連通，所述節(jié)能器內(nèi)部設有多回路管道，所述節(jié)能器上端設有煙氣出口；所述多回路管道采用S型回環(huán)曲面結(jié)構(gòu)設計，所述保溫水箱通過水管與所述多回路管道組成水循環(huán)系統(tǒng)并由所述循環(huán)水泵提供循環(huán)動力，所述多回路管道上端進水下端出水；所述保溫水箱通過水管和鍋爐給水泵與所述下集合管連通供水。較佳的，所述第二換熱管和所述多回路管道為鰭片管；所述多回路管道下半部為承壓段，上半部為常壓段，承壓段的管壁厚于常壓段的管壁，承壓段的內(nèi)徑小于常壓段的內(nèi)徑。較佳的，所述對流區(qū)分為兩條相向的流道，其中緊鄰所述燃燒區(qū)的流道中布置兩排所述第二換熱管，另一條流道中布置一排所述第二換熱管。較佳的，所述爐膛設有防爆裝置，所述防爆裝置包括門體、蓋板和彈性復位件；所述門體通過螺栓固定在所述爐膛的開口上，所述門體設有泄氣孔；所述彈性復位件包括彈簧和彈簧座，所述彈簧座固定在所述門體上，所述彈簧安裝在所述彈簧座中且外端與所述蓋板連接，所述彈簧將所述蓋板拉緊使所述蓋板蓋在所述門體上并將所述泄氣孔堵住。較佳的，本技術(shù)的高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐還包括用于向所述燃燒區(qū)送入燃料和氧氣的燃燒器。燃燒器對鍋爐的燃燒狀態(tài)起到?jīng)Q定性作用，所以對燃燒器的技術(shù)有一定的要求，要求燃燒器能在一定的條件下達到額定的功率。燃燒器的類型與爐膛尺寸相匹配，這是為了使火焰在爐膛內(nèi)部形成最好的燃燒狀態(tài)。還應該能夠靈活的調(diào)節(jié)，高低負荷都可以運轉(zhuǎn)；同時要求使爐膛內(nèi)部的有害氣體排放達到最少的要求。在鍋爐自動控制系統(tǒng)中，重中之重是把燃料流量和空氣流量依據(jù)一定的比例的關(guān)系來調(diào)控，因為燃料量控制回路和空氣量控制回路反饋機制不同，所以一旦鍋爐負荷發(fā)生變化，空氣流量的變化比燃料量變化的慢。測量方式也有差異，因為鍋爐燃料來源有焦爐煤氣和高爐煤氣，所以燃料的供給和配比不穩(wěn)定同時燃燒器存在一定的變動，很難保證固定配比。尤其在鍋爐負荷快速波動的時候，無法保證空氣量和燃料量處于合適配比。因為需要解決以上調(diào)節(jié)問題，確保鍋爐控制系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，需要對鍋爐燃燒方案進行優(yōu)化分析。較佳的，所述燃燒器配備基于多變量PID比例控制系統(tǒng)。可對空氣、壓力(燃料量)、給水量進行精確的比例回環(huán)控制，使得爐膛達到最高效燃燒效果，高溫煙氣通過節(jié)能器與煙氣熱回收系統(tǒng)，經(jīng)尾氣凈化處理后達標排放，熱效率≥93％。較佳的，所述汽包可設置壓力表、壓力變送器和壓力控制器；所述汽包和所述爐膛內(nèi)可設置溫度計；所述汽包設有主汽管和安全閥。較佳的，其還包括用于監(jiān)測鍋爐水位的水位監(jiān)測預警裝置。較佳的，所述水位監(jiān)測預警裝置包括連通管和磁翻板液位計，所述連通管上端與所述汽包連通，所述連通管下端與所述下集合管連通，所述磁翻板液位計設于所述連通管上且高度與所述上集合管相近。較佳的，所述保溫水箱中也可設置磁翻板液位計和提示裝置，用于監(jiān)測保溫水箱中的水位，避免保溫水箱中水用完。較佳的，本技術(shù)的高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐還包括鋼架外包，所述鋼架外包將鍋爐本體包覆住。上述儀表的測試參數(shù)可作為基于多變量PID比例控制系統(tǒng)的參數(shù)基礎，實現(xiàn)鍋爐的智能控制。本技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及積極進步效果在于：1、多級換熱設計及余熱利用系統(tǒng)設計本技術(shù)的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐，其包括鍋爐本體，其特征在于，所述鍋爐本體包括爐膛、換熱單元、汽包和爐墻；所述換熱單元包括水冷壁、第一換熱管和第二換熱管，所述水冷壁縱向布置將所述爐膛分隔為燃燒區(qū)和對流區(qū)，所述燃燒區(qū)和所述對流區(qū)組成回路通道；所述第一換熱管沿著所述燃燒區(qū)兩側(cè)的分界面以及所述對流區(qū)的分界面豎向布置，所述水冷壁與對應區(qū)域的所述第一換熱管連為一體；所述第二換熱管豎向布置在所述對流區(qū)中；所述第一換熱管和所述第二換熱管下端匯集于一條縱向的下集合管，所述第一換熱管和所述第二換熱管上端匯集于一條縱向的上集合管；所述汽包設于所述爐膛外部并與所述上集合管上部連通；所述爐墻包覆在所述爐膛和所述汽包外部。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐，其包括鍋爐本體，其特征在于，所述鍋爐本體包括爐膛、換熱單元、汽包和爐墻；所述換熱單元包括水冷壁、第一換熱管和第二換熱管，所述水冷壁縱向布置將所述爐膛分隔為燃燒區(qū)和對流區(qū)，所述燃燒區(qū)和所述對流區(qū)組成回路通道；所述第一換熱管沿著所述燃燒區(qū)兩側(cè)的分界面以及所述對流區(qū)的分界面豎向布置，所述水冷壁與對應區(qū)域的所述第一換熱管連為一體；所述第二換熱管豎向布置在所述對流區(qū)中；所述第一換熱管和所述第二換熱管下端匯集于一條縱向的下集合管，所述第一換熱管和所述第二換熱管上端匯集于一條縱向的上集合管；所述汽包設于所述爐膛外部并與所述上集合管上部連通；所述爐墻包覆在所述爐膛和所述汽包外部。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐，其特征在于，所述鍋爐本體還包括余熱利用系統(tǒng)，所述余熱利用系統(tǒng)包括節(jié)能器、循環(huán)水泵和保溫水箱，所述節(jié)能器下端位于所述爐膛尾端并與所述對流區(qū)的出口連通，所述節(jié)能器內(nèi)部設有多回路管道，所述節(jié)能器上端設有煙氣出口；所述多回路管道采用S型回環(huán)曲面結(jié)構(gòu)設計，所述保溫水箱通過水管與所述多回路管道組成水循環(huán)系統(tǒng)并由所述循環(huán)水泵提供循環(huán)動力，所述多回路管道上端進水下端出水；所述保溫水箱通過水管和鍋爐給水泵與所述下集合管連通供水。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能環(huán)保型燃氣/油蒸汽鍋爐，其特征在于，所述第二換熱管和所述多回路管道為鰭片管；所述多回路管道下半部為承壓段，上半部為常壓段，承壓段的管壁厚于常壓段的管壁，承壓段的內(nèi)徑小于常壓段的內(nèi)徑。


4.根據(jù)權(quán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李文健，李凱，童天浩，金曉峰，徐宏廣，周成華，何哲科，王珂，
申請(專利權(quán))人：浙江金鍋鍋爐有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33