專利名稱：自然循環(huán)熱水鍋爐的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種改進的向采暖設備供熱的水管式自然循環(huán)熱水鍋爐。本發(fā)明提供的熱水鍋爐適用于熱水與過熱水采暖系統(tǒng)，特別適用于自然循環(huán)水暖系統(tǒng)。
現(xiàn)在的水管式熱水鍋爐一般采用強制循環(huán)。
《高溫水供熱與采暖》一書介紹的美國的燃燒工程公司的兩種強制循環(huán)水管鍋爐結(jié)構(gòu)為爐膛的側(cè)面水冷壁由大量水平管子所組成，水流通過這些水平管保持朝上方流動。對流受熱面大多是安在輻射傳熱區(qū)的上方，采取煙氣和爐水順向流動方式可以大大減少因燃用高硫燃料所引起的腐蝕。
國內(nèi)的水管式熱水鍋爐一般采用強制循環(huán)，機械通風，煙氣與爐水采用逆向流動。北京市四季青鍋爐廠生產(chǎn)的“QXW120-7/95-AⅡ”型鍋爐就是強制循環(huán)、以鼓風機、引風機通風等機械化程度高的水管式熱水鍋爐，設計熱效率74.15%?！豆I(yè)鍋爐產(chǎn)品樣本》介紹的沈陽鍋爐廠生產(chǎn)的“QXG60-8/130-A”型鍋爐也是強制循環(huán)、用鼓風機、引風機通風、燒Ⅲ類煙煤、受熱面積58米2的水管式熱水鍋爐，熱效率不詳。郭云飛著《熱水鍋爐》一書介紹的“RSG20-4/95-A”型熱水鍋爐屬于強制(或自然)循環(huán)的水管式熱水鍋爐，受熱面積18.62米2，熱效率不詳。以上三種鍋爐的煙氣與爐水都采用逆向流動方式，這種方式的缺點是尾部受熱面容易產(chǎn)生低溫露點腐蝕，當采暖系統(tǒng)采用自然循環(huán)時腐蝕更為嚴重，影響鍋爐的安全運行與使用壽命。
本發(fā)明的目的是要根據(jù)我國國情，在總結(jié)、學習各種水管鍋爐特點的基礎上，為三北地區(qū)無常電地方的自然循環(huán)水暖系統(tǒng)提供一種改進的、可減少低溫露點腐蝕的自然循環(huán)熱水鍋爐。
本發(fā)明的任務是以如下方式完成的將數(shù)組梯形管束布置在爐膛的后面作為對流受熱面;通過直徑相等的上、下兩個集箱及節(jié)流管、橫聯(lián)箱把輻射受熱面與對流受熱面并聯(lián)連接在一起，形成一個整體爐型;煙氣與爐水流動方式采用叉流方式。
本發(fā)明的細節(jié)和特點將從下列實施例的附圖中更清楚地說明。


圖1熱水鍋爐爐膛的正面2熱水鍋爐的側(cè)面3沿圖2中C-C線的剖面3沿圖2中D-D線的剖面1所示是本發(fā)明提供的熱水鍋爐的爐膛的正面，即輻射受熱面的正面。輻射受熱面由爐膛兩側(cè)的水冷壁管④組成(規(guī)格及數(shù)量由熱力計算確定)。每根管子煨成與水平夾角成8°的彎管，上端與位于爐膛中心線上的縱向上聯(lián)箱⑤并聯(lián)連接，下端分別和左右側(cè)下聯(lián)箱③垂直并聯(lián)連接。上聯(lián)箱⑤與下聯(lián)箱③的前端用法蘭盲板封閉，后端分別與上集箱⑥、下集箱②垂直連接。
圖3所示是本發(fā)明提供的熱水鍋爐對流受熱面的正面，它布置在爐膛的后面。對流受熱面由7-5組(本發(fā)明提供的熱水鍋爐的發(fā)熱量為20×104大卡/時由6組)梯形對流管束組成(對流管規(guī)格及數(shù)量由熱力計算確定)。每組梯形對流管束由橫向三根(中間的一根是直管，兩邊的兩根管子的上下兩端向中間彎成60°園弧彎)，縱向9-12根(發(fā)熱量為20×104大卡/時由9根)對流管(11)與下聯(lián)管⑩、上聯(lián)管(12)連接而成。即對流管(11)的上端并聯(lián)連接在下聯(lián)管⑩上形成梯形對流管束。在各組管束中由兩道用鰭片管組成的煙氣隔墻把對流管束分為三個對流煙道(見圖4)。每組梯形對流管束的上聯(lián)管(12)向上傾斜5°～10°和上集箱⑥垂直并聯(lián)連接，下聯(lián)管⑩向下傾斜5°～10°和橫聯(lián)箱⑨垂直并聯(lián)連接。上聯(lián)管(12)、下聯(lián)管⑩的后端用堵板封閉。橫聯(lián)箱⑨與下集箱②之間由4～6根(發(fā)熱量為20×104罌 時由5根)節(jié)流管⑧垂直并聯(lián)連接。
圖2所示是本發(fā)明提供的熱水鍋爐的側(cè)面圖。從圖上可以看出在輻射受熱面與對流受熱面之間由兩根橫向布置、直徑相同的上集箱⑥、下集箱②和一根平行與上集箱⑥、下集箱②的橫聯(lián)箱⑨以及和橫聯(lián)箱⑨、下集箱②之間垂直相接的節(jié)流管⑧將輻射受熱面與對流受熱面并聯(lián)連接成一個整體爐型。
本發(fā)明提供的熱水鍋爐的特點是設計了梯形對流管束作為對流受熱面。應用梯形對流受熱面便于在設計對流受熱面時使煙氣在各對流煙道內(nèi)的管束之間以3.4～4.1米/秒的流速橫向沖刷對流管并向管壁放熱。由于煙氣流速大于3米/秒就有一定的自吹灰作用，因而本發(fā)明的熱水鍋爐的對流受熱面上積灰較少，傳熱效果較好，節(jié)約鋼材。
本發(fā)明提供的熱水鍋爐的第二個特點是采用了節(jié)流管⑧和橫聯(lián)箱⑨。采用節(jié)流管⑧和橫聯(lián)箱⑨的技術(shù)方案可使輻射受熱面與對流受熱面的水頭損失相互平衡，能有效地防止由于水力不均勻性產(chǎn)生的熱偏差所造成的汽水沖擊及管壁超溫事故，確保鍋爐安全經(jīng)濟運行。
本發(fā)明的第三個特點是鍋內(nèi)介質(zhì)與爐內(nèi)煙氣采用交叉流動的布置方案。即鍋水在管內(nèi)由下向上并聯(lián)受熱流動，煙氣在管外從爐膛由前向后流動橫向沖刷梯形管束并同時向管壁放熱。叉流布置方案能大大減少煙氣的露點腐蝕，延長鍋爐使用年限。
本發(fā)明的第四個特點是爐膛內(nèi)布置較少的水冷壁(輻射受熱面僅占全部受熱面的10%)，采用較高的爐膛相對高度(從爐排面到煙氣出口窗中心的距離“H”與爐底面積“F”之比H/F值在1.1～1.2范圍內(nèi))。這些爐內(nèi)實施方案不僅有利于煙氣中的可燃成份在爐內(nèi)充分燃盡以提高鍋爐的熱效率，還有利于燃用劣質(zhì)煤。
本發(fā)明的第五個特點是設置重力式降塵室。重力降塵室設在鍋爐房與煙囪之間，這種降塵室空間大，煙氣流速低(可低于0.2米/秒)，流動阻力小，不需要運行費用，容易維修，除塵率較高，能減輕鍋爐煙塵對環(huán)境的污染。因而，重力式降塵室是本發(fā)明提供的熱水鍋爐必不可少的除塵設備。
本發(fā)明的第六個特點是鍋水采用在各受熱面管子內(nèi)保持朝上方并聯(lián)流動的方案。鍋水保持朝上方流動有利于水中氣體自然上升排向爐外;并聯(lián)流動方式可使鍋水流通斷面積大，流動速度低，水頭損失特別小。當鍋爐的供、回水溫度為95～70℃時由比重差產(chǎn)生的運動壓頭是鍋內(nèi)水頭損失的3～4倍，能夠保證鍋內(nèi)水循環(huán)的可靠性及安全性。
本發(fā)明的第七個特點是對流煙道內(nèi)的對流管(11)的排列方式按橫向沖刷，順排布置，管間節(jié)距以大的節(jié)距比( (S1-d)/(S2-d) ≈1.6)在管束間形成較寬闊通暢的煙氣流通斷面積。采用這種技術(shù)方案可使對流受熱面布置緊湊，煙氣阻力小，利于鍋爐自然通風。
本發(fā)明提供的自然循環(huán)熱水鍋爐(以“ZXG20-7/95-A”型為例)的設計熱效率為80.3%，受熱面積為11.02米2，與國內(nèi)同類型的熱水鍋爐相比，設計熱效率比北京市四季青鍋爐廠生產(chǎn)的“QXW120-7/95-A”型熱水鍋爐高6.15%，受熱面積比“RSG20-4/95-A”型熱水鍋爐少41%、比“QXG60-8/130-A”型熱水鍋爐少43%。通過以上比較可以看出，本發(fā)明提供的熱水鍋爐熱效率高，耗鋼量少。當本發(fā)明提供的熱水鍋爐不用電能驅(qū)動水泵、風機等附屬設備投入運行時，凈效率比其它同類型的熱水鍋爐的凈效率高。
補正書
權(quán)利要求
1.用于水暖系統(tǒng)，特別是適用于自然循環(huán)水暖系統(tǒng)的水管式自然循環(huán)熱水鍋爐。本發(fā)明由輻射受熱面與對流受熱面兩大部分組成，本發(fā)明的特征是輻射受熱面與對流受熱面的連接方式是通過上集箱⑥、下集箱②、橫連箱⑨、節(jié)流管⑧并聯(lián)連接成一個整體爐型。
2.按權(quán)項1規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是組成對流受熱面的數(shù)組對流管束呈梯形布置。
3.按權(quán)項1規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是在下集箱②與橫聯(lián)箱⑨之間由數(shù)根并聯(lián)的節(jié)流管⑧垂直連接。
4.按權(quán)項1規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是在上集箱⑥與下集箱②之間設置了一根與上集箱⑥、下集箱②相互平行的橫聯(lián)箱⑨。
5.按權(quán)項4規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是上集箱⑥橫向布置在輻射受熱面與對流受熱面之間，上集箱⑥的前側(cè)與上聯(lián)箱⑤的后端垂直連接;上集箱⑥的后側(cè)與數(shù)根并聯(lián)的上聯(lián)管(12)的前端垂直連接。
6.按權(quán)項4規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是下集箱②布置在橫聯(lián)箱⑨的下部并與橫聯(lián)箱⑨平行，下集箱②的前側(cè)與兩根并聯(lián)的下聯(lián)箱③的后端垂直連接。
7.按權(quán)項2至6中任一項規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是對流受熱面的數(shù)根上聯(lián)管(12)與水平面成3°～20°夾角坡向上方和上集箱⑥垂直并聯(lián)連接。
8.按權(quán)項2至6中任一項規(guī)定的熱水鍋爐，其特征是對流受熱面的數(shù)根下聯(lián)管⑩與水平面成3°～20°夾角坡向下方和橫聯(lián)箱⑨垂直并聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改進的水管式自然循環(huán)熱水鍋爐。本發(fā)明應用梯形對流管束來均衡各煙道內(nèi)的煙速加強自吹灰作用能強化傳熱；采用節(jié)流管平衡鍋內(nèi)阻力能避免熱偏差；水與煙氣采用叉流方式能減少露點腐蝕提高鍋爐利用率；爐膛減少水冷度增大其高度使煤完全燃燒能提高熱效率；采用重力除塵能減輕大氣污染；對流管采用橫向布置加大橫排節(jié)距利于自然通風；鍋內(nèi)采用并聯(lián)循環(huán)回路使水循環(huán)安全可靠。本發(fā)明提供的自然循環(huán)熱水鍋爐適用于水暖系統(tǒng)。
文檔編號F24H1/40GK1032702SQ8710715
公開日1989年5月3日 申請日期1987年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月22日
發(fā)明者朱彥廷 申請人:朱彥廷