一种燃气热水锅炉水路循环节能系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于城市集中供暖领域的设备，尤其是一种燃气热水锅炉水路循环节能系统。
【背景技术】
[0002]本设备属于城市大型集中供暖领域的主要设备，针对当前国家倡导的环保节能领域大规模城市供暖煤改气工程使用的燃气热水锅炉水路循环节能系统。随着国内生活水平的不断提高，社会对生活区域周围的环保要求逐渐严格，以前大规模的商住房、民用住房小区普遍采用燃煤热水采暖锅炉，对周边生活区存在较严重的粉尘、有毒烟气污染，城市常常笼罩在雾气烟尘之中。为改善城市人民生活质量，城市开始倡导蓝天工程，大范围的使用燃气热水锅炉水路循环节能系统代替高污染的燃煤锅炉，在现有燃煤锅炉房基础上扩容改造。目前，国内燃气热水锅炉水路循环节能系统领域处于快速发展阶段，更需要不断创新、研究、改进，应用新技术、新材料已达到更加节能环保，适应市场的需求。
[0003]经过近3-4年的应用，国内大型燃气热水供暖锅炉初步占领国内市场，但对更大型的燃气锅炉还处在研究探索、运行经验总结阶段，缺少相关的设计经验，随着国家标准对锅炉热效率、烟气排放NOx值不断要求严苛的环境下，原有燃气热水锅炉水路循环节能系统热效率95%、NOx在120-150mg/Nm3已远远不适应标准和市场的更新速度，因此，在热效率、烟气NOx指标、排烟温度等方面达到更高的突破成为大型燃气热水供暖锅炉的主要研究方向。
[0004]经过检索，发现以下相近领域的已公开专利文献:
[0005]—种燃气锅炉或直燃机烟气余热全热回收系统及方法(CN105066219A)，包括燃气锅炉或直燃机、一个或多个换热器、引风机、一个或多个冷凝器、热栗，燃气锅炉或直燃机高温烟气通道与换热器、引风机、冷凝器依次连接，冷凝器的烟气输出端连接室外，烟气余热回收系统热水连接分为并联和/或串联两种方式，并联方式为:热水回水管分两路分别连接换热器和热栗，换热器和热栗输出连接供热系统。串联方式为:热水回水管连接热栗，热栗的出水连接换热器，换热器输出连接供热系统。本发明将燃气锅炉或直燃机的烟气余热全部回收利用，用于采暖、卫生热水、补水加热和其他工艺应用，达到节能、降耗、减排目的。
[0006]—种高效节能常压卧式超导燃气锅炉(CN104913498A)，包括内炉筒、外炉筒、弯头、烟道、热管、进、出水管和排污管；所述内炉筒设置在外炉筒内，内炉筒和外炉筒之间设置有拉钉，且在内炉筒上设置有燃烧器口 ；所述烟道为通过弯头连接结构，在烟道上设置有热管，并在烟道上连接有烟道出口 ；所述外炉筒、烟道和热管均安装在内置珍珠岩的包装板内；该高效节能常压卧式超导燃气锅炉，多个烟室焊接分布适量超导热管，把超导热管技术不仅仅应用于尾部余热回收，更合理应用于锅炉燃烧室结构上，增加了炉膛辐射和对流传热面积，提高了热效率；另外烟道连续90度转弯设计使烟气流速合理降低，减少了对超导热管的冲刷磨损，延长了热管及锅炉的使用寿命。
[0007]经过对比，本专利申请的技术内容与上述公开技术以及现有技术均具有较大不同，具有更好的热效能及节能性。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、设计合理、高效节能、维护方便的燃气热水锅炉水路循环节能系统。
[0009]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0010]一种燃气热水锅炉水路循环节能系统，其特征在于:包括炉体、燃烧器、烟道、烟囱、节能器以及水冷型冷凝器，炉体一端安装有上、下间隔设置的两台燃烧器，炉体另一端制有烟气出口并密封连接有烟道，烟道的出口连接到竖直的烟囱，在炉体与烟囱之间的烟道中安装有两级顺序设置的节能器，烟囱上安装有一水冷型冷凝器；
[0011]节能器包括节能器上集箱、节能器下集箱、节能器换热管以及节能器翅片，节能器上集箱与节能器下集箱上、下间隔平行设置，在节能器上集箱与节能器下集箱之间间隔均布连通有多根节能器换热管902，烟道内的烟气由节能器换热管外的间隙通过，烟气与节能器换热管内的水进行热量交换，在节能器换热管外制有节能器翅片，节能器下集箱一端连通一网进水口，节能器上集箱通过管路连通炉体的进水集箱，进水集箱位于炉体低温区上端，水在对流管束内进行自然水循环；
[0012]所述炉体的主体为一立方形箱体结构，炉体内壁均匀安装有一层炉膛龙门管膜式水冷壁，在炉体下端一侧安装有一水平纵向设置的下锅筒，该下锅筒水平两侧均间隔固装有横向的下集箱；下锅筒对应的炉体上端安装有一上锅筒，该上锅筒水平两侧均间隔固装有横向的上集箱，该上集箱分别通过管路连通有进水集箱和出水集箱，出水集箱位于炉体的高温区上端，水在对流管束内形成强制水循环，该出水集箱连通到一网出水口。
[0013]而且，所述节能器换热管采用Φ38Χ3的耐酸腐蚀的S30408不锈钢管，在节能器换热管外高频焊接缠绕S30408不锈钢材质的节能器翅片；管排横向节距80mm，纵向节距100mmo
[0014]而且，在上锅筒与下锅筒之间的炉体内由左向右依次固装有外膜式水冷壁、对流中膜式水冷壁以及炉膛内膜式水冷壁，该外膜式水冷壁、对流中膜式水冷壁以及炉膛内膜式水冷壁由左向右依次间隔固装，外膜式水冷壁与对流中膜式水冷壁之间均匀密布安装有第二对流管束，对流中膜式水冷壁以及炉膛内膜式水冷壁之间均匀密布安装有第一对流管束。
[0015]而且，所述水冷型冷凝器包括冷凝器固定架、冷凝器换热管、冷凝器翅片、二网进水管以及二网出水管，冷凝器固定架为一水平横向设置的矩形框架，在冷凝器固定架右侧上端固装有二网出水管，固定架右侧下端固装有二网进水管，在冷凝器固定架上端固装有多根蛇形顺列排布的冷凝器换热管，冷凝器换热管的两端分别连通二网进水管和二网出水管，冷凝器换热管内的水流方向与烟气流向相反形成逆流换热，位于固定架中部的冷凝器换热管制有冷凝器翅片。
[0016]而且，在冷凝器换热管之间固装有多条横纵交错的加强筋。
[0017]而且，炉体下端连通安装有一炉体冷凝水排放管。
[0018]而且，节能器下端连接有一节能器冷凝水排放管。
[0019]本发明的优点和积极效果是:
[0020]1、本发明的结构设计要考虑到大型炉体结构的热稳定性、燃烧热空气动力稳定性、避免炉体设备共振性，还需要进行炉体热力计算、各设备烟风阻力计算、炉内水循环动力计算、管壁温度校核计算、安全阀排放计算等多种类、多科学的研究和计算，是一项复杂的综合性创新研究成果。实测锅炉整机运行输出负荷73.86MW，排烟温度37.38°C，效率达到108.39%,NOx监测达到60mg/Nm3，两项测试检测数据证明本产品70MW燃气热水锅炉是高效环保节能的、技术先进的，各项指标都好于国家标准。
[0021]2、本大型锅炉高度的增加，而SZS型燃气锅炉上锅筒又没有大直径下降管的支撑，上锅筒近30吨重量全部由膜式水冷壁管和对流管均布承受，经验算每根管子的受力数据，通过增加支撑对流管数量，减少单根管所受垂直载荷，增大管径和壁厚(Φ 60X4的厚壁管)提高管子强度和刚度，来支撑超重的上锅筒解决头重结构不稳定问题。
[0022]3、本发明的对流管束全部采用顺列管排结构，采用Φ60Χ4的厚壁管，横向节距200mm，纵向节距90mm。为了防止管子在气流作用下的颤动，纵向管间中段用扁钢相连接，使每排管连接成为一体，大大增强了管子的刚度。200mm的横向间距是为保证较低烟气流速设计的宽烟气走廊，虽对管子换热效率有所降低，但方便了安装和日常检修。另外，在第一、二对流管束区的前中后分别留有检修空间并设有检查门，更方便锅炉停运期间的检修工作。考虑锅炉运行初期炉水温度低、燃烧负荷小，势必会在炉体内产生冷凝水，因此，在管束两侧膜式壁最低位置设有冷凝水收集槽和排放管.
[0023]4、本发