专利名称：一种低排放高能效立置锅壳式水火管锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及二十大锅炉系列，即大中型立置锅壳式水火管层 燃原煤、型煤、生物质和室燃燃气、燃油热水、蒸汽、相变和 分布式热电联产锅炉。
背景技术：
纵置锅壳式水火管锅炉经过几十年的发展，曾经是管板裂纹 和爆管事故率最高，但也是行业产量最高的炉型，因为该炉型的 结构简单紧凑，制造安装方便，施工周期短，占地面积小，传热
系数高不漏风等优势，所以使得该炉型能不断得以发展，尤其是 近十几年来，大容量水火管热水锅炉发展迅速，管板裂纹和爆管 缺陷有了根本的改善，使得水火管锅炉一直占据我国工业锅炉市
场第一的位置。尽管如此，这种炉型还有广阔的适用范围和发展 潜力。适用范围完全有希望向大型层燃和室燃的蒸汽锅炉、相变 锅炉和分布式热电联产锅炉发展。发展潜力就是解决这种炉型仍 然仍存着的六大突出缺点，其一是烟风阻力大、引风机耗电高， 明显影响综合能效；其二是锅炉烟尘的原始排放浓度高，与世界 先进国家的差距大；其三是烟道和烟管中容易积灰、除灰麻烦； 其四是烟管容易磨损影响使用寿命；其五是锅壳受热有效利用率 低，白白浪费钢材；其六是锅壳纵向悬空较高，抗震性能差。
从目前市场上最盛行占有率最高的新型上置锅壳和大型下 置锅壳式水火管燃煤热水锅炉来看，以上六大突出缺点仍然存 在，而且这两种炉型的结构，决定了这六大突出缺点的存在是必 然的，不可避免的。解决这六大缺点对充分发挥其优点，对列入 国家节能重点工程之首位的燃煤工业锅炉，对建设资源节约型和 环境友好型社会具有重要意义。 发明内容-
大大改善目前锅壳式大型水火管锅炉所存在的上述六大突 出缺点，并广泛适用于层燃和室燃、强制循环热水锅炉、蒸汽锅 炉、相变换热热水锅炉和分布式热电联产锅炉。
本发明的目的可通过下述实施方案来达到本发明一改过去 的纵置水平锅壳和纵向水平前后行烟道，为立置垂直锅壳和横向 垂直上下往返烟道，烟尘进入烟管前自然实现两次大扩容，这样 不仅大幅度的扩大了炉膛和烟道的容积及辐射对流受热面，而且 使大量的灰尘都沉降在炉排上和炉拱上，显著降低了流阻，降低 了进入烟管的灰尘，降低了电耗，降低了烟尘的原始排放浓度， 根除了对烟管的磨损。立置锅壳全部裸露受热在锅炉尾部烟道 中，成倍的提高了锅壳受热的有效利用率。
本发明的锅壳立装于底座出渣机后端，表面看似增大了锅炉 长度，实质上縮短了长度，降低了通风管道成本，因为锅壳占据 的是通风管道和弯头的空间，省去了通风弯头和锅炉高度的管 段。
图1是本发明层燃强制循环热水锅炉主视图
图2是本发明层燃强制循环热水锅炉俯视图 图3是本发明室燃强制循环热水锅炉主视图 图4是本发明层燃强制循环热水锅炉左视图 图5是本发明层燃过热蒸汽或电站锅炉主视图 图6是本发明层燃过热蒸汽或电站锅炉左视图 图7是本发明室燃过热蒸汽或电站锅炉主视图 图8是本发明室燃过热蒸汽或电站锅炉左视图 在图中l炉排、2.下纵集箱、3.连通管、4.前拱下横集箱、 5.前拱、6.排气管、7.前拱管(墙管)、8.后拱、9.后拱管、10.前 墙、ll.挡火墙、12.炉膛、13.水冷壁管、14.后拱上横集箱、15. 前拱上横集箱、16.连通管、17.连通管、18.纵置锅筒、19.出水管、 20.隔板、21.对流管束、22.挡火墙、23后上横集箱、24.上升管、 25.侧墙管、26.上侧小集箱、27.后墙管、28.后墙、29.立置锅壳、 30.扩大空间(燃尽室)、31.对流管束、32.烟道、33.后拱下横集 箱、34.密封层、35.出灰门、36.连通管、37.进水集箱、38.进水管、 39.后墙管集箱、40.排污管、41.支墩、42.排烟口、 43.钢支座、44. 盖板、45.落灰口、 46.出灰门、47.螺纹烟管、48.下侧小集箱、49. 侧墙、50.底座、51.下纵中心集箱(锅筒)、52.前下小集箱、53. 前上小集箱、54.下降管集箱、55.连通管、56.后下小集箱、57. 排烟口、 58.燃烧器、59.前下降管、60.连通管、61.过热器、62.给水管、63.给水集箱、64.后下降管、65.支托烟墙小横集箱、66. 连通管、67.连通管、68.前侧下降进水、69.前下降管、70.前下 降出水、71.后下降出水、72.后下降管、73.闸阀、74.闸阀、75. 后侧下降进水、76.后下降管、77.闸阀、78.后下降进水、79.后侧 下降出水、80.烟尘沉降室。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作详细描述； 一种低排放高能效立 置锅壳式水火管锅炉，包括纵置锅筒(18)，纵置集箱(2) (15) (14) (23) (33);立置锅筒(29)，螺纹烟管(47)，水冷壁管 (B)对流管束(21) (31)后箱管(27)侧墙管(25)等构成。 其特征是，水冷壁管(13)的内端与纵置锅筒(18)纵向中心下 部均布连接，其下端与下纵置集箱(2)的上部中心纵向均布连 接，前、后拱管(7) (9)的上端分别与前、后拱上横集箱(15) (14)的下部横向中心均布连接，其下端分别与前、后拱下横集 箱(4) (34)的内侧横向连接。连通管(16)多根其上端离纵置 锅筒(18)前端一段距离的下部径向连接，其下端与前拱上横集 箱(15)的上部横向中心连接，连通管(3)的上端离前拱下横 集箱(4)两端一段距离的下部中心连接。对流管束(21)的上 前端与后拱上横集箱(14)的后部横向中心偏下径向连接，其下 端与后拱下横集箱(33)的上部中心偏前径向连接。后拱管(9) 的上端与后拱上横集箱(14)的下部横向中心连接，其下端与后 拱管下横集箱的前部横向中心偏上径向中心连接连通管(17)的上端与纵置锅筒(18)纵向侧中心以下连接，其下端与后拱上横 集箱(14)的上部横向中心连接。立置锅壳(29)在锅炉尾端离 后拱下横集箱(33) —段距离，并将后墙管集箱(39)，下侧小 集箱(48)，后拱下横集箱(33)的整个水平面全部用耐火材料 浇注构成密封层(34)，使烟气进入烟道(32)后迫使向上流动 立置锅壳(29)的上端进入螺纹烟管(47)下行至排烟口 (42) 排出。后墙管(27)的上端与后上横集箱(23)的后横中心偏下 径向连接。上侧小集箱(26)的下部纵向中心连接，其下端与下 侧小集箱(48)的上部纵向中心连接。对流管束(31)的上端与 后上横集箱(23)的前部横向中心连接。连通管(36)的前端离 立置锅壳下端一段距离的后部中心连接，其后端与进水集箱(37) 的前部中心平行连接，进水管(38)与进水集箱(37)的后部中 心(3)安装一个或两个。
层燃雖鹏环^K锅炉^i^五Iil^W^筒(18)的纵向中'iMi后
只设一^1板(20)，在隔板(20)的后部;^^管(13)为下^t束，在 隔板(20)鹏絲壁管(13)为上5^。鎌即燃气(油)繊幡环 热水锅炉H0^Plfc水鹏管(13)顿为上5^。
强帝,駄锅炉，挡火墙(22)下微流f^回弯处与繊管束 (21)弯角紧靠不需专门构架而自糊 ^火墙(22)的作用。 当锅炉^fc二MWt，排烟口 (42)在一M^下部后侧，底部为烟 尘沉降室(80)。，炉^feW上时，；TO^m鹏底部为鹏沉
降室(80)，,后mt向上为拥，烟口 (57)。
强审i鹏热观炉后上麟箱(23)的上鹏^1^筒(18)紧靠不
皿，只^^pn性能的《①516^iM管，不同出力的上升水^l^i多根
上膽(24) iSA^上麟箱(23)后^W1与其雜的繊魏，墙 管(31) (25) (27)下I^A后拱下^t (33)。蒸汽锅炉，后上^l箱
(23) iM^il管(60)与lffi^筒(18)舰，使微下降繊合上升。 给水條箱(63)的下娜后顶鹏上將(24)雜，其上鹏给水管
(62)雜。
层舰^^锅炉和分喊te^的过鄉(61)^^i^室内。 鄉,气(油)过 ^0分械^ 炉的过繊(61) ^&Sg 锅壳(29) ^P^火墙(22)的中间。
ffi^^KW^^ra^ii^mg^筒内魏餘换热管
^fW^顶部用^h^l^iiim^^即可。锅炉的仪表阀门嫩
现有^:依次，。强制循环热水锅炉其停电保护装置，由前侧下 降进水(68)，前下降管(69)，前下降出水(70)，后下降出水 (71)，后下降管(72)，闸阀(73) (74)，后侧下降进水(75)， 后下降管(76)，闸阀(77)，后下降进水(78)后侧下降出水(79)， 构成停电后开启的锅水自然循环系统。在排烟口 (42)和(57) 的前底部设有烟尘沉降室(80)。根据不同燃料和不同介质，按 照现有燃烧技术和阀门仪表设计即可。
其层燃强制循环热水锅炉水路，进水从进水管(38)进入 进水集箱(37),通过连通管(36)进入立置锅壳(29)缓慢上 升通过多根上升管(24)进入后上横集箱(23)后又分别进入对
流管束(31)，侧后墙管(25)，后墙管(27)并下降，分别进入 后拱下横集箱(33)，再分别通过后拱管(9)和对流管束(21) 进入后拱上横集箱(14)，再通过多根连通管(17)进入纵置锅 壳(18)，通过隔板(20)后部的全部水冷壁管(13)下降分别 进入下纵集箱(2)后向前行，再通过隔板(20)前部的全部水 冷壁管(13)和前拱管(7)上升至纵置锅筒(18),通过出水管
(19)送往供热系统。
其层燃蒸汽锅炉水路，进水从进水管(38)进入进水集箱
(37)，通过连通管(36)进入立置锅壳(29)缓慢上升，通过 上升管(24)进入给水集箱(63)，通过给水管(62)均匀送入 纵置锅筒(18)，通过前下降管(59)和后下降管(64)下降到 下纵集箱(2),通过连通管(3) (67)，进入水冷壁管(13)和 前后拱管(7) (9)上升至纵置锅筒(18)，产生的饱和蒸汽通过 出气口 (19)送往汽系统或进入过热器进一步提高蒸汽温度后送 往用汽系统。
其室燃强制循环热水锅炉水路，进水从进水管(38)进入进 水集箱(37)，通过连通管(36)进入立置锅壳(29)缓慢上升 通过上升管(24)进入后上横集箱(23)后又分别进入对流管束 (31)，侧墙管(25)、后墙管(27)并下降分别通过后墙管集箱 (39)，下侧小集箱(48)后由下小集箱(56)进入下纵中心集 箱(锅筒)(51)，再通过水冷壁管(13)和前墙管(7)上升至 纵置锅筒(集箱)(18)通过出水管(19)送往供热系统。
其室燃蒸汽锅炉水路，进水从进水管(38)进入进水集箱 (37)，通过连通管(36)进入立置锅壳(29)缓慢上升通过上 升管(24)进入给水集箱(63)通过给水管(62)均匀送入纵置 锅筒(18)，通过前下降管(59)和后下降管(64)下降到下纵 中心集箱(锅筒)(51)，再通过水冷壁管(13)和前墙管(7) 上升至纵置锅筒(18) —部分对流管束(31)后墙管(27)、侧 墙管(25)混合上升下降至纵置锅筒(18)和下纵集箱(51)， 使之产生的饱和蒸汽通过出气口 (19)送往用汽系统或进入过热 器进一步提高蒸汽温度后送往用汽系统。
其层燃锅炉烟路，煤炭燃烧的高温火焰经前、后拱(5) (8) 火口进入炉膛(12)，火焰上升向后下行冲刷对流管束(21)进 入扩大空间(燃烧室)(30)，再向后行冲刷对流管束(21) (31) 进入烟道(32)，向上行至墙管(25) (27)顶棚，向下进入螺纹 烟管(47)最后通过排烟口 (42)或者(57)排出。
其室燃锅炉烟路，气或油通过燃烧器(58)点燃进入炉膛(12) 向下后行，经下降管集箱或烟墙小横集箱(64) (65)下部烟窗 进入烟道(32)向上行至墙管(25) (27)顶棚，向下进入螺纹 烟管(47)最后通过排烟口 (57)排出。
权利要求
1、一种低排放高能效立置锅壳式水火管锅炉，包括纵置锅筒(18)，纵横集箱(2)(15)(14)(23)(33)立置锅筒(29)，螺纹烟管(47)，水冷壁管(13)，对流管束(21)(31)后墙管(27)，侧墙管(25)等构成。其特征是，水冷壁管(13)的上内端与纵置锅筒(18)纵向中心下部均布连接，其下端与下纵集箱(2)的上部中心纵向均布连接，前、后拱管(7)(9)的上端分别与前、后拱上横集箱(15)(14)的下部横向中心均布连接，其下端分别与前、后拱下横集箱(4)(34)的内侧横向连接。连通管(16)多根其上端离纵置锅筒(18)前端一段距离的下部径向连接，其下端与前拱上横集箱(15)的上部横向中心连接，连通管(3)的上端离前拱下横集箱(4)两端一段距离的下部中心连接。其下端与下纵集箱(3)的上部中心离前端一段距离连接。对流管束(21)的上前端与后拱上横集箱(14)的后部横向中心偏下径向连接，其下端与后拱下横集箱(33)的上部中心偏前径向连接。后拱管(9)的上端与后拱上横集箱(14)的下部横向中心连接，其下端与后拱管下横集箱的前部横向中心偏上径向连接。连通管(17)的上端与纵置锅筒(18)纵向侧中心以下连接，其下端与后拱上横集箱(14)的上部横向中心连接。
2、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是，立置锅壳(29)在锅炉尾端离后拱下横 集箱(33)—段距离，并将后墙管集箱(39),下侧小集箱(48)，后拱下横集箱(33)的整个水平面全部用耐火材料浇注构成 密封层(34)，使烟气进入进入烟道(32)后迫使向上流动立 置锅壳(29)的上端进入螺纹烟管(47)下行至排烟口 (42) 排出。后墙管(27)的上前端与后上横集箱(23)的后横中 心偏下径向连接，其下端与后墙管集箱(39)的上部横向中 心连接。上侧小集箱(26)的前端离后上横集箱(23)两端 一段距离的后部中心连接，侧墙管(25)的上端与上侧小集 箱(26)的下部纵向中心连接，其下端与下侧小集箱(48) 的上部纵向中心连接。对流管束(31)的上端与后上横集箱 (23)的前部横向中心偏下径向连接，其下端与后拱下横集 箱(33)的上部横向中心连接。连通管(36)的前端离立置 锅壳下端一段距离的后部中心连接，其后端与进水集箱(37) 的前部中心平行连接，进水管(38)与进水集箱(37)的后 部中心(33)安装一个或两个。
3、根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是，层燃强制循环热水锅炉水路五回程在纵 置锅筒(18)的纵向中心偏后只设一个隔板(20)，在隔板(20) 的后部水冷壁管(13)为下降管束，在隔板(20)前部水冷 壁管(13)为上升管束。室燃即燃气(油)强制循环热水锅 炉三回程无隔板。水冷壁管(13)全部为上升管束。
4、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是，强制循环热水锅炉，挡火墙(22)下端 对流管束来回弯处与对流管束(21)弯角紧靠不需专门构件 而自然构成支托挡火墙(22)的作用。
5、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是当锅炉安装在二层楼时，排烟口 (42)安 装在一层楼下部后侧，底部为烟尘沉降室(80)。当锅炉安装 在地坪上时，烟道进地沟，底部为烟尘沉降室(80)，后端垂 直向上为排烟口 (57)。
6、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是，强制循环热水锅炉后上横集箱(23)的 上部与纵置锅筒(18)紧靠不连通，只设一个排气性能的《 4>51的连通管。不同出力的上升水全部经过上升管(24)进入后 上横集箱(23)后全部通过与其连接的对流管束，墙管 (31)(25)(27)下降进入后拱下横集箱(33).蒸汽锅炉后上横集箱 (23)通连通管(60)与纵置锅筒(18)连通，使锅水下降或混合上 升。给水小集箱(63)的下部和后侧部与上升管(24)连接，其上部 与给水管(62)连接.
7、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是层燃过热蒸汽锅炉和分布式电站锅炉的过热 器(61)安装在燃尽室内；室燃即燃气(油)过热蒸汽和分布式电 站锅炉的过热器(61)安装在立置锅壳(29)和挡火墙(22)的中间。相变换热热水锅炉根据相变换热原理在纵置锅筒内安装 汽水换热管束或在锅筒顶部用多个连通管连通汽水换热器即可。
8、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是，强制循环热水锅炉其停电保护装置，由 前侧下降进水(68)，前下降管(69)，前下降出水(70)，后 下降出水(71)，后下降管(72)，闸阀(73) (74)，后下降 进水(75)，后下降管(76)，闸阀(77)，后下降进水(78)， 后侧下降出水(79)，构成停电后开启的锅水自然循环系统。 后上横集箱(23)和后横拱下横集箱(33)分别构成独立的 上升下降锅水循环系统。
9、 根据权利要求l所述的一种低排放高能效立置锅壳式水火 管锅炉，其特征是，在排烟口 (42)和(57)的前底部设有 烟尘沉降室(80)。根据不同燃料和不同介质，按照现有燃烧技术和阀门仪 表的设计即可。
全文摘要
一种低排放高能效立置锅壳式水火管锅炉，涉及三十大锅炉系列，即大中型水火管层燃散煤、型煤、生物质和室燃燃气、燃油；热水、蒸汽、相变换热热水和分布式热电联产锅炉。本发明由纵置锅筒、纵横集箱、水冷壁管、立置锅壳、螺纹烟管等构成。本发明改变了目前水火管锅炉的烟道走向，由纵向前后水平往返烟道改为横向上下垂直往返烟道。烟尘进入烟管前自然实现两次大扩容。立置锅壳全部裸露受热在锅炉尾部烟道中。同样的体积和耗钢量显著扩大了炉膛和烟道容积及辐射对流受热面积。燃煤热水全强制循环水路五回程只设一个隔板；燃气(油)全强制循环水路三回程无隔板。不仅根除了爆管和管板裂纹及烟管磨损，而且在排烟口的前底部设有烟尘沉降室，大幅度降低了烟尘的初始排放浓度。
文档编号F22B33/08GK101187467SQ200710130639
公开日2008年5月28日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年11月22日
发明者森 王 申请人:森 王