卧体冷凝式型煤采暖炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种民用采暖炉具，具体地说是一种卧体冷凝式型煤采暖炉。
【背景技术】
[0002]2013年国务院发布大气治理文件，简称为“大气十条”，其中第一条是减少污染物排放。通过全面整治燃煤小锅炉、提高小型燃煤锅炉高效燃烧等技术水平等手段，逐步消除重污染天气。占我国能源消费总量比重最大的煤炭一次次地被推到风口浪尖上，成为众矢之的。然而，由于部分地区“煤改气”改造过于集中，加剧了供需矛盾的显现。一些工业企业原本计划作“煤改气”环保改造，但由于气源紧张，只能暂时搁浅，给居民生活带来了严重的负面影响。
[0003]依靠调整能源结构治理雾霾的措施固然没错，但中国在相当长时期内仍无法改变煤炭在一次能源供应中的所占比重。为此，下大力气推进洁净煤技术，以最大限度减少煤炭对环境的破坏才是根本之策。
[0004]减少污染物的排放。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，以消耗资源为代价的传统发展模式已经难以为继，转变发展方式已成为当务之急。一方面，企业要加快产业结构的调整，能源结构调整，努力推进清洁生产，使用天然气、太阳能等清洁能源，少排放或不排放废气，从而实现节能减排。另一方面，大力推广高效低排放炉灶炕是改善雾霾天气的重要措施。专家指出，目前我国农村地区约有2.26亿农户采用炉灶炕，以满足冬季采暖、炊事需要。每年消耗农作物秸杆、薪柴及煤炭折合8亿吨标准煤。因此在我国北方农村地区实施煤炭消费的总量控制、大力推广高效低排放炉灶炕，是改善北方地区雾霾天气的重要措施。专家建议，在雾霾天气重灾区的城乡结合部、农村等地区，应对现有燃煤炉具、采暖炉及2吨以下非集中供热锅炉实施更新换代工程，并结合推广应用优质无烟型煤、低硫型煤及生物质成型燃料，同时，在重点村镇实施清洁能源替代区域，集中推广优质型煤供热锅炉。
[0005]民用采暖炉燃用型煤可以大量减少大气污染。与燃烧原煤相比，SO2排放量降低40%?60%左右，NO2排放量降低40%左右，烟尘排放减少约60%，强致癌物(Bap)减少50%以上，具有明显的环保效果。型煤在加工过程中加入固硫剂、粘合剂，可以使S02的排放量减少40%?50%，同时也可以减少固体粉尘的排放量。此外，型煤可使用工业废料和农业废料作粘合剂，变废为宝，减少了三废排放。
[0006]现有炉具主要是吸热面积设计较小，排烟温度较高。吸热体主体结构为烟道气与水流动方向为顺流，多采用两回程或三回程，如果降低排烟温度，则结构会更加复杂，需大大提高钢材用量，造成成本提高性价比降低。现有家用采暖炉不适宜燃烧无烟型煤，因为如果要想型煤充分燃烧，必须降低采暖炉的烟尘初始排放浓度，所燃用的型煤必须有热稳定性。然而，如果要求型煤具有较高的热稳定性，用现有的普通采暖炉是不可能烧透的，也就不可能达到采暖炉的额定出力，依靠化学添加剂技术也不能从根本解决这一问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是提供一种卧体冷凝式型煤采暖炉，以解决现有采暖炉因只能燃烧烟煤使得烟尘排放量大和热效率较低的问题。
[0008]本发明是这样实现的:一种卧体冷凝式型煤采暖炉，在卧式炉体中设置有炉膛，在炉膛下部设置有炉箅和储灰室，在炉膛周边设置有由炉前壁水套层、炉侧壁水套层和炉后壁水套层合围而成的炉膛水套，其特征是，在所述炉膛内部设置有与所述炉后壁水套层平行设置的夹壁水套层，在所述夹壁水套层与所述炉后壁水套层之间设置有与炉膛相通的高温室和位于所述高温室下部并与之相通的烟气分流腔。
[0009]在所述炉体的两侧分别设置有换热器，所述换热器包括:横置于炉体两侧的上层冷凝器和下层冷凝器，包覆所述上层冷凝器和所述下层冷凝器的箱式水套，设置在所述炉体前端的连通箱，以及设置在所述炉体后端的出烟箱；所述上层冷凝器的后端与所述烟气分流腔相连通，所述上层冷凝器的前端和所述下层冷凝器的前端分别与所述连通箱相连通，所述下层冷凝器的后端与所述出烟箱相连通，在所述出烟箱上开有烟@接口。
[0010]所述夹壁水套层的两侧分别通过上端的上连通口和下端的下连通口与所述炉侧壁水套层相连通。
[0011]在所述炉体的顶层设置有炉顶水套层，所述炉顶水套层分别与所述炉前壁水套层、所述炉侧壁水套层、所述炉后壁水套层相连通，在所述炉顶水套层上接有出水口。
[0012]在所述连通箱和所述出烟箱上分别设置有清除烟灰用的箱门，在所述连通箱和所述出烟箱的底部分别开有冷凝水排出管口。
[0013]所述上层冷凝器略向前下方倾斜，所述下层冷凝器略向后下方倾斜。
[0014]所述上层冷凝器为间壁式冷凝器和/或管板式冷凝器。
[0015]所述下层冷凝器为间壁式冷凝器和/或管板式冷凝器。
[0016]所述间壁式冷凝器是用人字形波纹不锈钢板焊接而成的、截面为矩形的长条状箱体，所述箱体为上下并置和/或横向并置的2?8个。
[0017]所述管板式冷凝器是由纵向单层或双层排布的不锈钢列管与两端端板上对应的预留孔焊接而成。
[0018]本发明采暖炉采用双循环、二回程的设计结构，卧式炉体的左右两侧分别设置换热器，在换热器内设计安装有冷凝器。冷凝器可以是间壁式冷凝器和/或管板式冷凝器。在实际制作时，炉体内的间壁式冷凝器和管板式冷凝器可以分别安装或混装，一般是根据燃料的品种和烟气温度具体设计。
[0019]间壁式冷凝器安装在换热器内，在箱体内走火，在箱体外走水。管板式冷凝器使用不锈钢冷凝管。冷凝管可以是圆形管、方形管、长方形管、棱形管等各种管型。冷凝管的数量根据采暖炉的功率大小计算设计安装。冷凝管排列方式根据采暖炉的功率大小，设计有单排、双排和多排，无论使用那种型号的冷凝管，管内走火，管外走水，属于火管。冷凝管为不锈钢材制作，冷凝管和端板焊接在一起，形成冷凝器。冷凝器分为两个、四个或多个单元块，在卧式炉体左右两侧的箱式水套内呈平行排列。当燃煤在炉膛内焚烧后，烟气顺着炉膛顶部后侧的排烟口进入高温室，经烟气分流腔分流到上层冷凝器内，烟气在上层冷凝器内运行到炉体前部的连通箱内，顺着连通箱向下运行，进入下层冷凝器内，烟气在下层冷凝器内运行到炉体后部的出烟箱内，最后从与出烟箱相接的烟囱排出。烟气从炉膛经排烟口、高温室、烟气分流腔、上层冷凝器、连通箱和下层冷凝器往复运行，最后从卧式炉体底部靠近进水口处的水温最低处的出烟箱排出，此处的烟囱排烟温度可降低到50°C?70°C。
[0020]本发明采暖炉左右两侧壁面上设计有换热器，换热器是在箱式水套内设置有冷凝器，冷凝器分为间壁式冷凝器和管板式冷凝器，在炉体左右两侧设置，节约了材料，缩小炉具体积，减少了占地面积。间壁式冷凝器和管板式冷凝器通过连通箱相连通，烟气顺着间壁式冷凝器和管板式冷凝器运行，完成换热回程，实现烟气与水的错流冷凝换热，冷凝后的烟气顺着烟囱排出炉体。
[0021]本发明采暖炉具有较高的炉膛温度，比普通采暖炉烟囱排烟温度低350°，炉膛燃烧温度高350°，可以燃烧焦炭，因此燃烧型煤具有较大优势，为推广型煤提供了先进的炉具，可以从源头上解决民用炉具燃煤硫化物排放问题，改善大气环境，解决由于燃烧烟煤燃料带来的酸雨对农业的危害和雾霾天气的形成。此外，如果推广使用卧体冷凝式型煤采暖炉，还可以降低对型煤的煤质要求，也就同时降低了对其原料煤的煤质要求，提高了推广使用型煤的经济性。卧体冷凝式型煤采暖炉热效率可达85%，比目前市场上流通的普通30%热效率的采暖炉的热效率有大幅提高，再加上型煤本身具有60%的脱硫率。如果使用卧式冷凝型煤式采暖炉为载体，配以型煤为燃料，民用炉具可减少220%?290%硫化物排放，清洁型煤对大气的污染，可以忽略不计。如果在全国推广使用，可以解决民用炉具燃烧烟煤带来的对大气污染问题，有利于对雾霾天气的治理。
[0022]本发明采暖炉可使用三种燃料一无烟块煤、无烟型煤和生物质压块。我国农民取暖做饭多以煤和柴禾为燃料，本发明采暖炉就是针对农民生活习惯，为民所用，研究农民冬季采暖、炊事的炉具，解决农民冬季采暖时能源浪费问题。
[0023]本发明采暖炉适用于无烟型煤，实验显示，优质无烟型煤含硫量低于0.3%，发热量在5500大卡以上，燃烧时间可延长一倍。与燃烧等量烟煤相比，可减少排放烟尘86%、二氧化硫62%、氮氧化物35%，减排效果极其明显。
[0024]本发明属热水采暖用炉，采用冷凝换热技术，对采暖炉的烟气进行冷凝换热，使外逸烟气中的有毒有害物质冷凝在逸出烟@之前，使采暖炉具有了环保性能。此举既提高了采暖炉的热效率，又可大幅度降低排烟温度，防止排放黑烟，降低了对环境的污染，达到了环保排放要求，能够最大限度地利用能源，由于内水套工作在封闭状态下，燃料在内水套中呈封闭状态下燃烧，冷凝器镶嵌在箱式水套内，燃料在内水套燃烧做功后，烟气直接进入冷凝器，既节约了材料，又科学地利用了烟能，经过燃烧的烟气直接进入镶嵌在箱式水套内的冷凝器内，烟气在冷凝器内通过冷凝换热，再经过一定长度的四个换热过程，充分吸收了烟气中的显热和潜热，最后烟气在采暖炉底部靠近进水口处的最低温度的出烟箱中排出，使排烟温度控制在60°左右。
[0025]本发明采暖炉能保持恒温出水，温度波动小，可作为采暖、洗浴等多功能炉具，产品有广泛性，适用于家庭、宾馆、饭店。此炉具属低温排放，破坏了汽浴胶态的行成，且污染得到控制，达到了节能减排的目的，保护了大气环境。
[0026]本发明采暖炉是利用暖气低于50°C的循环回水和高达350°C的高温烟气进行冷凝换热，形成露点温度。冷凝式采暖炉有较大的换热面积