直接接觸式余熱回收常壓一體爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種直接接觸式余熱回收常壓一體爐，屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃氣鍋爐排放的煙氣及各種生產(chǎn)過程中排放的廢氣中都含有大量余熱，直接排入 大氣不僅污染環(huán)境而且浪費大量熱能，因此，煙氣余熱回收利用是節(jié)能減排的重要途徑。
[0003] 針對燃氣鍋爐排煙溫度較高這個問題，國內(nèi)外也提出了一些解決辦法，例如在鍋 爐尾部設(shè)置省煤器。通常會選用的間接換熱的換熱器一翅片管換熱器，管內(nèi)走水，管外走煙 氣這種方式可以有效地降低煙氣溫度，但是這種換熱器一般都是作為一個獨立的部件，很 少有考慮將省煤器和鍋爐設(shè)計為整體結(jié)構(gòu)，這就造成鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不夠緊湊，因為需要設(shè) 置專門的空間來安放省煤器。因此這種方式是不太合理的。
[0004] 考慮到國家"西氣東輸"的燃氣是很潔凈的，因此鍋爐排煙也是比較潔凈，本發(fā)明 提出了一種采用直接接觸換熱的省煤器，并將省煤器和鍋爐合理結(jié)合，設(shè)計為整體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種直接接觸式余熱回收常壓一體 爐。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：直接接觸式余熱回收常壓一體爐，主要部件包括燃 燒器、殼體、爐膽、前煙箱、箱式換熱器、后煙箱、煙氣余熱回收器和出水管，其中煙氣余熱回 收器包括鼓泡器、浮球電磁閥、溢流管、隱式大氣連通口、噴淋器和排煙管，其特征在于，殼 體和煙氣余熱回收器實現(xiàn)一體化；爐膽、前煙箱、后煙箱與箱式換熱器均浸沒于爐水中，形 成全濕背結(jié)構(gòu)。爐膽排出的煙氣經(jīng)前煙箱、箱式換熱器、后煙箱進入煙氣余熱回收器，與鍋 爐回水直接接觸換熱后，由排煙管排出；吸收煙氣余熱的回水經(jīng)隱式大氣連通口進入殼體， 爐水依次經(jīng)箱式換熱器和爐膽加熱后，從殼體頂部的出水管排出。
[0007] 所述一體爐的主要換熱面包括爐膽和箱式換熱器兩部分，采用上位爐膽布置方 式，爐膽內(nèi)燃燒方式為中心回燃式。
[0008] 所述箱式換熱器是由四塊平板垂直對接并焊接而成的長方體，兩端面作為煙氣進 出口，其上下面板作為管板，換熱管通過焊接垂直固定于上下管板上，換熱管可采用光管或 翅片管。
[0009] 所述煙氣余熱回收器為底面是坡面的梯形體，與后煙箱組合為一體，煙氣余熱回 收器內(nèi)上部設(shè)置鼓泡器，鼓泡器的進口與后煙箱箱出口相通，煙氣余熱回收器通過底部的 隱式大氣連通口與殼體相通，構(gòu)成了鍋爐的大氣連通器。
[0010] 所述鼓泡器由一塊矩形板三分之二板面打孔折疊而成，橫截面為三角形，一端固 定在煙氣余熱回收器側(cè)板上并與后煙箱相通，另一端封焊帶圓孔的三角板，其內(nèi)部填充 _環(huán)。
[0011] 所述煙氣余熱回收器有兩種回水結(jié)構(gòu)，一是中部的回水管，二是頂部的噴淋器。
[0012] 所述煙氣余熱回收器水位采用雙重控制結(jié)構(gòu)，一是浮球電磁閥控制，二是溢流管 控制。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1.鍋爐選用中心回燃式，采用大爐膛吸 熱效率更高，可減少后續(xù)換熱面，使鍋爐整體結(jié)構(gòu)更緊湊、簡單，降低制造成本價；2.爐膽 后端采用橢圓形封頭，有利于火焰在爐膽內(nèi)回轉(zhuǎn)，避免回轉(zhuǎn)死角，減小回轉(zhuǎn)動量損失；3.爐 膽與前煙箱組成燃燒室，增大了燃燒室的換熱面積，同時采用全濕背結(jié)構(gòu)，有利于提高換熱 效率，降低殼體表面溫度；4.箱式換熱器可單獨加工，制造便捷，避免了高溫?zé)煔鈱Q熱管 與管板之間的焊縫造成損壞，提高了鍋爐的使用壽命；5.殼體與煙氣余熱回收器采用一體 化設(shè)計，使鍋爐整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，總熱效率更高；6.煙氣余熱回收器采用直接接觸換熱 方式，有效節(jié)省換熱面積，內(nèi)置鼓泡器，使煙氣分布更均勻；7.殼體和煙氣余熱回收器通過 隱式大氣連通口傳遞兩側(cè)的工作介質(zhì)和熱量，鍋爐水位由煙氣余熱回收器的水位控制裝置 來調(diào)節(jié)，形成自助式吸納系統(tǒng)；8.煙氣余熱回收器水位控制具有雙重防護，一是浮球電磁 閥控制，二是溢流管控制，能有效控制鍋爐內(nèi)水位不超過警戒水位，大大提高了鍋爐系統(tǒng)的 安全性；9.鍋爐水位和煙氣余熱回收器水位通過隱式大氣連通口保持一致，可以減少鍋爐 筒體開孔，減小發(fā)生泄露的可能性。
【附圖說明】
[0014] 附圖1為直接接觸式余熱回收常壓一體爐結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為直接接觸式余熱回收常壓一體爐A-A剖視圖； 附圖3為煙氣余熱回收器的鼓泡器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖標記：1-燃燒器、2-前煙箱、3-出水管、4-殼體、5-爐膽、6-后煙箱、7-排煙 管、8-噴淋器、9-浮球電磁閥、10-煙氣余熱回收器、11-溢流管、12-鼓泡器、13-隱式大氣 連通口、14-箱式換熱器。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖進一步說明直接接觸式余熱回收常壓一體爐的實施方式。
[0017] 直接接觸式余熱回收常壓一體爐的組裝過程：首先根據(jù)鍋爐的型號選擇合適的燃 燒器及爐膽，根據(jù)換熱量計算鍋爐需要的換熱面積，然后合理分布換熱面。為盡可能使鍋 爐結(jié)構(gòu)緊湊，體積盡可能小，采用能有效提高換熱效果的方式。箱式換熱器制成長方體，并 在其內(nèi)部垂直布置水管，與煙氣流動方向垂直，采用這種橫向沖刷方式可以提高煙氣側(cè)的 對流換熱系數(shù)；從后煙箱出來的煙氣溫度一般還有150°c~200°C，若能將煙氣溫度降到露 點溫度（57°C左右）之下，則不僅能回收煙氣的絕大部分顯熱，還可以回收煙氣當(dāng)中水蒸氣 的潛熱。本發(fā)明選用的噴淋式余熱回收方式，即通過煙氣和水直接接觸換熱，采用此方式的 主要原因在于，目前燃氣鍋爐所選用的天然氣相對純凈，雜質(zhì)很少，且直接接觸換熱的效率 最高。如果在鍋爐尾部專門加裝余熱回收的裝置，需要占用較大的空間，為節(jié)省空間，將煙 氣余熱回收裝置和鍋爐一體化。鍋爐主體煙氣出口和煙氣余熱回收器的鼓泡器連通，煙氣 余熱回收器的水箱和鍋爐的水箱通過隱式大氣連通口連通，這樣可以減少在鍋爐主體上開 孔，降低泄漏發(fā)生的可能性。鍋爐水位通過煙氣余熱回收器水位控制裝置進行控制，水位控 制裝置具有雙重防護，一是浮球電磁閥控制，二是溢流管控制，兩者結(jié)合可以有效控制煙氣 余熱回收器和鍋爐的水位。鍋爐回水管上開孔，安裝噴淋器，一方面可以隨時補給鍋爐水， 另一方面也可以降低排煙溫度，達到了雙重效果。
[0018] 直接接觸式余熱回收常壓一體爐在運行時，煙氣流程：燃燒器噴射出的火焰，遇到 爐膽另一端的爐膽壁時，反射回來，到達前煙箱，之后沿圖示的實箭頭到達鼓泡器，與水直 接接觸放熱，最后穿過噴淋器噴出的水霧從排煙管排出；水循環(huán)系統(tǒng)：鍋爐回水通過噴淋 器到達煙氣余熱回收器，與煙氣接觸吸熱后，通過隱式大氣連通口達到殼體與煙氣和爐膽 進行換熱，當(dāng)溫度達到設(shè)定值后從出水管排出。整個鍋爐設(shè)計過程充分利用了各個換熱面， 鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊美觀，換熱效率高，是一種值得推廣的鍋爐結(jié)構(gòu)形式。
[0019] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種直接接觸式余熱回收常壓一體爐，主要部件包括燃燒器、殼體、爐膽、前煙箱、箱 式換熱器、后煙箱、煙氣余熱回收器和出水管，其中煙氣余熱回收器包括鼓泡器、浮球電磁 閥、溢流管、隱式大氣連通口、噴淋器和排煙管，其特征在于，殼體和煙氣余熱回收器實現(xiàn)一 體化；爐膽、前煙箱、后煙箱與箱式換熱器均浸沒于爐水中，形成全濕背結(jié)構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接接觸式余熱回收常壓一體爐，其特征在于，所述一體爐 的主要換熱面包括爐膽和箱式換熱器兩部分，采用上位爐膽布置方式，爐膽內(nèi)燃燒方式為 中心回燃式。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接接觸式余熱回收常壓一體爐，其特征在于，所述箱式換 熱器是由四塊平板垂直對接并焊接而成的長方體，兩端面作為煙氣進出口，其上下面板作 為管板，換熱管通過焊接垂直固定于上下管板上，換熱管可采用光管或翅片管。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接接觸式余熱回收常壓一體爐，其特征在于，所述煙氣余 熱回收器為底面是坡面的梯形體，與后煙箱組合為一體，煙氣余熱回收器內(nèi)上部設(shè)置鼓泡 器，鼓泡器的進口與后煙箱箱出口相通，煙氣余熱回收器通過底部的隱式大氣連通口與殼 體相通，構(gòu)成了鍋爐的大氣連通器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接接觸式余熱回收常壓一體爐，其特征在于，所 述鼓泡器由一塊矩形板三分之二板面打孔折疊而成，橫截面為三角形，一端固定在 煙氣余熱回收器側(cè)板上并與后煙箱相通，另一端封焊帶圓孔的三角板，其內(nèi)部填充 _環(huán)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接接觸式余熱回收常壓一體爐，其特征在于，所述煙氣余 熱回收器有兩種回水結(jié)構(gòu)，一是中部的回水管，二是頂部的噴淋器。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接接觸式余熱回收常壓一體爐，其特征在于，所述煙氣余 熱回收器水位采用雙重控制結(jié)構(gòu)，一是浮球電磁閥控制，二是溢流管控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種<b>直接接觸式余熱回收常壓一體爐</b>，主要部件包括燃燒器、殼體、爐膽、前煙箱、箱式換熱器、后煙箱、煙氣余熱回收器和出水管，其中煙氣余熱回收器包括鼓泡器、浮球電磁閥、溢流管、隱式大氣連通口、噴淋器和排煙管，其特征在于，殼體和煙氣余熱回收器實現(xiàn)一體化；爐膽、前煙箱、后煙箱與箱式換熱器均浸沒于爐水中，形成全濕背結(jié)構(gòu)。爐膽排出的煙氣經(jīng)前煙箱、箱式換熱器、后煙箱進入煙氣余熱回收器，與鍋爐回水直接接觸換熱后，由排煙管排出；吸收煙氣余熱的回水經(jīng)隱式大氣連通口進入殼體，爐水依次經(jīng)箱式換熱器和爐膽加熱后，從殼體頂部的出水管排出。該鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，余熱回收效率高，排煙溫度低，鍋爐總熱效率高。
【IPC分類】F24H1/22, F24H9/20, F24H9/18, F23J15/06
【公開號】CN105066434
【申請?zhí)枴緾N201510517700
【發(fā)明人】吳金星, 楊禹坤, 倪碩, 栗俊芬, 彭旭, 陳娟, 陳志偉, 賀敏, 劉青鋒, 馬喜軍, 范洪生, 馮新展, 劉雙喜, 李國立
【申請人】鄭州大學(xué), 河南力威熱能設(shè)備制造有限公司, 河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月22日