CN102313270A - 立式无胆双炉排锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种立式无胆双炉排锅炉，它主要由炉壳体、环状集箱管、顶置汽包和一组外层对流管、内折对流管构成，在一组内折对流管折角处筑砌反烧炉拱构成反烧炉膛并与外层对流管形成烟气上行环腔结构，反烧炉膛底部配装的上炉排与下炉排形成二次燃烧炉膛，能使煤炭充分燃烧直至烧烬，并使高温烟气能顺畅地经二次燃烧炉膛折入烟气环腔内并向上运动与水体进行充分的热交换，真正实现立式无胆锅炉能进行“反烧”作业的发明目的，本发明具有结构简捷、生产成本低、燃烧方式科学合理和安全性能高的突出优点，能进一步提高立式无胆锅炉的热效率、明显降低排烟的污染负荷，是现行立式锅炉升级换代优化设计的一种理想产品。

Description

立式无胆双炉排锅炉

技术领域：

本发明涉及燃煤锅炉设备，尤其涉及一种立式无胆双炉排锅炉，属于锅炉制造的生产技术领域。

背景技术：

就我国能源的基本结构而言，煤炭占有极其重要的地位，这是由于我国具有丰富的煤炭资源所决定的。目前，我国已经成为当今世界煤炭生产和消耗量最大的国家之一，同时也是燃煤锅炉生产制造和使用量最多的国家。特别是现行的立式燃煤汽水两用锅炉具有结构简单、生产制造成本低、安装占地面积小、操作使用方便和运行费用低的突出优点，它能方便快捷地输出热水、开水和蒸汽供使用，深受用户的青睐。在广大城市乡镇、企事业单位和商务团体中都具有极大的市场需求。究其现行立式燃煤锅炉的基本结构来说，它主要由立式炉胆和连通炉胆盛水室的一组横水管构成，它是以炉胆内壁空腔为燃烧室并在燃烧室顶部设置冲天管对外直接抽排烟气。这种燃烧方式和排烟结构设计正是导致它排放烟尘数量大且浓度高、对环境污染负荷重、安全性能较差的主要原因。为了克服现行立式燃煤锅炉的上述缺陷，本申请人曾经提出了一种全新结构的“立式无胆节能环保锅炉”(专利申请号：201110192459.2、201120241947.3)技术方案，它是在燃烧室顶部设置一组环形管、水冷管和汽包形成具有“多环腔多回程烟气通道”的吸热部，使立式锅炉的吸热部与燃烧部相互分离为上下组合结构，其显著特点在于：它摒弃了传统立式锅炉长期沿用的炉胆式结构型式，燃料能在燃烧室内充分燃烧最大化地释放热量，并使高温烟气能在吸热部的“多回程烟气通道”内上下往返折回运动与水冷管进行充分热交换实现吸热的最大化。这种“立式无胆节能环保锅炉”经过试用检测表明：它能有效提高吸热气化速率并能较好地改善受力工作状态，这对提高立式锅炉热效率、增强安全性能和减轻污染负荷都具有明显效果。但是，客观地说，现行的立式无胆锅炉还难以按“反烧”方式进行工作。而运用“反烧”作业方式又是环保部门要求锅炉行业推行节能减排工作的一项基本要求。怎样才能使立式无胆锅炉按“反烧”方式运行作业以符合环保部门对节能减排工作的要求呢？这是现行立式无胆锅炉迫切需要进一步改进和完善的地方，这也正是本发明所要解决的课题。

发明内容：

本发明的目的旨在提出一种能进行“反烧”作业的立式无胆双炉排锅炉，它是对现行立式无胆锅炉的进一步优化设计和改进完善，它在“反烧”作业运行过程中能最大程度地减少烟尘的排放数量并能有效地降低烟气的污染负荷，对锅炉行业开展节能减排工作具有重要意义。

本发明的目的是按照如下技术方案来实现的：

本发明提出的一种立式无胆双炉排锅炉，它包括炉脚圈、炉壳体、环状集箱管、顶置汽包、排烟管和一组外层对流管，所说的一组外层对流管按均布竖直安装方式连接于环状集箱管与顶置汽包构成外环对流结构，其特征在于：在环状集箱管上位于外层对流管的相间均布位置连接安装一组内折对流管构成内环对流结构，所说的一组内折对流管的顶端按竖直安装方式连接于顶置汽包底壁并与外层对流管形成同心圆环式布管结构，内折对流管的底端是按内斜结构连接于环状集箱管，在一组内折对流管的折角位置处连接安装支承底板和托环，在支承底板上沿一组内折对流管管壁筑砌反烧炉拱，在反烧炉拱的侧壁设置有与反烧炉膛相通的炉门圈和常开上炉门，在反烧炉膛的底部配装有由托环支承的上炉排，在炉脚圈的顶部配装有下炉排，在下炉排与上炉排之间构成的二次燃烧炉膛的侧壁设置有常闭下炉门。本发明显著的结构特点是：它是在一组内折对流管的折角位置处筑砌反烧炉拱，所筑砌的反烧炉拱为顶部封闭的圆桶形倒置结构，并设置有与反烧炉膛相通的加煤用炉门圈和进风用的常开上炉门，煤炭在反烧炉膛内充分燃烧后所形成的高温烟气只能由上向下反向穿过上炉排进入二次燃烧炉膛内，同时，燃烧后的炭渣颗粒杂质也会经上炉排掉落于下炉排之上，这些炭渣颗粒和混杂于高温烟气中的烟尘杂质将在二次燃烧炉膛内继续进行二次燃烧，直至完全烧烬释放热量，进而使高温烟气的温度进一步升高而增加热焓量，这时，高温烟气又将反向折回进入由一组内折对流管与外层对流管按同心圆布管结构所形成的环腔内，高温烟气在沿环腔向上运动的过程中将与内折对流管、外层对流管内的水体进行充分的热交换，水体会不断地吸收高温烟气的热量而被气化成蒸汽上升进入顶置汽包内，与此同时，经过热交换而降温的烟气在反向折回运动中会自然沉降分离烟尘后转变成淡白色低温无污染的尾气，即可由排烟管进行环保达标无污染安全排放。

本发明还具有如下的技术特征：

一组内折对流管的内倾安装斜角α为50～80°，这种结构设计特别有利于筑砌反烧炉拱和构成同心圆布管的环腔结构，也有利于配装上炉排、下炉排形成二次燃烧炉膛，能使反烧炉膛内的高温烟气经二次燃烧炉膛、再由环腔向上的运动更加流畅，这对促进并改善立式无胆双炉排锅炉的“反烧”作业效果、提高热效率和减小烟尘排放降低污染负荷都具有明显效果。

在一组内折对流管的外管壁表面沿轴线方向设置有吸热鳍片，能增加一组内折对流管的有效吸热面积，这对增强内折对流管的吸热能力、提高热交换速率和进一步降低排烟温度都有一定作用。

在炉脚圈的侧壁设置有清渣炉门，能方便地定时打开清渣炉门进行掏排炉灰的操作。

在炉壳体的内壁筑砌有隔热保温层和混泥土耐火层，能增强炉壳体的承载和耐温能力、并能极大地减小辐射热量损失。

本发明同现有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步：

本发明首创了“在一组内折对流管折角位置处沿管壁筑砌反烧炉拱构成反烧炉膛”的结构，并在反烧炉拱底部配装上炉排使其与下炉排形成二次燃烧炉膛，使煤炭燃烧的高温烟气能顺畅地由上向下反向进入二次燃烧炉膛、再向上折入按同心圆布管结构所形成的环腔内，使高温烟气能与一组内折对流管、外层对流管内的水体进行充分的热交换，即可实现立式无胆锅炉进行“反烧”作业的发明目的。它完全继承并保留了现有“立式无胆节能环保锅炉”(专利申请号：201110192459.2、201120241947.3)的全部设计优点，并使整体结构更加简捷紧凑、燃烧作业方式更为科学合理，能进一步提高立式无胆锅炉的热效率、明显减少烟气的排放数量并降低烟气的污染负荷，对锅炉行业开展节能减排工作有非常显著的效果，具有重大的社会环保效应和经济效益。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A视图，展示按相间均布位置连接安装于环状集箱管的一组外层对流管、内折对流管形成同心圆环式布管的结构示意图。

图3是图1的B-B视图，展示在一组内折对流管的折角位置处沿管壁筑砌反烧炉拱、设置炉门圈和常开上炉门的结构示意图。

图4是图1的C-C视图，展示在环状集箱管上配装进水管、排污管的结构示意图。

附图标记说明：

1为烟囟，2为压力表丝座，3为水位计丝座，4为水封管，5为反烧炉膛，6为常开上炉门，7为上炉排，8为常闭下炉门，9为进水管，10为清渣炉门，11为箭头，12为托环，13为下炉排，14为二次燃烧炉膛，15为炉脚圈，16为排污管，17为环状集箱管，18为内折对流管，19为支承底板，20为炉壳体，21为反烧炉拱，22为混泥土耐火层，23为隔热保温层，24为外层对流管，25为热水丝管，26为吸热鳍片，27为顶置汽包，28为排烟管，29为主汽丝管，30为炉门圈，α为内倾安装斜角。

具体实施方式：

下面结合附图进一步描述本发明的实施例：

一种立式无胆双炉排锅炉，它主要由炉脚圈15、炉壳体20、环状集箱管17、顶置汽包27、排烟管28、连接于排烟管28的烟囱1、一组外层对流管24和内折对流管18构成，在炉脚圈15的侧壁设置有清渣炉门10，在炉壳体20的内壁筑砌有隔热保温层23和混泥土耐火层22，在顶置汽包27上配装有热水丝管25、主汽丝管29、压力表丝座2、水位计丝座3和水封管4，在环状集箱管17上安装有进水管9和排污管16，一组外层对流管24和内折对流管18的底端按相间交替均布位置连接安装于环状集箱管17上，所说的一组外层对流管24是按竖直安装方式连接于环状集箱管17与顶置汽包27底壁构成外环层对流结构，所说一组内折对流管18的顶端是按同心圆布管方式连接于顶置汽包27底壁构成内环层对流结构，内折对流管18的底端是按内斜结构连接于环状集箱管17上，并控制一组内折对流管18的内倾安装斜角α为70°，具有极佳的安装使用效果，在一组内折对流管18的折角位置处连接安装支承底板19和托环12，在支承底板19上沿一组内折对流管18管壁筑砌反烧炉拱21构成反烧炉膛5的结构，所筑砌的反烧炉拱21为顶部封闭、底端敞开的圆桶形倒置结构，使其在反烧炉拱21外圆侧壁与外层对流管24之间形成烟气上行的环腔结构，在反烧炉拱21的侧壁设置有与反烧炉膛5相通的炉门圈30和常开上炉门6，在反烧炉膛5底部配装有由托环12支承的上炉排7，在炉脚圈15的顶部配装有下炉排13，在下炉排13与上炉排7之间形成的二次燃烧炉膛14侧壁设置有常闭下炉门8。它是这样进行“反烧”作业的：首先将进水管9连接于供水管，由进水管9经环状集箱管17并通过一组内折对流管18和外层对流管24向顶置汽包27内注入水体至所需设定的工作水位，关闭清渣炉门10和常闭下炉门8后，即可由常开上炉门6经炉门圈30向反烧炉膛5内送入燃煤进行点火作业，并使常开上炉门6保持开启的进风状态，以确保反烧炉膛5内的煤炭在燃烧过程中有足够的进风量，煤炭在反烧炉膛5内是由底层向上层逐步地进行充分燃烧，所形成的高温烟气则是由上向下反向穿过上炉排7进入二次燃烧炉膛14内，煤炭燃烧后的炭渣颗粒烟尘杂质也会经过上炉排7掉落于下炉排13之上，这些炭渣颗粒烟尘杂质又将在二次燃烧炉膛14内进行二次燃烧、直至完全彻底烧烬，进行二次燃烧所释出的热量又能使高温烟气的温度进一步升高而增加热焓，由于清渣炉门10和常闭下炉门8都是处于关闭状态，高温烟气将如箭头11所示，再次反向折回进入由反烧炉拱21外圆侧壁与外层对流管24之间形成的烟气环腔内向上运动，这时混杂残留于高温烟气中的少量烟尘微粒会进行自然沉降分离再次掉落于二次燃烧炉膛14内被烧烬，这对进一步降低排烟浓度、减小烟气污染负荷具有非常明显的效果。高温烟气在沿烟气环腔向上运动的过程中将与一组内折对流管18、外层对流管24管内的水体进行充分的热交换，其结果是：一方面水体不断地充分吸收高温烟气的热量被加热进而气化成为蒸汽上升进入顶置汽包27内，即可由连接于主汽丝管29的主汽管输出蒸汽供使用，也可由连接于热水丝管25的热水管输出热水或开水供使用；另一方面，经过热交换而降温的烟气将逐渐转变成淡白色的低温无污染的尾气，即可由排烟管28、经烟囱1进行环保达标无污染安全排放。还可在一组内折对流管18的外管壁表面沿轴线方向连接设置吸热鳍片26，这对进一步降低排烟温度、提高热交换速率也有一定作用。

至此，即可实现在立式无胆双炉排锅炉上进行反烧作业的发明目的。这对进一步提高立式无胆锅炉的热效率、降低排烟温度进而减小烟气污染负荷都具有十分明显的效果，有极佳的推广使用前景。

Claims (5)

1.一种立式无胆双炉排锅炉，它包括炉脚圈(15)、炉壳体(20)、环状集箱管(17)、顶置汽包(27)、排烟管(28)和一组外层对流管(24)，所说的一组外层对流管(24)按均布竖直安装方式连接于环状集箱管(17)与顶置汽包(27)构成外环对流结构，其特征在于：在环状集箱管(17)上位于外层对流管(24)的相间均布位置连接安装一组内折对流管(18)构成内环对流结构，所说的一组内折对流管(18)的顶端按竖直安装方式连接于顶置汽包(27)底壁并与外层对流管(24)形成同心圆环式布管结构，内折对流管(18)的底端是按内斜结构连接于环状集箱管(17)，在一组内折对流管(18)的折角位置处连接安装支承底板(19)和托环(12)，在支承底板(19)上沿一组内折对流管(18)管壁筑砌反烧炉拱(21)，在反烧炉拱(21)的侧壁设置有与反烧炉膛(5)相通的炉门圈(30)和常开上炉门(6)，在反烧炉膛(5)的底部配装有由托环(12)支承的上炉排(7)，在炉脚圈(15)的顶部配装有下炉排(13)，在下炉排(13)与上炉排(7)之间构成的二次燃烧炉膛(14)的侧壁设置有常闭下炉门(8)。

2.根据权利要求1所述的立式无胆双炉排锅炉，其特征在于：一组内折对流管(18)的内倾安装斜角α为50～80°。

3.根据权利要求1或2所述的立式无胆双炉排锅炉，其特征在于：在一组内折对流管(18)的外管壁表面沿轴线方向设置有吸热鳍片(26)。

4.根据权利要求1或2所述的立式无胆双炉排锅炉，其特征在于：在炉脚圈(15)的侧壁设置有清渣炉门(10)。

5.根据权利要求1或2所述的立式无胆双炉排锅炉，其特征在于：在炉壳体(20)的内壁筑砌有隔热保温层(23)和混泥土耐火层(22)。

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