立式内管冷凝热水锅炉的制作方法

本实用新型涉及工业锅炉技术领域，具体涉及一种主要用于燃烧天然气的热水采暖系统中立式内管冷凝热水锅炉。

背景技术：

烧油、气锅炉烟气中含有大量水蒸气，其根据所燃烧天然气成分的不同体积含量大约12-19，锅炉烟气中水蒸气的露点温度在55-60℃之间，只有受热面壁温低于此温度时才会产生大量冷凝，冷凝锅炉就是利用高效的冷凝受热面来吸收高温烟气中的显热和水蒸气凝结所释放的潜热，以达到提高锅炉热效率的目的。冷凝锅炉具有高效节能环保的特点，是锅炉行业的发展方向。

在我国标准GB/T 3166-2004《热水锅炉参数系列》里，热水锅炉的额定出水/进水温度分别为95/70℃，如按上述参数运行，烟气温度必然高于70℃，高于烟气中水蒸气的露点温度，不可能发生冷凝，只有当进水温度低于60℃时才能发生冷凝，常规锅壳式锅炉因为没有空气预热器等低温受热面，无法实现真正的深度冷凝。

目前，小容量燃油燃气锅炉多为锅壳式锅炉。在锅壳式锅炉的设计过程中，为充分吸收高温烟气中的热量，在炉胆之后，增设回燃室和烟管，烟管多采用光管或螺纹管，其换热能力有限，不得不通过增加烟气流程、烟管管程长度和烟管根数来及提高烟气速度来达到降低排烟温度的目的，通常采用两回程烟管和三回程烟管布置方式。炉胆、回燃室以及烟管全部集中布置于锅筒内部，增大了锅壳直径，锅炉钢材耗量和制造难度大大增加。另外，为强化换热，通常采用较高的烟气速度，由于采用多回程布置，转弯太多，这些都增加了烟气阻力。增加了运行费用。

为克服上述缺点，有些锅壳式锅炉采用了由炉胆、回燃室、螺纹烟管组成的两回程锅炉，但是为了减小锅炉纵向长度增加了水管节能器和冷凝器，并放在锅炉本体之上，锅炉高度大为增加，为便于运输，节能器、冷凝器、连接锅炉本体的烟道在工厂内不安装，运到用户处后再吊装，增加了工作量。

由于上述原因，本发明人对现有的立式冷凝热水锅炉做了深入研究，希望设计出一种能够解决上述问题的立式内管冷凝热水锅炉。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种立式内管冷凝热水锅炉，该锅炉包括位于顶部的燃烧器和燃烧器下方的锅壳，在锅壳内部设置有炉胆，燃烧器和炉胆之间通过燃烧器接管相连；在所述锅壳下方设置有烟箱；所述炉胆与烟箱之间通过烟管相连；在所述烟箱内设置有空气预热器，所述空气预热器一端与风机相连，另一端与燃烧器相连，从而利用外界空气进一步冷却烟气，使其温度降低至冷凝点以下，而且能够通过该外界空气吸收利用烟气冷凝过程中释放的热量，提高设备整体的热效率，从而完成本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供以一种立式内管冷凝热水锅炉，该锅炉包括位于顶部的燃烧器1和燃烧器1下方的锅壳6，

在锅壳6内部设置有炉胆5，

燃烧器1和炉胆5之间通过燃烧器接管2相连；

所述炉胆与锅壳6下部的烟箱11之间通过烟管7相连；

在所述烟管7内部设置有内管8，在所述内管8的外壁上设置有针翅，内管8顶端与烟管7侧壁通过开孔连接，内管8底端与烟管7侧壁通过开孔连接，由此烟管7和内管8之间形成夹套空间，烟气流经该夹套空间，待加热水介质流经内管8内部；

在所述烟箱11内设置有空气预热器10，所述空气预热器 10一端与风机12相连，另一端与燃烧器1相连，

所述空气预热器10为管式换热器，由风机泵入的待预热的外界空气流动方向与烟气流动方向垂直，

所述烟箱11的底部向一侧倾斜，在其底部的最低处设置有冷凝水排放管14。

其中，在所述烟箱11临近冷凝水排放管14的侧壁上设置有二级排烟管16；

在所述二级排烟管16的外部套设有套管13，

所述套管13与二级排烟管16之间留有预定的间隙，

所述套管13与风机12相连。

其中，在锅壳6顶部与炉胆5顶部之间设置有拉撑杆4。

其中，所述烟管7有多条，彼此平行设置。

其中，在所述锅壳6上设置有出水管座3和进水管座15。

其中，通过所述进水管座15进入到锅壳6中待加热的水，流经烟管7的外部和内管8的内部，最终从出水管座3排出。

其中，在所述内管8的外壁上设置有针翅。

其中，针翅沿内管圆周方向均匀布置，

沿烟气流动方向从上到下，针翅的高度逐渐增加，针翅的设置密度逐渐增大。

根据本实用新型提供的锅炉烟气采用单流程，烟气阻力小；烟气与水逆流，换热效果好；烟气从上往下流动，与烟气中冷凝水流动同向，有利于破坏受热面表面的冷凝液膜，提高传热效果。由于烟气采用单流程和强化换热的内管受热面，锅炉直径和高度小，节省钢材，由于没有回燃室、前烟箱，烟管数量少，减少了制造工作量，锅炉整体出厂，运输、安装方便，占地面积小。锅炉本体、空气预热器、烟箱、出口烟道等部件之间可拆卸，便于检修。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的立式内管冷凝热水锅炉整体结构示意图；

图2示出图1中A-A截面结构示意图。

附图标号说明：

1-燃烧器

2-燃烧器接管

3-出水管座

4-拉撑杆

5-炉胆

6-锅壳

7-烟管

8-内管

9-支座

10-空气预热器

11-烟箱

12-风机

13-出口烟道

14-冷凝水排放管

15-进水管座

16-二级排烟管

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的立式内管冷凝热水锅炉，如图1和图2中所示，该锅炉包括位于顶部的燃烧器1和燃烧器1下方的锅壳6，

在锅壳6内部设置有炉胆5，

燃烧器1和炉胆5之间通过燃烧器接管2相连；

在所述锅壳6下方设置有烟箱11；

所述炉胆与烟箱11之间通过烟管7相连；

在所述烟箱11内设置有空气预热器10，所述空气预热器10 为管式换热器，由风机泵入的待预热的外界空气流动方向与烟气流动方向垂直；

所述空气预热器10一端与风机12相连，另一端与燃烧器1 相连，由于空气温度只有20℃，空气预热器受热面壁温大大低于烟气中水蒸气露点温度，真正实现了烟气的大量冷凝，被加热的空气有利于燃料的完全，燃烧提高了锅炉效率。

优选地，所述烟箱11的底部向一侧倾斜，在其底部的最低处设置有冷凝水排放管14。

优选地，在所述烟箱11临近冷凝水排放管14的侧壁上设置有二级排烟管16；

在所述二级排烟管16的外部套设有套管13，

所述套管13与二级排烟管16之间留有预定的间隙，

所述套管13与风机12相连。外界空气通过该间隙后由风机 12送入至空气预热器10，即在送入至空气预热器10以前由二级排烟管16做预热处理。

优选地，在锅壳6顶部与炉胆5顶部之间设置有拉撑杆4，用以固定炉胆5。

优选地，所述烟管7有多条，彼此平行设置，进一步优选地，所述烟管7有七条，其中一条位于中心处，其余六条环绕在其周围。

优选地，在所述锅壳6上设置有出水管座3和进水管座15 用以分别与热水管道相连。

优选地，在所述烟管7内部设置有内管8；

在所述内管8的上下两端共设置有两个开口，

所述两个开口都与所述烟管7的外部相连通。在所述烟管7 的外部仍然处于壳体6的内部，壳体6内部充满水，所以内管8 的内部也充满水。

优选地，通过所述进水管座15进入到锅壳6中待加热的水，流经烟管7的外部和内管8的内部，最终从出水管座3排出，从出水管座3排出的水经过与烟管7级炉胆5的充分换热后具有较高的温度，可以给暖气等设备供热。

优选地，在所述内管8的外壁上设置有针翅。

优选地，针翅沿烟管圆周方向均匀布置，

沿烟气流动方向从上到下，针翅的高度逐渐增加，针翅的设置密度逐渐增大。烟气流过针翅时，由于针翅的阻挡，有一部分烟气垂直吹向烟管内壁，使烟管内壁气流处于紊流状态，强化了烟管的换热。强化换热的内管受热面是一种高效传热管，其针翅在扩大传热面积的同时，不断破环边界层，增强烟气的紊流度从而提高传热系数，使锅炉体积减小。

优选地，该锅炉还包括位于锅壳6下方的支座9。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。