强制循环燃煤粉热水锅炉的制作方法

本方案涉及29MW燃煤粉热水锅炉，具体为一种强制循环燃煤粉热水锅炉。

背景技术：

现有的燃煤粉热水锅炉本体内管束复杂，不利于密封，使得炉墙采用笨重的耐火和保温砖墙，由345mm耐火砖砌筑，质量较重；钢架设计需考虑锅炉本体及炉墙总重，要求具有一定的承受力，使得锅炉总钢耗量在140吨；锅筒给水后依靠多排下降管到下降管集箱，再由下降管集箱分为多条水回路到各受热面，水流程复杂；锅炉采用单锅筒立式结构，设计高度在18m且没有落灰斗，不易于煤粉燃烧后灰渣清除。

技术实现要素：

本方案的目的是提供一种强制循环燃煤粉热水锅炉。

本方案的目的是由以下技术方案实现的：一种强制循环燃煤粉热水锅炉，它包括锅炉本体和混合集箱，设置于锅炉本体一端的燃烧器，其特征是锅炉本体包括炉膛、出水集箱、连接炉膛和出水集箱的连接管系、炉墙；炉膛是由炉膛前墙、炉膛后墙、炉膛左炉壁、炉膛右炉壁、炉膛顶炉壁和炉膛底炉壁围合而成。炉膛左炉壁和炉膛顶炉壁构成炉膛左墙，炉膛左墙是由若干根折弯的L形光管并列排布且相邻的L形光管之间通过扁钢焊接在一起组成的整块膜式水冷壁受热面。炉膛右炉壁和炉膛底炉壁构成炉膛右墙，炉膛右墙也是由若干根折弯的L形光管并列排布且相邻的L形光管之间通过扁钢焊接在一起组成的整块膜式水冷壁受热面。炉膛左墙和炉膛右墙相对布置且与炉膛右上集箱和炉膛左下集箱焊接组成框架式结构，炉膛右上集箱和炉膛左下集箱与炉膛左墙和炉膛右墙的光管连通形成水循环通道。

本方案的具体特点还有，炉墙为轻型炉墙，在不与烟气接触的锅炉本体上直接包裹硅酸铝纤维板，在与烟气接触的锅炉本体上先浇筑80mm厚的耐火混凝土后包裹硅酸铝纤维板；在硅酸铝纤维板的外面再包覆护板，采用轻质材料硅酸铝纤维板，制作简单、安装快、造价低，且锅炉启动运行炉墙的蓄热量小，锅炉保温性能好，热损失小。

炉膛前墙和炉膛后墙采用膜式水冷壁结构，即由若干根光管并列排布，在相邻的两根光管之间焊接扁钢，组成整块的膜式水冷壁结构，这种结构的水冷壁受热面密封性能好，炉膛横截面积大，容积大，热损失小，利于炉膛火焰燃烧的同时减少热损失，进而提高锅炉热效率。

炉膛前墙包括前墙膜式水冷壁以及与前墙膜式水冷壁连通的炉膛前墙上集箱和炉膛前墙下集箱，在前墙膜式水冷壁中央通过设置前墙中间跳管预留有燃烧器接口孔，在前墙膜式水冷壁的右上方设置有前墙右上跳管，在前墙膜式水冷壁的左下方设置有前墙左下跳管，是为了便于安装炉膛右上集箱、炉膛左下集箱。

炉膛后墙包括后墙膜式水冷壁以及与后墙膜式水冷壁连通的炉膛后墙上集箱和炉膛后墙下集箱，在后墙膜式水冷壁中央通过设置后墙中间跳管预留有炉膛烟气出口，在后墙膜式水冷壁的右上方设置有后墙右上跳管，在后墙膜式水冷壁的左下方设置有后墙左下跳管，是为了便于安装炉膛右上集箱、炉膛左下集箱。

炉膛左墙由若干折弯的L形光管并列排布且光管之间焊接扁钢组成整块膜式水冷壁受热面，炉膛右墙也是由若干折弯的L形光管并列排布且光管之间焊接扁钢组成整块膜式水冷壁受热面。不仅可以作为水循环通道，而且还是锅炉支撑框架的一部分，利于水循环的同时可以承受锅炉本体自身的重量，满足锅炉本体承压，抗震性好，无需钢架结构。同时，L形相对布置的结构使得左右墙可以共用集箱，减少了集箱数量且便于安装。

在炉膛右上集箱的内部设置有两块上隔板将炉膛右上集箱的内腔分为独立的三段。在炉膛左下集箱的内部设置有两块下隔板将炉膛右下集箱的内腔分为独立的三段，且上隔板和下隔板上下交错分布使炉膛左墙和炉膛右墙分隔成5片膜式壁且在内腔形成上下S形循环通道，利于炉膛左墙和炉膛右墙内部介质水形成循环通道。

锅炉本体和混合集箱之间的水循环通路为：锅炉给水与回水在混合集箱中混合后，依次经二级省煤器的水循环通道、一级省煤器的水循环通道后，分两路进入锅炉本体的水循环通道：一路到炉膛后墙下集箱经膜式水冷壁到炉膛后墙上集箱，再由炉膛后墙上集箱经第一连接管到炉膛右上集箱,炉膛右上集箱经第二连接管到出水集箱；另一路到炉膛左下集箱后，经第三连接管到炉膛前墙下集箱，再由炉膛前墙下集箱经膜式水冷壁到炉膛前墙上集箱，炉膛前墙上集箱经第四连接管到出水集箱,出水集箱出水形成回水循环流入混合集箱。

第一连接管、第二连接管、第三连接管及第四连接管连接锅炉本体七个集箱，促进水循环。在炉膛右上集箱的外侧并联设置有右上集箱侧连接管，在炉膛左下集箱外侧并联设置有左下集箱侧连接管，是为了更好的促进集箱内部介质在给水泵压力下顺向流动，避免形成死水。

煤粉炉燃烧易结渣，在炉膛底炉壁的下方设置有落灰斗，在炉膛底炉壁位于落灰斗上方的光管之间保留落灰通道。

在锅炉本体的烟气出口设置有一级省煤器，在一级省煤器后的烟道底部设置有落灰斗，烟道在位于落灰斗上方先向上延伸，然后拐头向下呈n字形布置并连接脱硝装置与二级省煤器。

在一级省煤器前与二级省煤器前的烟道上均设置有吹灰装置，利于保持受热面清洁。煤粉及空气经燃烧器在炉膛内燃烧后，烟气依次经锅炉本体、一级省煤器、脱硝装置、二级省煤器完成传热过程。

本方案的有益效果是：

1）锅炉本体密封性能好。锅炉本体四面采用膜式壁，气密性好，大大减少炉膛漏风，甚至可以采用微正压燃烧，膜式壁蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却快，可缩短启动和停炉时间，提高锅炉热效率。

2）简化炉墙结构。膜式壁具有良好的密封性，使得锅炉对炉墙密封性要求不高，故炉墙可采用轻质材料硅酸铝纤维板。锅炉启动运行时，这种轻型炉墙的蓄热量小，锅炉保温性能好，热损失小。

3）节省钢材。整个锅炉本体由集箱及膜式壁组成的框架式结构和刚性梁承重，抗震性好，无需在钢架上考虑受力进行特殊设计，同时L形左右墙膜式壁相对布置，可以使左右墙共用集箱，使得锅炉总钢耗量不到90吨。

4) 独特的水循环回路安全可靠。锅炉本体集箱间设置多段连接管且左右墙上下集箱内部设置隔板，在锅炉本体内形成独特的S形水循环回路。

5）维护方便，节能环保。锅炉采用卧式结构，设计总高度不到8m，煤粉燃烧后灰渣垂直落下高度大大减小，炉膛底部设置落灰装置便于清灰，同时布置吹灰装置，保持受热面清洁，提高燃料燃烧效率。在一级省煤器与二级省煤器之间的400℃左右烟道段加装SCR脱硝装置，有效防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境。

附图说明

图1是锅炉结构主视图；图2是图1的A-A剖视图； 图3是炉膛前墙；图4是炉膛后墙；图5是图1的B-B剖视图；图6是图5的C向结构示意图；图7是第一至五膜式壁连通关系框图；图8是锅炉水流程图；图9是水流程框图。

图中：1-燃烧器；2-锅炉本体；3-一级省煤器；4-脱硝装置；5-二级省煤器；6-落灰斗；7-吹灰管；8-炉膛前墙；9-炉膛后墙；10-炉膛左墙；11-炉膛右墙；12-前墙膜式水冷壁；13-炉膛右上集箱；14-炉膛左下集箱；15-隔板装置；16-混合集箱；17-出水集箱；18-第一连接管；19-右上集箱侧连接管；20-左下集箱侧连接管；21-第二连接管；22-第三连接管；23-第四连接管；24-炉膛前墙下集箱；25-炉膛前墙上集箱；26-炉膛后墙上集箱；27-炉膛后墙下集箱；28-后墙膜式水冷壁；29-前墙中间跳管；30-燃烧器接口孔；31-前墙右上跳管；32-前墙左下跳管；33-后墙中间跳管；34-炉膛烟气出口；35-后墙右上跳管；36-后墙左下跳管；37-下隔板。

具体实施方式

如图1所示，一种强制循环燃煤粉热水锅炉，它包括锅炉本体2和混合集箱16，设置于锅炉本体2一端的燃烧器1，锅炉本体2包括炉膛、出水集箱17、连接炉膛和出水集箱17的连接管系、包覆在锅炉本体2外面的炉墙。炉膛是由炉膛前墙8、炉膛后墙9、炉膛左炉壁、炉膛右炉壁、炉膛顶炉壁和炉膛底炉壁围合而成。其中，炉膛左炉壁和炉膛顶炉壁构成炉膛左墙10，炉膛左墙10是由若干根折弯的L形光管并列排布且相邻的L形光管之间通过扁钢焊接在一起组成的整块膜式水冷壁受热面。炉膛右炉壁和炉膛底炉壁构成炉膛右墙11，也是由若干根折弯的L形光管并列排布且相邻的L形光管之间通过扁钢焊接在一起组成的整块膜式水冷壁受热面。炉膛左墙10和炉膛右墙11相对布置且与炉膛右上集箱13和炉膛左下集箱14焊接组成框架式结构，炉膛右上集箱13和炉膛左下集箱14与炉膛左墙10和炉膛右墙11的光管连通形成水循环通道。

炉墙为轻型炉墙，在不与烟气接触的锅炉本体2上直接包裹硅酸铝纤维板，在与烟气接触的锅炉本体2上先浇筑80mm厚的耐火混凝土后包裹硅酸铝纤维板；在硅酸铝纤维板的外面再包覆护板，采用轻质材料硅酸铝纤维板，制作简单、安装快、造价低，且锅炉启动运行炉墙的蓄热量小，锅炉保温性能好，热损失小。

如图2所示，炉膛前墙8、炉膛后墙9采用膜式水冷壁结构，即若干根光管并列排布，在相邻的两根光管之间焊接扁钢，组成整块的膜式水冷壁结构，这种结构的水冷壁受热面，密封性能好，炉膛横截面积大，容积大，热损失小，利于炉膛火焰燃烧的同时减少热损失，进而提高锅炉热效率。

如图3所示，炉膛前墙8包括前墙膜式水冷壁12以及与前墙膜式水冷壁12连通的炉膛前墙上集箱25和炉膛前墙下集箱24，在前墙膜式水冷壁12中央通过设置前墙中间跳管29预留有燃烧器接口孔30，在前墙膜式水冷壁12的右上方设置有前墙右上跳管31，在前墙膜式水冷壁12的左下方设置有前墙左下跳管32，是为了便于安装炉膛右上集箱13、炉膛左下集箱14。

如图4所示，炉膛后墙9包括后墙膜式水冷壁28以及与后墙膜式水冷壁28连通的炉膛后墙上集箱26和炉膛后墙下集箱27，在后墙膜式水冷壁28中央通过设置后墙中间跳管33预留有炉膛烟气出口34，在后墙膜式水冷壁28的右上方设置有后墙右上跳管35，在后墙膜式水冷壁28的左下方设置有后墙左下跳管36，是为了便于安装炉膛右上集箱13、炉膛左下集箱14。

如图5和图6所示，炉膛左墙10由若干折弯的L形光管并列排布且光管之间焊接扁钢组成整块膜式水冷壁受热面，炉膛右墙11也是由若干折弯的L形光管并列排布且光管之间焊接扁钢组成整块膜式水冷壁受热面。不仅可以作为水循环通道，而且还是锅炉支撑框架的一部分，利于水循环的同时可以承受锅炉本体自身的重量，满足锅炉本体承压，抗震性好，无需钢架结构。同时，L形相对布置的结构使得左右墙可以共用集箱，减少了集箱数量且便于安装。

如图6和图7所示，在炉膛右上集箱13的内部设置有两块上隔板15将炉膛右上集箱的内腔分为独立的三段，即炉膛右上集箱左腔室、炉膛右上集箱中间腔室、炉膛右上集箱右腔室。在炉膛左下集箱14的内部设置有两块下隔板37将炉膛右下集箱的内腔分为独立的三段，即炉膛左下集箱左腔室、炉膛左下集箱中间腔室、炉膛左下集箱右腔室。同时，上隔板15和下隔板37上下交错分布使炉膛左墙和炉膛右墙分隔成5片膜式壁且在内腔形成上下S形循环通道，利于炉膛左墙和炉膛右墙内部介质水形成循环通道。即如图7所示的第一至第五膜式壁和炉膛右上集箱13和连通左下集箱14的连通关系。

如图8和图9所示为锅炉本体和混合集箱之间的水循环通路为：锅炉给水与回水在混合集箱16中混合后，依次经二级省煤器5的水循环通道、一级省煤器3的水循环通道后，分两路进入锅炉本体2的水循环通道：一路到炉膛后墙下集箱27经后墙膜式水冷壁28到炉膛后墙上集箱26，再由炉膛后墙上集箱26经第一连接管18到炉膛右上集箱13,炉膛右上集箱13经第二连接管21到出水集箱17；另一路到炉膛左下集箱14后，经第三连接管22到炉膛前墙下集箱24，再由炉膛前墙下集箱24经前墙膜式水冷壁12到炉膛前墙上集箱25，炉膛前墙上集箱25经第四连接管23到出水集箱17,出水集箱17出水形成回水循环流入混合集箱16。

第一连接管18、第二连接管21、第三连接管22及第四连接管23连接锅炉本体七个集箱，促进水循环。在炉膛右上集箱13的外侧并联设置有右上集箱侧连接管19，在炉膛左下集箱14外侧并联设置有左下集箱侧连接管20，是为了更好的促进集箱内部介质在给水泵压力下顺向流动，避免形成死水。

煤粉炉燃烧易结渣，在炉膛底炉壁的下方设置有落灰斗6，在炉膛底炉壁位于落灰斗6上方的光管之间保留落灰通道，在炉膛出口与一级省煤器3之间烟道底部以及一级省煤器3后烟道段底部设置落灰斗6，便于炉膛内灰渣通过光管之间间隙落入落灰斗6。

在一级省煤器3前与二级省煤器5前的烟道上均设置有吹灰装置7，利于保持受热面清洁。

在锅炉本体2的烟气出口设置有一级省煤器3，在一级省煤器3后的烟道底部设置有落灰斗6，烟道在位于落灰斗6上方先向上延伸，然后拐头向下呈n字形布置并连接脱硝装置4与二级省煤器5。

如图1所示，煤粉及空气经燃烧器1在炉膛燃烧后，烟气依次经锅炉本体2、一级省煤器3、脱硝装置4、二级省煤器5完成传热过程。

一级省煤器3与二级省煤器5之间的烟道段烟温在400℃左右，便于加装脱硝装置4，可以将烟气中的NO_X经催化剂作用，由NH₃ 将NO_X还原成无害的N₂和H₂O，无副产物，不形成二次污染。此种锅炉结构具有可靠的燃烧系统，同时可以减少环境污染。