專利名稱：水幕直接燃燒鍋爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及常壓鍋爐的改進，尤其是一種水幕直接燃燒鍋爐，其屬于采暖鍋爐技術領域。
傳統(tǒng)的熱水鍋爐基本上有三種結構鍋殼式的，列管式的，鍋殼與列管結合式的。這些鍋爐都是利用燃料在爐膛里燃燒，通過鋼板，管傳遞熱量給與鋼板管接觸的水，使水升溫加熱或熱水或蒸汽。這種換熱方式不能充分利用燃料的燃燒性能，因為鋼板、管總是要本身消耗掉一部分熱能的。另外，燃料在燃燒中產(chǎn)生SO2等有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)都順著煙筒排列大氣中，這就嚴重地污染了大氣環(huán)境。對于常壓熱水鍋爐，其在運行中由于管理或設備問題，經(jīng)常會出現(xiàn)爐載壓運行，這就會出現(xiàn)不安全的現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的就果克服上述鍋爐存在的缺陷，設計一種水幕直接燃燒鍋爐，該鍋爐構造要簡單，能提高爐的熱效率，節(jié)省鋼材，消除污染，保護大氣環(huán)境，并鍋爐運行安全可靠。
本發(fā)明的任務是有以下技術方案實現(xiàn)的，研制了一種水幕直接燃燒鍋爐，其包括爐本低、爐水噴淋器、燃料噴射燃燒器，混燃室和集水箱，設在爐本體上部的爐水噴淋器是魚骨形分支列管裝置，接通在進水管上的主列管分別接通有排列有序的分支列管，在諸列管下管壁上設有若干個噴水孔；在爐水噴淋器下方設有填料層，該料層由固定在爐本體中上部腔體內(nèi)的淋水孔板所支托著，并由該孔板上的淋水孔與諸填料間隙形成的曲折毛細孔道，共同構成淋水通道和煙氣通道；在該孔板以下的爐本體中部側(cè)壁上設有安裝燃料噴射燃燒器的法蘭管口，該燃燒器的噴射風壓在10-170毫米水柱，火焰溫度在1000-2000℃，該燃燒器噴射的燃燒火焰在爐本體中部的混燃室內(nèi)直接與從該孔板淋下的爐水接觸；在爐本體下部設有爐水集水箱，該箱內(nèi)設有列管式換熱器，該換熱器的進、出水口通過水泵接通在供熱系統(tǒng)中；該箱內(nèi)的爐水通過循環(huán)管口和另一熱水泵接通在爐水噴淋器的進水管上；該噴淋器的上方為接有排氣管口的煙氣室。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的爐水噴淋器，其可以是由阿基米德螺旋線形的盤管構成，該盤管的最外圈管端接通在爐本體上部的該器的進水管上，該盤管的下管壁上也設若干個噴水孔。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的噴水孔，其孔徑在5-15mm，其鉆孔率總孔面積/列管軸向截面＝35-42％。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的爐水噴淋器，其泵水設施的熱水泵選擇指標為每2.5萬大卡/h發(fā)熱量配備1-2m3/h的水流量。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的淋水孔板，其淋水孔的孔徑為2-10mm，其鉆孔率總孔面積/板面積＝35-42％。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的淋水孔板，其可以是用豎扁不銹鋼制成的柵板式淋水孔板，該柵板的諸板間隔距離為填料公稱直徑的0.7-0.8倍。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的填料層，其填料可以是耐酸的不銹鋼質(zhì)的大小不同的管環(huán)件，或是片狀、塊狀、球狀、螺旋片形、弧鞍形、矩鞍形、壓延孔環(huán)的部件；也可以是陶瓷質(zhì)的大小不同的管環(huán)件，或是瓦片狀、塊狀、球狀、弧鞍形、矩鞍形的填料部件。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的填料層，其諸個填料部件的公稱直徑為20-150mm，整體填料層的厚度為爐本體腔體直徑的0.5-1.5倍。
本水幕直接燃燒鍋爐，所述的爐體的淋水孔板以上的腔體壁上，還可設有觀察填料層頂部淋水層的觀察視窗，該窗的視口鏡為鋼化耐熱玻璃制成。
本發(fā)明的水幕直接燃燒鍋爐，其優(yōu)點由于采用了燃油或燃氣噴射燃燒器，并規(guī)定了其噴射風壓在10-170毫米水柱，燃燒火焰在1000-2000℃的技術指標。并設計了形成噴淋器的2.5/1-2的發(fā)熱量(萬大卡)/水流量(m3)的泵水設施；噴淋器和填料層的匹配構成曲折毛細孔道式的淋水通道和煙氣通道，使得在混燃室內(nèi)高溫火焰具有足夠的強度對淋水加熱，而不會被水撲滅。又由于填料層各種填料形狀不同而形成曲折的毛細孔道，從而可形成水膜式淋水通道，使上升到填料層的燃燒余火或煙氣能充分地與水膜接觸換熱，最終可將淋下的爐水溫度達95℃以上。該爐火集匯于下部的集水箱，以便于對列管式換熱器進行換熱，使該器內(nèi)的供暖熱水在80-95℃，以供取暖系統(tǒng)需要。由于水幕直接接觸火焰，進入爐本體的爐水可以經(jīng)過三次換熱過程，從而提高了換熱效果，其熱效率在94％以上。同時還吸收溶解了燃燒產(chǎn)生的SO2等有害物質(zhì)，清潔了排煙氣有利地保護了大氣環(huán)境。本鍋爐所排出的煙氣達到小于林格曼一度，其煙氣排出溫度＜150℃。由于本鍋爐是煙氣室敞開接放大氣的，因而鍋爐燃燒運行不會產(chǎn)生壓力，因此具有安全可靠運行特點。本鍋爐爐膛結構簡單，節(jié)省鋼材，以30萬大卡/h的鍋殼式常熱木鍋爐為例，同樣的發(fā)熱量，本爐只需580Kg/鋼材，可節(jié)省鋼材735Kg。
本發(fā)明的實施例結合


如下圖1為水幕直接燃燒鍋爐的結構示意圖。
圖2為水幕直接燃燒鍋爐的結構俯視圖(圖1的A-A視圖)。
圖3為螺旋線形盤管噴淋器結構示意圖。
制成一臺30萬大卡/h的常壓熱水水幕直接燃燒鍋爐，其包括爐本體1，尺寸800mm×1600mm。爐水噴淋器5，燃料噴射燃燒器19，混燃室2和集水箱3。該鍋爐設在爐本體1上部的爐水噴淋器5是魚骨形分支列管裝置，接通在進水管11上的主列管14分別接通有排列有序的分支列管15。在諸列管15下管壁上設有若干個噴水孔(圖中未畫出)。在爐水噴淋器5下方設有填料層6，該料層6由固定在爐本體1中上部腔體內(nèi)的淋水孔板7所支托著，并由該孔板7上的淋水孔7′與諸填料間隙形成的曲折毛細孔道共同構成淋水通道和煙氣通道。在該孔板7以下的爐本體1中部側(cè)壁上設有安裝燃料噴射燃燒器19的法蘭管口4。該燃燒器19的燃燒火焰在爐本體1中部的混燃室2內(nèi)直接與從該孔板7淋下的毛細雨狀的爐水接觸進行熱交換。被加熱后的爐水在爐本體1下部的爐水集水箱3中積匯。在該水箱3內(nèi)設有列管式(盤管)換熱器8。該換熱器8的進、出水口12、13通過水泵(圖中未畫出)接通在供熱系統(tǒng)中，作為取暖熱水循環(huán)使用。該水箱3內(nèi)的爐水則通過循環(huán)管口10和另一熱水泵(圖中未畫出)接通在爐水噴淋器5的進水管11上。該噴淋器5的下方至淋水孔板7以上的爐本體1腔體壁上還可設有觀察填料層頂部淋水層氣、液接觸情況的觀察視窗18。該視窗18的視口鏡為鋼化耐熱玻璃制成的。
本鍋爐所采用的爐水噴淋器5，其主列管為50mm，分支列管為30mm，噴水孔的孔徑為8mm，孔數(shù)為120個。該噴淋器5還可以阿基米德螺旋線形的盤管20，該盤管20口徑為38mm，最外圈離爐本體1腔壁80mm。該盤管20上也設有6mm的噴水孔，其孔數(shù)為150個。
本鍋爐所采用的填料是公稱直徑為50mm的陶瓷管環(huán)或者為50mm的螺旋形不銹鋼片。該填料層6的厚度為640mm。
本鍋爐所采用的淋水孔板7，該孔板7設有2000個淋水孔7′，該孔7′直徑為3mm。本鍋爐還可采用豎扁不銹鋼(5×50mm)制成間隔距離為40mm的柵板式淋水孔板(圖中未畫出)。
本鍋爐由于爐水噴淋器5，填料層6和淋孔板7的作用，使水流變?yōu)槊氂隊盍苋牖烊际?，此時，由于燃燒器19向混燃室2內(nèi)噴射火焰。該火焰的風壓在30mm米柱高以上，火焰完全燃燒達2000℃。成為淋雨狀的爐水通過混燃室2直接與火焰接觸，換熱成熱水或蒸汽。這個過程既存在傳熱過程，也存在傳質(zhì)過程SO2被水吸收最終成為H2SO3。燃燒后的煙氣(包括蒸汽)可繼續(xù)順孔板7和填料層6的諸填料間隙曲折毛細孔道上升，該煙氣中的余熱將與淋下的爐水流層接觸進行二次熱交換。煙氣中剩余的熱量還可在爐火噴淋器5上進行三次熱交換，這樣可大大地提高本鍋爐的熱效率。本鍋爐煙氣在煙氣室16內(nèi)集中，經(jīng)排煙氣口17排放大氣，其排放口溫度＜150℃。本鍋爐的爐水集水箱3內(nèi)的爐水是循環(huán)使用的，爐水不斷吸收SO2形成H2SO3，當吸收飽和時，可按時將爐水經(jīng)排污管閥9排出爐外，再另行污水處理。這種水可以用于洗澡，有保健作用。本鍋爐用于爐水循環(huán)系統(tǒng)的熱水泵選擇每2.5/h萬大卡發(fā)熱量配備1.5m3/h的水流量的水泵，即選用水泵的工作流量為183/h以保證水-火直接接觸換熱用量。
權利要求
1.一種水幕直接燃燒鍋爐，其包括爐本體、爐水噴淋器、燃料噴射燃燒器，混燃室和集水箱，其特征在于設在爐本體上部的爐水噴淋器是魚骨形分支列管裝置，接通在進水管上的主列管分別接通有排列有序的分支列管，在諸列管下管壁上設有若干個噴水孔；在爐水噴淋器下方設有填料層，該料層由固定在爐本體中上部腔體內(nèi)的淋水孔板所支托著，并由該孔板上的淋水孔與諸填料間隙形成的曲折毛細孔道，共同構成淋水通道和煙氣通道；在該孔板以下的爐本體中部側(cè)壁上設有安裝燃料噴射燃燒器的法蘭管口，該燃燒器的噴射風壓在10-170毫米水柱，火焰溫度在1000-2000℃，該燃燒器噴射的燃燒火焰在爐本體中部的混燃室內(nèi)直接與從該孔板淋下的爐水接觸；在爐本體下部設有爐水集水箱，該箱內(nèi)設有列管式換熱器，該換熱器的進、出水口通過水系接通在供熱系統(tǒng)中；該箱內(nèi)的爐水通過循環(huán)管口和另一熱水泵接通在爐水噴淋器的進水管上；該噴淋器的上方為接有排氣管口的煙氣室。
2.根據(jù)權利要求1所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的爐水噴淋器，其可以是由阿基米德螺旋線形的盤管構成，該盤管的最外圈管端接通在爐本體上部的該器的進水管上，該盤管的下管壁上也設若干個噴水孔。
3.根據(jù)權利要求1或2所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的噴水孔，其孔徑在5-15mm，其鉆孔率總孔面積/列管軸向截面＝35-42％。
4.根據(jù)權利要求1或2所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的爐水噴淋器，其系水設施的熱水泵選擇指標為每2.5萬大卡/h發(fā)熱量配備1-2m3/h的水流量。
5.根據(jù)權利要求1所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的淋水孔板，其淋水孔的孔徑為2-10mm，其鉆孔率總孔面積/板面積＝35-42％。
6.根據(jù)權利要求1所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的淋水孔板，其可以是用豎扁不銹鋼制成的柵板式淋水孔板，該柵板的諸板間隔距離為填料公稱直徑的0.7-0.8倍。
7.根據(jù)權利要求1所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的填料層，其填料可以是耐酸的不銹鋼質(zhì)的大小不同的管環(huán)件，或是片狀、塊狀、球狀、螺旋片形、弧鞍形、矩鞍形、壓延孔環(huán)的部件；也可以是陶瓷質(zhì)的大小不同的管環(huán)件，或是瓦片狀、塊狀、球狀、弧鞍形、矩鞍形的填料部件。
8.根據(jù)權利要求1或7所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的填料層，其諸個填料部件的公稱直徑為20-150mm，整體填料層的厚度為爐本體腔體直徑的0.5-1.5倍。
9.根據(jù)權利要求1所述水幕直接燃燒鍋爐，其特征在于所述的爐體的淋水孔板以上的腔體壁上，還可設有觀察填料層頂部淋水層的觀察視窗，該窗的視口鏡為鋼化耐熱玻璃制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水幕直接燃燒鍋爐,其包括爐本體,爐火噴淋器,燃燒噴射燃燒器,混燃室和集水箱。設在爐本體上部的該噴淋器是魚骨形分支列管裝置,還可以是螺旋盤管裝置,在該噴淋器下方設有填料層。該料層由陶瓷或不銹鋼質(zhì)的不同形狀的管環(huán)形、瓦片狀、球塊狀部件組成。選擇適當?shù)娜紵骱蜖t水內(nèi)循環(huán)熱水泵,以保證淋水與火焰直接接觸換熱,傳質(zhì)達到在集水箱內(nèi)得一定量的95℃左右的熱水,再由該箱內(nèi)的列管式換熱器提供取暖熱水。本鍋爐結構簡單,熱效率達94%。
文檔編號F23L7/00GK1180819SQ97120238
公開日1998年5月6日 申請日期1997年11月4日 優(yōu)先權日1997年11月4日
發(fā)明者王孔雷 申請人:王孔雷