专利名称：燃氢蒸汽锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蒸汽锅炉，具体涉及一种以氢气为燃料的蒸汽锅炉。
背景技术：
众所周知，氢气是一种易爆的危险气体，在空气中的含量达到一定浓度时，一遇火种，就将产生闪火，发生爆炸。该气体的爆炸下限为4.1％，上限为74.2％，爆炸极限范围很宽，危险大。同时，氢气又是一种清洁能源，尤其在氯碱工业领域，在烧碱的生产过程中，付产氢气，除部分用作原料外，大量的氢气均被放空。如何将氢气用作蒸汽锅炉的燃料，使其付产蒸汽，以降低生产成本，提高企业的经济效益，是众多科技人员所十分关注的课题。
利用氢气为燃料产生蒸汽，其关键的设备是蒸汽锅炉，常规的锅炉和一般的燃气锅炉由于没有考虑到氢气的特殊性，因此不能用于氢气的燃烧，为此，设计一种燃氢蒸汽锅炉，将是有关产业部门所十分期望的。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是设计一种燃氢蒸汽锅炉，以满足有关部门的需要。
本实用新型的技术方案一种燃氢蒸汽锅炉，包括壳体、设有耐火衬里的燃烧室、对流室、花隔板、换热火管、换热水管、水分布器、下降水管和氢气燃烧构件。
所说的壳体为竖式的塔体，其顶部与烟囱相连接，对流室设置在塔体上部，燃烧室设置在塔体下部，花隔板设置在对流室的顶端和底端；换热水管设置在燃烧室中，其一端穿过并高出花隔板与对流室相连通，另一端通过设置在燃烧室下方的水分布器与设置在耐火衬里中的下降水管相连通，下降水管的另一端通过花隔板与对流室相连通；换热火管设置在对流室中，固定在花隔板上并与燃烧室和烟囱相连通，蒸汽出口设置在对流室的上部，入水口设置在对流室的下部；氢气燃烧构件设置在壳体底部的燃烧室中。
所说的氢气燃烧构件包括烧咀，可优选采用扩散式外混烧咀，以避免燃烧时产生回火现象，损坏设备。所说的扩散式外混烧咀是指燃气与空气分两路进入燃烧室，边混合，边燃烧，燃气在燃烧前不与空气相接触。
进一步，在对流室上部和燃烧室下部设有防爆门。
由于下降水管设置在耐火衬里中，不受热，而换热水管在燃烧室中受到火焰的辐射加热，水温上升，水在换热水管中向上流动，因此，可使对流室中的水通过下降水管进入水分布器分布后进入换热水管，然后再进入对流室。
本实用新型的燃氢蒸汽锅炉，采用竖式，炉膛内无死角，对流部分采用单程换热，烟气流动通畅，流动阻力小，可避免未燃烧的氢气积聚，产生爆炸，采用扩散式外混烧咀，可有效防止回火，并在对流室上部和燃烧室下部设有防爆门，防爆面积大，安全可靠。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为氢气燃烧构件示意图。
参见图1，本实用新型的燃氢蒸汽锅炉包括壳体1、设有耐火衬里2的燃烧室3、对流室8、花隔板6、换热火管9、换热水管5、水分布器15、下降水管4和氢气燃烧构件14。
所说的壳体1为竖式的塔体，其顶部与烟囱11相连接，对流室8设置在塔体上部，燃烧室3设置在塔体下部，花隔板6设置在对流室8的顶端和底端，燃烧室3的直径以3～5m为适宜，高度以4.5～5.5m为适宜，该高度和直径均大于氢气从烧咀中喷出时的火焰高度，可确保火焰不直接与燃烧室3的室体相接触，可延长设备使用寿命，确保氢气完全燃烧。
换热水管5设置在燃烧室3中，其一端穿过并高出花隔板6与对流室8相连通，另一端通过设置在燃烧室3下方的水分布器15与设置在耐火衬里2中的下降水管4相连通，下降水管4的另一端通过花隔板6与对流室8相连通；换热火管9设置在对流室8中，固定在花隔板6上并与燃烧室3和烟囱11相连通，对流室8的上部设有蒸汽出口13，下部设有入水口7；氢气燃烧构件14设置在壳体1底部的燃烧室3中。
所说的氢气燃烧构件14包括底部设有透孔141并与氢气进口管142相连通的碗状烧咀143、设置在烧咀143底部的点火装置145、与氢气进口管142和烧咀143套装的并设有调风装置146的空气通道管144，氢气从氢气进口管142的一端进入，从烧咀142喷出进入燃烧室3，空气从空气通道管144的一端进入，通过调风装置146，少量通过透孔141进入烧咀143喷出，大部分从烧咀143的外边进入燃烧室3，边混合，边燃烧。
进一步，在对流室上部和燃烧室下部设有防爆门12。
进一步，在壳体1与烟囱11之间设有热量回收装置10，以回收余热。
进一步，所说的耐火衬里2采用重质耐火混凝土，轻质混凝土疏松，孔隙多，容易吸附未燃烧的氢气，容易产生爆炸。
权利要求1.一种燃氢蒸汽锅炉，包括壳体(1)，其特征在于，还包括设有耐火衬里(2)的燃烧室(3)、对流室(8)、花隔板(6)、换热火管(9)、换热水管(5)、水分布器(15)、下降水管(4)和氢气燃烧构件(14)；所说的壳体(1)为竖式的塔体，其顶部与烟囱(11)相连接，对流室(8)设置在塔体上部，燃烧室(3)设置在塔体下部，花隔板(6)设置在对流室(8)的顶端和底端；换热水管(5)设置在燃烧室(3)中，其一端穿过并高出花隔板(6)与对流室(8)相连通，另一端通过设置在燃烧室(3)下方的水分布器(15)与设置在耐火衬里(2)中的下降水管(4)相连通，下降水管(4)的另一端通过花隔板(6)与对流室(8)相连通；换热火管(9)设置在对流室(8)中，固定在花隔板(6)上并与燃烧室(3)和烟囱(11)相连通，对流室(8)的上部设有蒸汽出口(13)，下部设有入水口(7)；氢气燃烧构件(14)设置在壳体(1)底部的燃烧室(3)中。
2.根据权利要求1所述的燃氢蒸汽锅炉，其特征在于，所说的氢气燃烧构件(14)包括底部设有透孔(141)并与氢气进口管(142)相连通的碗状烧咀(143)、设置在烧咀(143)底部的点火装置(145)、与氢气进口管(142)和烧咀(143)套装的空气通道管(144)。
3.根据权利要求2所述的燃氢蒸汽锅炉，其特征在于，空气通道管(144)设有调风装置(146)。
4.根据权利要求1所述的燃氢蒸汽锅炉，其特征在于，壳体(1)与烟囱(11)之间设有热量回收装置(10)。
5.根据权利要求1所述的燃氢蒸汽锅炉，其特征在于，对流室上部和燃烧室下部设有防爆门(12)。
6.根据权利要求1所述的燃氢蒸汽锅炉，其特征在于，所说的耐火衬里(2)采用重质耐火混凝土。
7.根据权利要求1～6任一项所述的燃氢蒸汽锅炉，其特征在于，燃烧室(3)的直径为3～5m，高度为4.5～5.5m。
专利摘要本实用新型设计了一种燃氢蒸汽锅炉，包括壳体、设有耐火衬里的燃烧室、对流室、花隔板、换热火管、换热水管、水分布器、下降水管和氢气燃烧构件。壳体为竖式的塔体，对流室设置在塔体上部，燃烧室设置在塔体下部，花隔板设置在对流室的顶端和底端，换热水管设置在燃烧室中，换热火管设置在对流室中，氢气燃烧构件设置在壳体底部的燃烧室中，氢气燃烧构件包括扩散式外混烧嘴，本实用新型的燃氢蒸汽锅炉，采用竖式，炉膛内无死角，对流部分采用单程换热，烟气流动通畅，流动阻力小，可避免未燃烧的氢气积聚，产生爆炸，采用扩散式外混烧嘴，可有效防止回火，并在对流室上部和燃烧室下部设有防爆门，防爆面积大，安全可靠。
文档编号F22B9/02GK2616801SQ0323110
公开日2004年5月19日 申请日期2003年5月12日 优先权日2003年5月12日
发明者胡伟敏, 洪达, 杨智慧, 王新, 姚政言, 聂跃家, 赵履新 申请人:上海氯碱化工股份有限公司, 上海工程化学设计院有限公司