涡管锅炉换热器及其运作方法与流程

本发明涉及一种换热器，特别是涉及一种涡管锅炉换热器及其运作方法。

背景技术：

根据国家标准和行业标准的要求，锅炉元件金属材料及其焊接材料在使用条件下应当具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗疲劳性能；经过设计研究试验，悬吊自由热膨胀结构可以为换热器与燃烧室在燃烧过程中的金属结构热膨胀收缩留有足够空间，极大减小热膨胀收缩对锅炉整体结构与传热效率的影响，达到专利发明的目的；目前国内外的工业锅炉均没有采用类似本专利技术的先例；传统的蒸汽锅炉燃烧室采用刚性焊接方式，燃烧室的热膨胀收缩由波纹炉胆吸收；波纹炉胆波形结构作为弹性元件，大约已有一百余年的历史，它主要用于液压、气压敏感元件及热膨胀缓冲部件，该部件直接受到高温火焰的辐射和高温烟气的冲刷，大多数锅炉厂均采用此方法；由于旋压设备都是自制的工装设备，没有标准化，各种操作仍采取手工的方式，所以产品质量参差不齐；传统锅炉换热器和燃烧室与锅炉底部之间采用紧固件或支撑件以焊接连接等方式固定，一定程度上限制了换热器与燃烧室在温度变化情况下的自由膨胀伸缩空间，造成局部金属疲劳或变形，影响锅炉的使用寿命与维修成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种涡管锅炉换热器及其运作方法，其能够仅在锅炉顶部与锅炉一侧烟气出口处对换热器与燃烧室进行固定焊接，在锅炉另一侧与底部完全悬吊，为换热器与燃烧室的热膨胀收缩留出充足空间，提高使用寿命，降低维修成本。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种涡管锅炉换热器，其包括顶板、外壳、底板、固定环、烟气出口、换气口、进水口、出气口、换热器本体，顶板与外壳的一端固定，底板与外壳的另一端固定，换热器本体与顶板固定，换热器本体位于顶板和底板之间，固定环、烟气出口、换气口、进水口和出气口全都与顶板固定，烟气出口位于两个固定环之间，换气口位于烟气出口的上方，进水口位于换气口的右侧，出气口位于进水口的右侧。

优选地，所述外壳设有隔热膜。

优选地，所述进水口设有过滤网。

本发明还提供一种涡管锅炉换热器的运作方法，其包括如下步骤：

步骤一，将不锈钢板卷成圆筒状并焊接对接缝，制作成换热器内壳，并在下部开一个口，再把钢条焊接在换热器内壳上；

步骤二，将对应型号的钢管与同等直径的度和度短半径弯管焊接作为燃烧室，再将燃烧室焊接在内壳下部开口处，换热器制作完毕；

步骤三，选取一块圆形不锈钢板作为顶板，并焊接固定环、烟气出口、换气口、进水口、出气口；

步骤四，把步骤三制作好的顶板与步骤二制作好的换热器进行焊接，并将烟气出口与锅炉外壳焊接；

步骤五，将锅炉配套设备安装在外壳的周围，并检查所有焊接是否固定牢靠，测试整体运转有没有故障；

步骤六，在换热器的燃烧室内加入燃烧物，在水侧里加足量的冷水没过，点燃燃烧物，开始加热，燃烧产生的高温烟气在换热器内的烟气侧流动；

步骤七，换热器内的烟气和自身燃烧的热量传递到冷水中，加热冷水至沸腾，沸腾产生的热气输送给工业使用，无用的烟气从烟气出口排出。

优选地，所述步骤二所使用的钢管是厚度为9.525mm的不锈钢管。

优选地，所述步骤四顶板和换热器焊接时增加了加强板。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够仅在锅炉顶部与锅炉一侧烟气出口处对换热器与燃烧室进行固定焊接，在锅炉另一侧与底部完全悬吊，为换热器与燃烧室的热膨胀收缩留出充足空间，提高使用寿命，降低维修成本。

附图说明

图1为本发明整体的示意图。

图2为本发明顶板的俯视图。

图3为本发明加工设备示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1至图2所示，本发明涡管锅炉换热器包括顶板1、外壳2、底板3、固定环4、烟气出口5、换气口6、进水口7、出气口8、换热器本体9，顶板1与外壳2的一端固定，底板3与外壳2的另一端固定，换热器本体9与顶板1固定，换热器本体9位于顶板1和底板3之间，固定环4、烟气出口5、换气口6、进水口7和出气口8全都与顶板1固定，烟气出口5位于两个固定环4之间，换气口6位于烟气出口5的上方，进水口7位于换气口6的右侧，出气口8位于进水口7的右侧。

外壳2设有隔热膜，减少内部热量的损失，提高热量的循环使用。

进水口7设有过滤网，将外界的一些杂质完全过滤，防止破坏内部结构。

本发明还提供一种涡管锅炉换热器的运作方法，其包括如下步骤：

步骤一，将不锈钢板卷成圆筒状并焊接对接缝，制作成换热器内壳，并在下部开一个口，再把钢条焊接在换热器内壳上；

步骤二，将对应型号的钢管与同等直径的45度和90度短半径弯管焊接作为燃烧室，再将燃烧室焊接在内壳下部开口处，换热器制作完毕；

步骤三，选取一块圆形不锈钢板作为顶板，并焊接固定环、烟气出口、换气口、进水口、出气口；

步骤四，把步骤三制作好的顶板与步骤二制作好的换热器进行焊接，并将烟气出口与锅炉外壳焊接；

步骤五，将锅炉配套设备安装在外壳的周围，并检查所有焊接是否固定牢靠，测试整体运转有没有故障；

步骤六，在换热器的燃烧室内加入燃烧物，在水侧里加足量的冷水没过，点燃燃烧物，开始加热，燃烧产生的高温烟气在换热器内的烟气侧流动；

步骤七，换热器内的烟气和自身燃烧的热量传递到冷水中，加热冷水至沸腾，沸腾产生的热气输送给工业使用，无用的烟气从烟气出口排出。

本发明的工作原理如下：在锅炉中加入冷水，燃烧室开始加热，产生的热空气通过换热器传递到锅水中，将水加热至沸腾；涡管锅炉的燃烧室与换热器部分采用首创的悬吊自由热膨胀结构；燃烧室整体浸没在锅水中且换热器底部与锅炉底部无任何接触，使换热器与燃烧室在水冷介质中无阻尼自由膨胀；是一项锅炉技术的创新发明；本发明仅在锅炉顶部与锅炉一侧烟气出口处对换热器与燃烧室进行固定焊接，在锅炉另一侧与底部完全悬吊，为换热器与燃烧室的热膨胀收缩留出充足空间；顶板用于焊接换热器，换热器用于转换热量，由换热器构成燃烧室与烟气通道，实现全浸入式设计，有效降低锅炉外壳温度，提高换热效率，且底部悬空自由膨胀；固定环用于定位顶板的位置，烟气出口用于排放烟尘，换气孔用于更换内部空气，进水口用于添加冷水，出气口用于排出加热好的蒸汽，这样便于达到最好的加热效果，提供了膨胀伸缩空间，提高了使用寿命，降低了维修成本。

步骤二所使用的钢管是厚度为9.525mm的不锈钢管，导热速度快，分布均匀，结构牢固。

步骤四顶板和换热器焊接时增加了加强板，顶板作为换热器的受力支撑体，增加了它的牢固度。

本发明涡管锅炉换热器的制备工艺包括如下生产步骤：

步骤101，采用固定座122、固定轴121、转轴123、驱动器124、滑块125、滑轨126、底座127，固定轴121采用不锈钢板，其一端安装在固定座122上，不锈钢板的另一端与驱动器124之间通过转轴123转动连接，驱动器124位于滑块125上，滑块125与滑轨126滑动连接，滑轨126固定在底座127上。驱动器驱动转轴转动将不锈钢板卷成桶状，形成基于悬吊式热膨胀的换热器的基本结构制作第二壳体，使用卷板机将不锈钢板卷成桶状，并焊接第二对接缝，作为换热器内壳的第二壳体；

步骤102，制作轨道连接条，轨道连接条由钢条制成，在第二壳体上将钢条使用机床卷绕并焊接在第二壳体上；其中连接条之间的间距可通过机床卷绕的速度和一开始设置的连接条的倾斜角度进行调整。

步骤103，制作烟气出口，使用切割机在第二壳体的下端切割出一个圆形孔洞，作为烟气出口，完成外壳的制作；

步骤104，制作第一壳体，选择另一块不锈钢板按照轨道连接条的位置切割出相应的轨道，使用卷板机将不锈钢板卷成桶状，并焊接第一对接缝；

步骤105，制作连接孔，使用切割机在第一壳体的上半部分切割出一个圆形孔洞，作为连接孔；

步骤106，制作燃烧室，使用钢管作为管道，将对应型号的钢管与同等直径的第一短半径弯管、第二短半径弯管焊接作为燃烧室，钢管上端作为管道连接口，再将燃烧室焊接在内壳下部的烟气出口处，完成内壳的制作；

步骤107，卷绕，将制作完成的内壳、外壳通过轨道连接条、轨道卷绕在一起，完成基于悬吊式热膨胀的换热器的制作。

综上所述，本发明能够仅在锅炉顶部与锅炉一侧烟气出口处对换热器与燃烧室进行固定焊接，在锅炉另一侧与底部完全悬吊，为换热器与燃烧室的热膨胀收缩留出充足空间，提高使用寿命，降低维修成本。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。