本發(fā)明涉及燃燒和熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，燃?xì)忮仩t由于其燃燒效率高，方便運(yùn)輸，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，并且滿足可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求，成為了鍋爐燃燒原料的首選，而wns型鍋爐作為燃?xì)忮仩t的一種，則又以其結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、自動(dòng)化程度高、利于安裝、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，為大多數(shù)燃?xì)忮仩t所采用，發(fā)展趨勢(shì)良好，市場(chǎng)需求量高。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的wns燃?xì)忮仩t多采用三回程式結(jié)構(gòu)，使用高速直流燃燒器，增加了回燃室、前煙箱等高溫活動(dòng)部件，但是，這種結(jié)構(gòu)存在一定的問(wèn)題，如：燃燒器氣體速度高，造成燃燒器阻力大；燃燒器火焰細(xì)長(zhǎng)，火焰高溫區(qū)集中，會(huì)產(chǎn)生較多nox污染物；轉(zhuǎn)向煙室結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造工藝繁瑣，則相對(duì)制造成本較高，且高溫轉(zhuǎn)向活動(dòng)部件容易產(chǎn)生煙氣泄露等問(wèn)題，存在較大的安全隱患；為了滿足吸熱量，需要受熱面更大，因?yàn)槿爻淌浇Y(jié)構(gòu)中有兩回程煙管且較長(zhǎng)，導(dǎo)致鍋爐阻力大，需要消耗更多能量。

鑒于此，克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

現(xiàn)有的三回程式wns燃?xì)忮仩t燃燒器的火焰中心溫度高，污染物nox排放增加，煙氣回程較多，煙管部件較長(zhǎng)，導(dǎo)致系統(tǒng)阻力大，高溫活動(dòng)部件容易煙氣泄露的問(wèn)題，存在較大的安全隱患；

另一方面，本發(fā)明提出的單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐還可以用于解決現(xiàn)有三回程式wns燃?xì)忮仩t中存在的：零部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝繁瑣，相對(duì)制造成本較高等問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是通過(guò)如下技術(shù)方案達(dá)到上述目的的：

一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐，包括：控制柜、燃燒器、鍋殼、波形爐膛、煙管組、進(jìn)水口、熱水或蒸汽出口、節(jié)能器和煙氣出口，其中，進(jìn)水口、熱水或蒸汽出口和煙氣出口設(shè)置在鍋殼表面?？刂乒窨刂普麄€(gè)鍋爐運(yùn)行，所述的燃燒器、波形爐膛和煙管組為同軸依次連接，燃燒器頂部的燒頭周圍布置有火嘴；燃燒器包括風(fēng)機(jī)、安裝管體、一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、調(diào)節(jié)閥、一次風(fēng)葉片、二次風(fēng)噴嘴、燃?xì)鈬娮?、燒頭、燃?xì)膺M(jìn)口；所述的風(fēng)機(jī)設(shè)置在安裝管體的一端，一次風(fēng)道和二次風(fēng)道內(nèi)分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，通過(guò)控制調(diào)節(jié)閥把風(fēng)量分配到一次風(fēng)道和二次風(fēng)道。燃?xì)膺M(jìn)口設(shè)置在安裝管體的中段表面，燃?xì)膺M(jìn)口通過(guò)輸送管道與燃?xì)鈬娮爝B接；燒頭設(shè)置在安裝管體的另一端。所述的波形爐膛和煙管組安裝在鍋殼內(nèi)構(gòu)成單回程結(jié)構(gòu)；對(duì)應(yīng)煙氣路徑，所述波形爐膛作為煙氣進(jìn)口，在鍋殼尾部的頂端設(shè)置有煙氣出口，在煙氣出口與煙管組之間設(shè)置有節(jié)能器。

進(jìn)一步的，燃燒器為旋流燃燒器，安裝管體內(nèi)由中心向外圈依次布置有一次風(fēng)道、燃?xì)夤艿篮投物L(fēng)道；一次風(fēng)口設(shè)置為旋流葉片式，燃?xì)夤艿揽诤投物L(fēng)口設(shè)置為噴嘴式。一次風(fēng)葉片、燃?xì)鈬娮旌投物L(fēng)噴嘴組成燒頭。一次風(fēng)和二次風(fēng)的流速范圍為20～30m/s，燃?xì)獾牧魉俜秶鸀?0～60m/s。

進(jìn)一步的，燒頭周圍的火嘴采用水冷型火嘴，水冷型火嘴為橢圓結(jié)構(gòu)，所述的水冷型火嘴兩端分別與鍋殼和波形爐膛焊接。該結(jié)構(gòu)可保證旋流火焰的形狀，并吸收火焰燃燒產(chǎn)生的熱量，降低燃燒溫度，防止?fàn)t體外壁溫度過(guò)高。

進(jìn)一步的，所述的煙管組為多根螺紋煙管組成，螺紋煙管的管壁上螺旋壓制有1～3mm深的凹槽；螺紋煙管在鍋殼的截面上，以波形爐膛的中軸為中心向四周密集分布，螺紋煙管可為正三角形等距排列或以波形爐膛中心線為圓心等弧長(zhǎng)排列。

進(jìn)一步的，所述的節(jié)能器由聯(lián)箱與帶螺旋肋片的蛇形管組成，蛇形管為將螺旋肋片螺旋纏繞焊接在蛇形管體上制成；所述的蛇形管并列或錯(cuò)列排列在聯(lián)箱上。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐，采用一體化結(jié)構(gòu)旋流燃燒器，通過(guò)調(diào)節(jié)一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓，從而控制火焰尺寸，防止火焰接觸波形爐膛內(nèi)壁，燒壞波形爐膛。本燃燒器燃?xì)饬魉俑咔铱諝饬魉俚停衫昧魉俨詈涂諝庑?，使燃?xì)夂涂諝獾慕佑|邊界大幅度增加，提高空氣和燃?xì)饣旌纤俣?，保證燃?xì)馀c空氣的完全混合，并在波形爐膛內(nèi)混合均勻并充分燃燒；燃燒器這種分級(jí)的燃燒方式，使高溫區(qū)溫度和氧濃度有所下降，減少了nox的生成量。

2、本發(fā)明的燃燒器具有中心回流的特點(diǎn)，使波形爐膛尾部的高溫?zé)煔饽軌蚧亓鞯綗^處，加強(qiáng)煙氣與燃?xì)狻⒖諝庠跓^處混合，提高了此處的溫度，改善了燃料的著火條件，使本鍋爐能燃燒不同種類燃料，又能夠穩(wěn)定火焰，避免回火和脫火。

3、本發(fā)明的燃燒氣流速度低，鍋爐單回程結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)運(yùn)行阻力，進(jìn)一步減小了運(yùn)行時(shí)的電能消耗，為燃?xì)忮仩t的技術(shù)發(fā)展提供了積極的意義。

4、本發(fā)明的水冷型火嘴可降低燃燒火焰溫度，穩(wěn)定旋流火焰，促進(jìn)燃燒和降低污染物nox生成。

5、本發(fā)明區(qū)別于市場(chǎng)現(xiàn)有的三回程結(jié)構(gòu)，省去了前煙箱、回燃室、三回程煙管等部件，簡(jiǎn)化為單回程結(jié)構(gòu)，減少了鋼材的消耗。節(jié)能器由市場(chǎng)上的外部安裝，改為在鍋殼內(nèi)安裝，使得鍋爐的結(jié)構(gòu)更為緊湊，縮小了體積，一體化出廠，方便安裝和運(yùn)輸。

上述說(shuō)明僅僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能更清楚了解本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容進(jìn)行具體實(shí)施，以下本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，本發(fā)明的具體實(shí)施方式將由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐的燃燒器結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3為一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐的燃燒器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖4為一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐的節(jié)能器主視圖；

圖5為一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐的節(jié)能器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖6為一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐的覆蓋耐火混凝土的水冷型火嘴結(jié)構(gòu)示意圖；

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：1、鍋殼；2、控制柜；3、波形爐膛；4、燃燒器；5、煙管組；6、進(jìn)水口；7、熱水或蒸汽出口；8、節(jié)能器；9、煙氣出口；10、風(fēng)機(jī)；11、安裝管體；12、一次風(fēng)道；13、二次風(fēng)道；14、調(diào)節(jié)閥；15、燃?xì)鈬娮欤?6、燒頭；17、旋流葉片；18、噴嘴；19、燃?xì)膺M(jìn)口；20、螺旋肋片；21、蛇形管；22、聯(lián)箱；23、水冷型火嘴；24、耐火混凝土覆蓋層。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例1提供了一種單回程wns結(jié)構(gòu)鍋爐，包括：控制柜2、燃燒器4、鍋殼1、波形爐膛3、煙管組5、進(jìn)水口6、熱水或蒸汽出口7、節(jié)能器8和煙氣出口9，其中，進(jìn)水口6、熱水或蒸汽出口7和煙氣出口9設(shè)置在鍋殼1表面?？刂乒?控制整個(gè)鍋爐運(yùn)行，該鍋爐可立式布置或臥式布置。燃燒器4、波形爐膛3和煙管組5依次連接；其中，燃燒器4、波形爐膛3和煙管組5三者依次同軸連接；燃燒器4可為單段火燃燒器、雙段火燃燒器、比例調(diào)節(jié)燃燒器等，此處優(yōu)選為旋流燃燒器。

如圖2～3所，該燃燒器4包括：風(fēng)機(jī)10、安裝管體11、一次風(fēng)道12、二次風(fēng)道13、調(diào)節(jié)閥14、燃?xì)鈬娮?5、燒頭16、燃?xì)膺M(jìn)口19；所述的風(fēng)機(jī)10設(shè)置在安裝管體11的一端，一次風(fēng)道12和二次風(fēng)道13內(nèi)分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥14，安裝管體11內(nèi)由中心向外圈依次布置有一次風(fēng)道12、燃?xì)夤艿篮投物L(fēng)道13；如圖3所示，一次風(fēng)道12的出口設(shè)置為旋流葉片17式，燃?xì)夤艿揽诤投物L(fēng)道13出口設(shè)置為噴嘴18式?？刂乒?通過(guò)控制調(diào)節(jié)閥14把風(fēng)量分配到一次風(fēng)道12和二次風(fēng)道13，使得火焰形狀可通過(guò)改變風(fēng)量和風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。助燃風(fēng)分為一次風(fēng)和二次風(fēng)，由不同管路進(jìn)入波形爐膛3，一次風(fēng)為旋流，控制火焰直徑；二次風(fēng)為直流，控制火焰長(zhǎng)度。燃?xì)膺M(jìn)口19設(shè)置在安裝管體11的中段表面，燃?xì)膺M(jìn)口19通過(guò)輸送管道與燃?xì)鈬娮?5連接；所述的燒頭16設(shè)置在安裝管體11的另一端。

如圖1所示，波形爐膛3和煙管組5安裝在鍋殼1內(nèi)構(gòu)成單回程結(jié)構(gòu)；波形爐膛3通過(guò)管板與煙管組5焊接，煙管組5為多根煙管組成，煙管在鍋殼1的截面上，以波形爐膛3的中軸為中心向四周密集分布，煙管之間為正三角形等距排列或以波形爐膛3中心線為圓心等弧長(zhǎng)排列，以增加熱交換面積。波形爐膛3可吸收因?yàn)槿紵軣岫a(chǎn)生的膨脹，防止因?yàn)闊釕?yīng)力而導(dǎo)致破裂。對(duì)應(yīng)煙氣路徑，所述波形爐膛3作為煙氣進(jìn)口，在鍋殼1尾部的頂端設(shè)置有煙氣出口9，在煙氣出口9與煙管組5之間設(shè)置有節(jié)能器8。

煙管可為螺紋煙管，內(nèi)翅片煙管等，此處煙管組5優(yōu)選由多根螺紋煙管組成，螺紋煙管的管壁上螺旋壓制有1～3mm的深的凹槽，通常優(yōu)選為2mm。這樣的凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)置可以破除傳熱流動(dòng)邊界層，加強(qiáng)煙氣側(cè)擾動(dòng)，增大熱交換面積，傳熱系數(shù)增加，增大傳熱效率。該鍋爐工作時(shí)燃燒器4內(nèi)空氣流速小于燃?xì)饬魉?，燃?xì)獾牧魉俜秶鸀?0～60m/s，一次風(fēng)和二次風(fēng)的流速范圍為20～30m/s，凹槽與煙管布置方式的組合，使得在煙管長(zhǎng)度減少的情況下，不僅保持合理的煙氣流速，又有充足的換熱面積。

如圖4、5所示，節(jié)能器8由聯(lián)箱22與帶螺旋肋片20的蛇形管21組成；蛇形管21為將螺旋肋片20螺旋纏繞焊接在蛇形管21體上制成；以4～5倍的擴(kuò)展受熱面積布置螺旋肋片20，所述的蛇形管21并列或錯(cuò)列纏繞安裝在聯(lián)箱22上。

如圖6所示，所述的燒頭周圍設(shè)置有水冷型火嘴23，水冷型火嘴23為橢圓結(jié)構(gòu)，所述的水冷型火嘴23兩端分別與鍋殼和波形爐膛焊接?；鹱煊糜诒３忠欢ǜ邷?，輻射熱量，促進(jìn)點(diǎn)火，組織火焰形狀，促進(jìn)燃料燃燒。但是在燃料為高熱值燃料時(shí)，燒頭16處溫度迅速升高，過(guò)高的溫度的火焰容易損壞靠近燃燒器4處的波形爐膛3壁和前墻，損壞鍋爐。所述的水冷型火嘴23可降低此處燒頭16溫度，使得在保證燒頭16著火條件的前提下，降低溫度，保護(hù)波形爐膛3壁和前墻。

下面基于該鍋爐的其中一種結(jié)構(gòu)組合，對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。工作時(shí)，控制柜2向鍋爐下達(dá)工作指令，燃?xì)庥扇細(xì)膺M(jìn)口19進(jìn)入燃?xì)鈬娮?5，空氣作為助燃風(fēng)分別由一次風(fēng)道12和二次風(fēng)道13進(jìn)入，分別調(diào)節(jié)一次風(fēng)道12和二次風(fēng)道13內(nèi)的調(diào)節(jié)閥14，控制一次風(fēng)與二次風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓，從而調(diào)節(jié)燒頭16上火焰的長(zhǎng)度與直徑，使得火焰尺寸適應(yīng)波形爐膛3的尺寸，充滿爐膛3。將助燃空氣的流速控制在20-30m/s，燃?xì)獾牧魉俜秶刂圃?0～60m/s，并且一次風(fēng)比例小于二次風(fēng)比例，可以達(dá)到提高燃燒效率的目的；燃?xì)饬魉俑哂诳諝饬魉?，即可利用流速差和空氣旋流，提高空氣和燃?xì)饣旌纤俣?，保證燃?xì)馀c空氣的完全混合燃燒。這種分級(jí)的燃燒方式，使燃?xì)夂涂諝獾慕佑|邊界增加，高溫區(qū)溫度和氧濃度有所下降，減少了降低污染物nox排放量，也避免了脫火和回火的情況發(fā)生。

進(jìn)一步地，由于燃?xì)獾牧魉倏?，燃?xì)鈬娮?5處氣壓減小，該旋流燃燒器4會(huì)產(chǎn)生中心回流，波形爐膛3尾部的高溫?zé)煔饣亓鞯綗^16處，加強(qiáng)了煙氣與燃?xì)?、空氣在燒頭16處混合，加上火嘴提供的保溫效果，提高了此處的溫度，改善了燒頭16的著火條件，使得該鍋爐可適用于更大范圍熱值的燃料燃燒，如：屬于低熱值的高爐煤氣，炭黑煤氣等，屬于高熱值的天燃?xì)狻⒔範(fàn)t煤氣等。燃?xì)饨?jīng)過(guò)充分燃燒產(chǎn)生的煙氣，從波形爐膛3進(jìn)入煙管組5，高溫?zé)煔饧皶r(shí)與水進(jìn)行熱交換，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙管后進(jìn)入節(jié)能器8，節(jié)能器8上設(shè)置的帶螺旋肋片20蛇形管21結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)展傳熱的面積，進(jìn)一步降低煙氣溫度，使煙氣產(chǎn)生冷凝，回收更多的熱量。煙氣通過(guò)節(jié)能器8后從煙氣出口9流出，熱水或蒸汽出口7處即可得到熱水或蒸汽。

實(shí)施例2:

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，基于上述的結(jié)構(gòu)，燒頭16周圍設(shè)置有水冷型火嘴23，用于保持一定高溫，輻射熱量，促進(jìn)點(diǎn)火；在燃料為高熱值燃料時(shí)，燒頭16處溫度迅速升高，可降低燒頭處溫度，保護(hù)波形爐膛3壁和前墻不被高溫?fù)p壞。但是在進(jìn)行使用率較低的低熱值燃料燃燒時(shí)，水冷型火嘴23的降溫功能對(duì)其燃燒造成了阻礙，針對(duì)上述情況，如圖6所示，可在水冷型火嘴23上設(shè)置耐火混凝土覆蓋層24。當(dāng)燃?xì)庠跓^16處燃燒時(shí)，在耐火混凝土覆蓋層24的保護(hù)下，保持燒頭16處高溫，輻射熱量，促進(jìn)燃料燃燒。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。