專利名稱：一種非密閉高溫?zé)崴仩t的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供熱鍋爐即熱能工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場上流行的供熱鍋爐可歸為兩大類，許多種，一大類為常壓鍋爐，其主要缺點(diǎn)是受供熱系統(tǒng)的限制，不適宜于高層樓房或遠(yuǎn)距離大面積及高低樓層不等的采暖系統(tǒng)，在運(yùn)行時調(diào)試管理復(fù)雜困難，運(yùn)行不穩(wěn)定。一大類為承壓鍋爐，可分為許多種，如水火管鍋爐、單雙鍋筒水管鍋爐、管架式水管鍋爐，他們的共同缺點(diǎn)是鍋爐煙塵的原始排放濃度高。他們的不同缺點(diǎn)是水火管鍋爐其主要缺點(diǎn)是耗鋼量高，煙風(fēng)阻力大，耗電高，管板裂紋和爆管故障率高；單、雙鍋筒水管鍋爐，其主要缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，體積大，耗鋼量偏高；管架式水管鍋爐，其主要有三大缺點(diǎn)，其一是必須全強(qiáng)制水循環(huán)，對水動力計算和水質(zhì)要求較高，一旦水流速和水質(zhì)不符合要求，容易出現(xiàn)爆管和集箱中的積垢難以清除，其二是對停電保護(hù)的操作管理要求較高，一旦操作失誤容易出現(xiàn)鍋爐事故，其三是上、下集箱內(nèi)、外分別設(shè)計許多隔板和排氣管、排污管，使之制造工藝上和操作管理上更加復(fù)雜和麻煩，本來管架式鍋爐耗鋼量低的突出優(yōu)點(diǎn)，因以上缺點(diǎn)的影響是市場占有率最低的一種爐型。
目前國內(nèi)的高溫?zé)崴仩t，全部都是密閉式承壓鍋爐，其主要缺點(diǎn)是鍋爐設(shè)計壓力較高，耗鋼量高，因鍋水循環(huán)問題而引起的爆管故障難以避免，鍋妒的操作管理比較復(fù)雜，一旦操作管理失誤，容易造成鍋爐事故。
本發(fā)明從根本上解決了所有承壓鍋爐的以上缺點(diǎn)，不僅使所有承壓熱水鍋爐降低數(shù)倍的工作壓力，利用靜壓既可實現(xiàn)同等效果的高溫?zé)崴蠓冉档湾仩t本體的耗鋼量，或鍋爐鋼架的耗鋼量，更重要的是從根本上解決了鍋爐的水循環(huán)問題和安全問題，基本上可以杜絕因水循環(huán)問題和操作管理不當(dāng)而引起的鍋爐故障和安全事故。
本發(fā)明同目前市場上占有率最高的水火管承壓鍋爐相比的六大顯著優(yōu)勢。
1、比新型水火管承壓鍋爐增大20％的受熱面積的條件下，鍋爐本體的耗鋼量可降低30％左右，生產(chǎn)效率可提高40％左右。
2、鍋爐匹配的引風(fēng)機(jī)功率可降低50％左右；，即省電50％左右。
3、鍋爐的原始排放濃度可降低國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的3倍左右。
4、僅省電一項鍋爐的綜合能效可提高3％左右。
5、從根本上保證了鍋爐水循環(huán)的可靠，根除了爆管缺陷。
6、從根本上保證了鍋爐的安全，不僅減輕了鍋爐操作管理的復(fù)雜程度，而且可降低鍋爐的安全檢監(jiān)成本。
顯然本發(fā)明的低能耗，低排放，綜合能效指標(biāo)以及鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全可靠性，遙遙領(lǐng)先于目前國內(nèi)乃至國際的所有層燃熱水鍋爐。其降低能耗的指標(biāo)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家“十一五規(guī)劃”所要實現(xiàn)的降耗指標(biāo)。本發(fā)明對落實國家發(fā)改委，把“燃煤鍋爐列為重點(diǎn)工程之首位”的節(jié)能中長期規(guī)劃有了可靠保證，對落實“十一五規(guī)劃”五年能耗降低20％左右的目標(biāo)，使用本發(fā)明當(dāng)年即可超額實現(xiàn)，顯然本發(fā)明在燃煤鍋爐領(lǐng)域，必將對我國建設(shè)資源節(jié)能型和環(huán)境友好型社會作出積極貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)常壓鍋爐的原理特性，即鍋爐的非密閉通過水封管暢通大氣，使?fàn)t內(nèi)水容易自由上升下降形成鍋水自然循環(huán)，爐內(nèi)只承受限定的最高靜壓，當(dāng)熱水膨脹，能使水和氣體自動通過水封管溢出，在任何工況下均不會超過限定的最高靜壓，不會出現(xiàn)因氣塞而影響水循環(huán)，把這一原理特性應(yīng)用到承壓鍋爐中，既實現(xiàn)了鍋水的自然循環(huán)，大大簡化了水動力計算，又實現(xiàn)了鍋爐的絕對安全，減輕了鍋妒操作管理的復(fù)雜程度，降低了安全檢監(jiān)成本。
根據(jù)承壓鍋爐通過增加壓力來實現(xiàn)高溫?zé)崴脑硖匦裕堰@一原理特性與非密閉常壓鍋爐相結(jié)合，以供熱區(qū)域最高樓層限定靜壓壓力，或按所需要的高溫?zé)崴畢?shù)設(shè)計相應(yīng)的靜止水柱，將鍋爐水封管用管道與系統(tǒng)膨脹水箱連通或靜壓水柱連通，根據(jù)實際需要，既可單點(diǎn)靜壓定壓，也可雙點(diǎn)靜壓定壓，既可實現(xiàn)所需參數(shù)的高溫?zé)崴?，更容易實現(xiàn)所需參數(shù)的低溫?zé)崴?。這樣真正實現(xiàn)了常壓鍋爐與承壓鍋爐的優(yōu)點(diǎn)相互補(bǔ)充，缺點(diǎn)相互抵消，可以說是常壓鍋爐的原理特性與承壓鍋爐的原理特性相結(jié)合的新奇特效。
本發(fā)明采用的承壓鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計，常壓鍋爐的鍋水循環(huán)和系統(tǒng)循環(huán)方式，鍋爐水封管與系統(tǒng)最高點(diǎn)定壓水箱(膨脹水箱)連通，或在鍋爐附近處安裝水柱靜壓定壓裝置與鍋爐水封管連通即可。
本發(fā)明采用集箱和管束構(gòu)成的爐膛和煙道，在同樣的鍋爐體積下，使?fàn)t膛容積和煙道截面大大增大，不僅利于充分燃燒，延長高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)的熱交換時間，使煙塵在爐膛內(nèi)低流速自然沉降，而且使煙塵在爐內(nèi)經(jīng)過兩次大的擴(kuò)容減速重力沉降，加之煙塵在爐內(nèi)流向的變化與對流管束的碰撞，使之煙塵在爐內(nèi)慣性分離落入煙道和灰斗不可受熱面，因此實現(xiàn)了鍋爐自除塵的功能，完全可替代一級除塵器，大大降低了鍋爐煙塵原始排放濃度，再加匹配脫硫除塵設(shè)備，使之有效的實現(xiàn)鍋爐低排放。
本發(fā)明因爐內(nèi)的經(jīng)濟(jì)流速低流阻和鍋爐自除塵的功能，可設(shè)計與鍋爐相匹配的低阻力濕法脫硫除塵設(shè)備，引風(fēng)機(jī)進(jìn)口可直接接鍋爐排煙口，不僅可大大降低電耗，而且徹底消除了引風(fēng)機(jī)的酸腐蝕，延長使用壽命。
本發(fā)明的爐內(nèi)積灰全部沉降到爐排上和煙道不可受熱面上及灰斗中，并便于徹底清除，保證了鍋爐運(yùn)行的長期穩(wěn)定。
本發(fā)明采用上、下中心集箱和兩側(cè)水冷壁管與水冷壁集箱連接構(gòu)成的爐膛和三回程煙道，使切筑爐墻煙道工藝先進(jìn)，質(zhì)量可靠，效率高。
本發(fā)明的進(jìn)水首先從鍋爐尾部最低溫處進(jìn)入，經(jīng)過爐內(nèi)兩回程進(jìn)入爐膛，非常利于降低排煙溫度，提高爐膛溫度，并且煙路和水路全部呈逆向?qū)α鳈M向沖刷，顯著提高了燃燒效果和熱交換效果，使之升溫快熱效高。


圖1為本發(fā)明的主視2為本發(fā)明的左視3為本發(fā)明的俯視4為本發(fā)明的拱管示意5為本發(fā)明的靜壓定壓裝置圖在圖中1是底座，2是煤斗，3是對承水冷壁集箱，4是連通管5、是前橫桌箱，6是前拱，7是爐膛前部第一擴(kuò)大空間，8是前墻管，9是下中心集箱，10是第三回程煙氣進(jìn)口，11是壓力表坐，12是連通管，13是上中心集箱，14是擋火墻，15是加藥口，16是爐膛中部第二擴(kuò)大空間，17是第二回程煙氣進(jìn)口，18是水封管，19是溫度計管固，20是出水管，21是連通管，22是后上橫集箱，23是爐膛后部擴(kuò)大空間，24是后墻管，25是煙箱，26是排煙口，27是后下橫集箱，28是連通管，29是漏灰孔，30是進(jìn)水管，31是連通管，32是二回程管架，33是側(cè)對承上集箱，34是爐頂棚，35是水冷壁管，36是爐墻，37是三回程煙道，38是對流管束，39是外包耐火材料，40是側(cè)對承下集箱，41是前拱管下橫集箱，42是下連通管，43是前拱管，44是前拱管上橫集箱，45是上連通管，46是上連通管，47是后拱管上橫集箱，48是后拱管，49是后拱管吊梁，50是連接耐熱扁鋼，51是下連通管，52是后拱管下橫集箱，53是鍋爐，54是水封連通管，55是循環(huán)管，56是閘閥，57是壓力表，58是分集水器，59是連通管，60是拉繩環(huán)，61是外包皮、62是溢流管，63是防護(hù)帽、64是保溫層，65是筒型容器，66是容器底，67是緊固件，68是泄水管，69是支架、70是加強(qiáng)筋、71是軟化水，72是軟水池、73是給水泵、74是隔板、75是后拱、76是連通管、77安全閥座。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，本發(fā)明做詳細(xì)的描述.
一種非密閉高溫?zé)崴仩t，包括上、下中心集箱13、9，水冷壁管35，二回程管架32，對承水冷壁集箱3，前、后端管8、24，前橫集箱5，后上、下橫集箱22、27對流管束38，側(cè)對承上、下集箱33、40，水封管18，筒型容器65等。水冷壁管35和二回程管架32分別與上、下中心集箱和對承水冷壁集箱9、13、3連接，前墻管8分別與上、下中心集箱和前橫集箱13，9、5連接，后墻管24與后上、下橫集箱22、27連接，對流管束38與側(cè)對承上、下集箱33、40連接，分別通過連通管4、21、28、31、42、45、46、51、76連通構(gòu)成鍋爐的自然循環(huán)水路和輻射對流受熱面，分別切筑爐墻，爐頂棚，外包耐火材料36、34、39構(gòu)成爐膛和二三回程煙道7、16、23、17、37，水封管18與筒型容器65或分集水器58連通構(gòu)成靜壓定式高溫?zé)崴仩t。
水冷壁管35與二回程管架32其兩側(cè)立管同軸心布置，每隔一根或數(shù)根水冷壁管35布置一根二回程管架32，其下端分別與對承水冷壁集箱3的上部縱向中心均布連接，其上端內(nèi)側(cè)端分別與下中心集箱9和上中心集箱13的兩側(cè)中心徑向連接。水冷壁管35和二回程管架32的外壁和頂壁分別切筑爐墻36、爐頂棚34構(gòu)成爐膛和二三回程煙道7、16、23、17、37。
下中心集箱9的后端至后墻管24內(nèi)壁一段距離構(gòu)成低流速煙道23。前后拱管43、48的兩端分別與前、后拱管上、下橫集箱44、41、47、52連接，上連通管45、46其上端與下中心集箱9連通，其下端與前后拱管上橫集箱44、47連通。下連通管42、51其上端分別與對承水冷壁集箱3連通，其下端分別與前后拱管下橫集箱41、52連通。筒型容器65的頂端安裝防護(hù)帽63，離頂端一段距離安裝溢流管62并接至軟水池72內(nèi)，其上部和中部安裝拉繩環(huán)60，其底端安裝泄水管68，其外壁裝保溫材料64和外包皮61，離底端一段距離安裝分集水器58，其底端到地坪安裝支架69加強(qiáng)筋70，水封管18通過水封連通管64與分集水器58連通構(gòu)成靜壓定壓系統(tǒng)。給水泵73通過循環(huán)管55閘閥56，壓力表57與筒型容器65連通構(gòu)成補(bǔ)水系統(tǒng)。上中心集箱13的上部縱向中心從前至后依次安裝壓力表11，安全閥77，加藥口15，水封管18，溫度計管固19，其后端中心安裝出水管20。進(jìn)水管30在側(cè)對承上集箱33的上部縱向中心離后端一段距離連接。隔板74離側(cè)對承上集箱3前端一定距離，其上端與側(cè)對承上集箱3下壁緊靠，其下端與水冷壁管35直段上部外側(cè)爐墻36緊靠。煙箱25其兩側(cè)和上下分別與外包耐火材料39和后墻管24緊靠蜜蜂安裝，其后端中心偏上安裝排煙口26。其后拱75的前端切筑擋火墻14，其中后部有漏灰孔29。
其鍋爐水路，進(jìn)水從進(jìn)水管30，通過側(cè)對承上集箱33，依次通過對流管束38下降，上升，向前行分別通過連通管76、4、31進(jìn)入對承水冷壁集箱3和上中心集箱13，再通過水冷壁管35和二回程管架32混合上升，下降，熱水匯集到上中心集箱13，通過出水管20送往供熱系統(tǒng)。
其鍋爐煙路，從煤斗2進(jìn)煤點(diǎn)火燃燒，通過干留，燃燒放出的高溫火焰，從后拱75前端和前拱6后端經(jīng)過爐膛前部第一擴(kuò)大空間7，再經(jīng)擋火墻14上端進(jìn)入爐膛中部第二擴(kuò)大空間16，繼續(xù)后行至爐膛后部經(jīng)低流速煙道23上行進(jìn)入第二回程煙道17，前行至第三回程煙氣進(jìn)口10進(jìn)入第三回程煙氣通道37向后行至煙箱25從排煙口26排出。
權(quán)利要求
1.一種非密閉高溫?zé)崴仩t，包括上、下中心集箱(13)、(9)，水冷壁管(35)，二回程管架(32)，對承水冷壁集箱(3)，前后墻管(8)、(24)，前橫集箱(5)，后上、下橫集箱(22)、(27)，對流管(38)，側(cè)對承上、下集箱(33)、(40)，水封管(18)，筒型容器(65)等，其特征是，水冷壁管(35)和二回程管架(32)分別與下、下中心集箱和對承水冷壁集箱(9)、(13)、(3)連接，前墻管(8)分別與上、下中心集箱和前橫集箱(13)、(9)、(5)連接，后墻管(24)與后上、下橫集箱(22)、(27)連接，對流管束(38)與側(cè)對承上、下集箱(33)、(40)連接，分別通過連通管(4)、(21)、(28)、(31)、(42)、(45)、(46)、(51)、(76)連通構(gòu)成鍋爐的自然循環(huán)水路和輻射對流受熱面，分別砌筑爐墻，爐頂棚，外包耐火材料(36)、(34)、(39)，構(gòu)成爐膛和二三回程煙道，(7)、(16)、(23)、(17)、(37)，水封管(18)與筒型容器(65)或分集水器(58)連通構(gòu)成靜壓定壓式高溫?zé)崴仩t。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，水冷壁管(35)與二回程管架(32)其兩側(cè)立管同軸心布置，每隔1根或數(shù)根水冷壁管(35)布置一根二回程管架(32)，其下端分別與對承水冷壁集箱(3)的上部縱向中心均布連接，其上端內(nèi)側(cè)端分別與下中心集箱(9)和上中心集箱(13)兩側(cè)中心徑向連接。水冷壁管(35)和二回程管架(32)的外壁和頂壁分別砌筑爐墻(36)，爐頂棚(34)外包耐火材料(39)構(gòu)成爐膛和二三回程煙道(7、16、23、17、37)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，下中心集箱的后端至后墻管(24)內(nèi)壁的距離構(gòu)成擴(kuò)大空間或低流速煙道(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，前后拱管(43、48)的兩端分別與前后拱管上、下橫集箱(44、41、47、52)連接，上連通管(45、46)其上端與下中心集箱(9)連通，其下端與拱管上橫集箱(44、47)連通。下連通管(42、51)其上端分別與對承水冷壁集箱(3)連通，其下端分別與前后拱管下橫集箱(41、52)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，筒形容器(65)的頂端安裝防護(hù)帽(63)，離頂端一段距離安裝溢流管(62)，并接至軟水池(72)內(nèi)，其底端安裝泄水管(68)，其外壁裝保溫材料(64)和外包皮(61)，離底端一段距離安裝分集水器(58)，其底端到地坪安裝支架(69)、加強(qiáng)筋70。水封管(18)通過水封連通管(54)與分集水器(58)連通構(gòu)成靜壓定壓系統(tǒng)。給水泵(73)通過循環(huán)管(55)、閘閥(56)、壓力表(57)與筒形容器(65)連通構(gòu)成補(bǔ)水系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，進(jìn)水管(30)在側(cè)對承上集箱(33)的上部縱向中心離后端一段距離連接，出水管(20)在上中心集箱(13)的后端管徑中心連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，隔板(74)離側(cè)對承上集箱(3)前端一段距離，其上端與側(cè)對承上集箱(3)下壁緊靠，其下端與水冷壁管(35)直段上部外側(cè)爐墻(36)緊靠。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，煙箱(25)其兩側(cè)端和上下分別與外包耐火材料(39)和后墻管(24)緊靠密封，其后端中心偏上安裝排煙口(26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非密閉高溫?zé)崴仩t，其特征是，側(cè)對承上、下集箱(33、40)和對流管束(38)，根據(jù)鍋爐型號的大小，按現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計集箱的直徑、大小和對流管束的長短或管排數(shù)。
全文摘要
一種非密閉高溫?zé)崴仩t，由上、下中心集箱分別與水冷壁管、水冷壁集箱、前、后墻管和前、后橫集箱連接，對流管束與側(cè)上、下集箱連接，分別通過連通，構(gòu)成自然循環(huán)水路和輻射對流受熱面，分別砌筑爐墻和煙墻構(gòu)成爐膛和三回程煙道，本發(fā)明徹底改變了管架式鍋爐強(qiáng)制循環(huán)的常規(guī)，徹底消除了復(fù)雜的排氣排污，集箱除垢困難和停電保護(hù)等弊端，本發(fā)明用靜壓即可實現(xiàn)高溫?zé)崴蓪崿F(xiàn)鍋爐的絕對安全無爆管，本發(fā)明便于設(shè)計經(jīng)濟(jì)流速和布置受熱面積，不需制造鍋筒，用大、中、小型管子即可替代大、中、小型鍋爐的鍋筒，可顯著提高熱效率和制造效率，降低原始排放濃度，降低耗電量和耗鋼量，是一種高能效低能耗低排放的節(jié)能降耗環(huán)保安全型鍋爐。
文檔編號F24H1/40GK1975279SQ20061005723
公開日2007年6月6日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者王森 申請人:王森