本发明涉及高温供热技术领域，特别是涉及一种高温常压蒸汽锅炉，应用于200摄氏度左右节能安全的供热场合。
背景技术：
蒸汽锅炉指的是生产蒸汽的锅炉设备，蒸汽锅炉通常为高温高压。蒸汽锅炉的原理是通过燃烧燃料，使火在炉膛中发出热量，水在锅炉中受热变成蒸气。
蒸汽锅炉包括炉体，设于炉体内的炉排及设于炉体外的水泵，其中，炉体具有水冷壁和炉腔，炉体设有进水口、蒸汽出口、进料口及出烟口，冷水经水泵进入进水口流经水冷壁，燃料由进料口放置在炉排上，炉排上的燃料燃烧生成火焰产生热量，水冷壁中的冷水受热变成蒸汽由蒸汽出口排出，燃烧生成的烟气直接由出烟口排出。
受上述结构限值，烟气直接由出烟口排出，故而存在能耗偏高的问题，此外，现有的蒸汽锅炉还存在高压力带来的安全隐患问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的是要解决现有技术中存在的能耗高的问题提供一种高温常压蒸汽锅炉。
特别地，本发明提供了一种高温常压蒸汽锅炉，包括：炉体、隔墙、炉排、水泵、集热器、汽水分离器及电控单元；
所述炉体用于支撑，所述炉体具有夹层并形成水套，所述水套用于循环水，所述炉体上具有进料口、进水口及出烟口，所述进料口用于燃料进入所述炉体，所述进水口用于冷水流入，所述出烟口用于烟气排出，所述炉体内部具有炉腔，所述炉腔用于提供燃烧场所并用于所述烟气通过；
所述隔墙与所述水套相连通，且所述隔墙将所述炉腔分隔为多个相互连通的腔室，所述隔墙用于分隔炉腔及形成水循环通道；
所述炉排设置在所述炉腔内且位于所述进料口的下方；
所述水泵与所述进水口相连，所述水泵用于泵送所述冷水；
所述汽水分离器设置在所述炉体上方，所述汽水分离器用于汽水分离，所述汽水分离器具有蒸汽出口，所述蒸汽出口用于排出蒸汽；
所述集热器与所述水套相连，所述集热器用于吸收并传递热量；
所述电控单元与所述水泵相连接，所述电控单元用于控制所述水泵工作；
所述冷水通过所述水泵由所述进水口流经所述水套、所述隔墙及所述集热器逐渐被加热并生成高温常压蒸汽，所述高温常压蒸汽汇入所述汽水分离器进行汽水分离，分离后的蒸汽由所述水汽分离器的蒸汽出口排出，其中，所述冷水按照出烟方向至燃烧方向的顺序循环，所述烟气顺次经过所述多个腔室并按照上行、下降的顺序折返最终由所述出烟口排出。可选地，所述多个腔室沿所述烟气流动方向收窄。
可选地，所述隔墙包括间隔设置的第一隔墙和第二隔墙，所述第一隔墙靠近所述进料口，所述第二隔墙远离所述进料口，所述第一隔墙和所述第二隔墙与所述炉体共同将所述炉腔分割为三个顺序排列且相互连通的第一腔室、第二腔室及第三腔室，所述烟气按照上行、下降、再上行的顺序依次通过所述第一腔室、所述第二腔室及所述第三腔室。
可选地，所述第一至所述第三腔室均沿所述烟气流动方向收窄，其中，所述第一腔室形成上窄下宽的截面形状，所述第二腔室形成上宽下窄的截面形状，所述第三腔室形成上窄下宽的截面形状。
可选地，所述水套包括相互连通的纵墙、顶板、横墙和底板，所述纵墙包括第一纵墙和第二纵墙，所述顶板包括第一顶板、第二顶板和第三顶板，所述横墙包括第一横墙、第二横墙和第三横墙，所述底板包括第一底板、第二底板和第三底板，
所述第二隔墙、所述第三顶板、所述第三横墙、所述第二纵墙及所述第三底板围合成所述第三腔室，所述第二纵墙与所述第三顶板连通，所述第二纵墙与所述第三底板封闭，所述第三顶板与所述第三横墙连通，所述第三顶板与所述第二隔墙封闭；
所述第一隔墙、所述第二顶板、所述第二横墙、所述第二隔墙及所述第二底板围合成所述第二腔室，所述第二隔墙与所述第二顶板连通，所述第二隔墙与所述第二底板封闭，所述第二顶板与所述第二横墙连通，所述第二顶板与所述第一隔墙封闭，所述第二横墙与所述第一隔墙连通；
所述第一纵墙、所述第一顶板、所述第一横墙、所述第一隔墙及所述第一底板围合成所述第一腔室，其中，所述第一横墙的中下部及所述第一纵墙的中下部分别设有封板，所述封板将所述第一腔室的水套分为上下两个部分，所述上部循环高温蒸汽，所述下部循环热水，所述第一隔墙与所述第一横墙的中下部及所述第一纵墙的中下部连通，所述第一隔墙还与第一顶板连通，所述第一顶板连通所述第一横墙的中上部，所述第一横墙的中上部与所述第一纵墙的中上部连通，所述第一纵墙的中上部连通所述汽水分离器，
所述集热器至少包括第一组集热器，所述第一组集热器与所述第一纵墙的上部相连通。
进一步地，所述集热器还包括第二组集热器，所述第二组集热器与所述第一隔墙的上部相连通。
进一步地，还包括燃料仓，所述燃料仓设置在所述第一纵墙外侧且与所述进料口形成高度差，所述燃料仓用于与所述进料口共同使得所述燃料形成自动进料。
进一步地，还包括出渣机构，所述除渣机构安装在所述炉排的下方，所述除渣机构包括轴承、凸轮轴、多个凸轮、位置传感器、电机及涡轮减速机，所述轴承安装在轴承室，所述凸轮轴支撑在所述轴承上，所述多个凸轮固定安装在所述凸轮轴上，所述位置传感器安装在所述涡轮减速机处，所述位置传感器与所述电机均与所述电控单元相连并由其控制，所述电机经所述涡轮减速机减速带动所述凸轮轴旋转，进而带动所述多个凸轮旋转实现除渣。
可选地，所述多个凸轮对应所述炉排之间的缝隙排布，且所述多个凸轮中两端凸轮与中间凸轮存在安装角度。
进一步地，还包括水位传感器，所述水位传感器靠近所述集热器底部设置，所述水位传感器与所述电控单元相连接，所述水位传感器用于采集所述集热器处水位状况，所述电控单元根据所述水位传感器发出的水位信号，控制所述水泵的变频电机的转速来维持水位。
进一步地，还包括进风机构，所述进风机构设置在所述炉体外部且位于所述炉排下方，所述进风机构包括进风门、风量控制电机、控风凸轮、控风凸轮位置传感器及蒸汽温度传感器，所述风量控制电机与所述电控单元相连，所述控风凸轮与所述风量控制电机相连，所述蒸汽温度传感器靠近所述第一纵墙的顶部设置，所述蒸汽温度传感器与所述电控单元相连，所述蒸汽温度传感器用于采集所述蒸汽的温度，所述电控单元根据设定好的蒸汽温度值来比较所述蒸汽温度传感器采集所述蒸汽的温度来控制所述风量控制电机工作，通过所述风量控制电机驱动控风凸轮的转角，来控制进风门的开度，从而控制助燃风量。
本发明通过将所述冷水按照出烟方向至燃烧方向的顺序循环，所述烟气顺次经过所述多个腔室并按照上行、下降的顺序折返最终由所述出烟口排出的结构，使得火焰在炉膛内微正压燃烧，完全伸展，燃烧热负荷低，燃烧热效率高，并且有效地降低了排烟温度，达到节能降耗的目的。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的高温常压蒸汽锅炉去掉顶板的示意性立体图；
图2是图1所示高温常压蒸汽锅炉的烟气循环状态的示意性主剖视图；
图3是图1所示高温常压蒸汽锅炉的水路循环状态的示意性主剖视图；
图4是图1所示高温常压蒸汽锅炉的蒸汽循环状态的示意性主剖视图；
图5是图2所示高温常压蒸汽锅炉的示意性左视图；
图6是沿图2中的剖切线A-A截取的示意性剖视立体图；
图7是图6中B向的示意性视图。
图中各符号表示含义如下：
I高温常压蒸汽锅炉，
1炉体，
2水套，
21纵墙，211第一纵墙、212第二纵墙，
22顶板，221第一顶板，222第二顶板，223第三顶板，
23横墙，231第一横墙、232第二横墙、233第三横墙，
24底板，241第一底板、242第二底板、243第三底板，
3进料口，4进水口，5出烟口，
6炉腔，61第一腔室、62第二腔室、63第三腔室，
7隔墙，71第一隔墙，72第二隔墙，73封板，
8炉排，
9水泵，
10集热器，101第一组集热器、102第二组集热器，
11汽水分离器，111蒸汽出口，
12电控单元，
13燃料仓，
14出渣机构，141轴承、142凸轮轴、143凸轮、144位置传感器、145电机、146涡轮减速机，
15水位传感器，
16进风机构，161进风门、162风量控制电机、163控风凸轮、164控风凸轮位置传感器、165蒸汽温度传感器，
17变频器，
18冷水温度传感器。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的高温常压蒸汽锅炉去掉顶板的示意性透视图。图2是图1所示高温常压蒸汽锅炉的烟气循环状态的示意性主剖视图，图2中箭头表示烟气流动路线。图3是图1所示高温常压蒸汽锅炉的水路循环状态的示意性主剖视图，图3中箭头表示水流动路线。图4是图1所示高温常压蒸汽锅炉的蒸汽循环状态的示意性主剖视图，图4中虚线箭头表示蒸汽流动路线，图5是图2所示高温常压蒸汽锅炉的示意性左视图。如图1所示，一种高温常压蒸汽锅炉I一般性地可包括：炉体1、隔墙7、炉排8、水泵9(参见图5)、集热器10、汽水分离器11及电控单元12(参见图5)；
参见图2，所述炉体1用于支撑，所述炉体1具有夹层并形成水套2，所述水套2用于循环水，所述炉体1上具有进料口3、进水口4及出烟口5，所述进料口3用于燃料进入所述炉体1，所述进水口4用于冷水流入，所述出烟口5用于烟气排出，所述炉体1内部具有炉腔6，所述炉腔6用于提供燃烧场所并用于所述烟气通过；
所述隔墙7与所述水套2相连通，且所述隔墙7将所述炉腔6分隔为多个相互连通的腔室，所述隔墙7用于分隔炉腔6及形成水循环通道；
所述炉排8设置在所述炉腔6内且位于所述进料口3的下方；
所述水泵9(参见图5)与所述进水口4相连，所述水泵9(参见图5)用于泵送所述冷水；
所述汽水分离器11设置在所述炉体1上方，所述汽水分离器11用于汽水分离，所述汽水分离器11具有蒸汽出口111，所述蒸汽出口111用于排出蒸汽；
所述集热器10与所述水套2相连，所述集热器10用于吸收并传递热量；
所述电控单元12(参见图5)与所述水泵9(参见图5)相连接，所述电控单元1(参见图5)2用于控制所述水泵9(参见图5)工作；
参见图3，图3是图1所示高温常压蒸汽锅炉的水路循环状态的示意性主剖视图，图3中箭头表示水流动路线，所述冷水通过所述水泵9(参见图5)由所述进水口4流经所述水套2、所述隔墙7及所述集热器10逐渐被加热并生成高温常压蒸汽，参见图4，图4是图1所示高温常压蒸汽锅炉的蒸汽循环状态的示意性主剖视图，图4中虚线箭头表示蒸汽流动路线，所述高温常压蒸汽汇入所述汽水分离器11进行汽水分离，分离后的蒸汽由所述水汽分离器的蒸汽出口111排出，其中，参见图3，所述冷水按照出烟方向至燃烧方向的顺序循环，参见图2，图2是图1所示高温常压蒸汽锅炉的烟气循环状态的示意性主剖视图，图2中箭头表示烟气流动路线，所述烟气顺次经过所述多个腔室并按照上行、下降的顺序折返最终由所述出烟口5排出。
如图3所示，水泵9(参见图5)推动由散热器(图中未绘出)回来的冷水，由进水口4进入炉体1的水套2的右端，沿着箭头指示的路径流过炉腔6左侧的火焰附近，此时的水由于吸收了大量热能开始汽化；如图4所示，箭头指示的水蒸气夹杂着热水，沿着箭头指示方向继续流动至集热器10的位置，而蒸汽继续沿着虚线箭头指示的路径向前吸收热能，流经汽水分离器11由蒸汽出口111进入散热器(图中未绘出)。
更进一步地，如图5所示，在水泵9之前还设有冷水温度传感器18。
如图3所示，本发明通过将所述冷水按照出烟方向至燃烧方向的顺序循环，如图2所示，所述烟气顺次经过所述多个腔室并按照上行、下降的顺序折返最终由所述出烟口5排出的结构，使得火焰在炉膛内微正压燃烧，完全伸展，燃烧热负荷低，燃烧热效率高，并且有效地降低了排烟温度，达到节能降耗的目的。
可选地，如图2所示，本实施例中，所述多个腔室(参见第一腔室61、第二腔室62及第三腔室63)沿所述烟气流动方向收窄。
燃气热能分为自由振动能、自由转动能和自由平动能，本实施例采用所述多个腔室沿所述烟气流动方向收窄的结构，使得热量在传递过程中，能够转移自由振动能和自由转动能，保持自由平动能以维持燃烧正压。
可选地，如图2所示，本实施例中，所述隔墙7包括间隔设置的第一隔墙71和第二隔墙72，所述第一隔墙71靠近所述进料口3，所述第二隔墙72远离所述进料口3，所述第一隔墙71和所述第二隔墙72与所述炉体1共同将所述炉腔6分割为三个顺序排列且相互连通的第一腔室61、第二腔室62及第三腔室63，所述烟气按照上行、下降、再上行的顺序依次通过所述第一腔室61、所述第二腔室62及所述第三腔室63。
当然，本领域普通技术人员可以理解，在其他实施例中，所述隔墙7的数量还可以是四个、六个等其他数量，只要满足烟气排放即可。
可选地，如图2所示，所述第一至所述第三腔室63均沿所述烟气流动方向收窄，其中，所述第一腔室61形成上窄下宽的截面形状，所述第二腔室62形成上宽下窄的截面形状，所述第三腔室63形成上窄下宽的截面形状。
本实施例采用所述第一至所述第三腔室63均沿所述烟气流动方向收窄的结构，使得热量在传递过程中，能够转移自由振动能和自由转动能，保持自由平动能以维持燃烧正压。
可选地，如图3所示，所述水套2包括相互连通的纵墙21(参见图1)、顶板22、横墙23和底板24，所述纵墙21(参见图1)包括第一纵墙211和第二纵墙212，所述顶板22包括第一顶板221、第二顶板222和第三顶板223，所述横墙23(参见图1)包括第一横墙231(参见图1)、第二横墙232(参见图1)和第三横墙233(参见图1)，所述底板24包括第一底板241、第二底板242和第三底板243，
所述第二隔墙72、所述第三顶板223、所述第三横墙233(参见图1)、所述第二纵墙212及所述第三底板243围合成所述第三腔室63，所述第二纵墙212与所述第三顶板223连通，所述第二纵墙212(参见图1)与所述第三底板243封闭，所述第三顶板223与所述第三横墙233(参见图1)连通，所述第三顶板223与所述第二隔墙72封闭；
所述第一隔墙71、所述第二顶板222、所述第二横墙232(参见图1)、所述第二隔墙72及所述第二底板242围合成所述第二腔室62，所述第二隔墙72与所述第二顶板222连通，所述第二隔墙72与所述第二底板242封闭，所述第二顶板222与所述第二横墙232(参见图1)连通，所述第二顶板222与所述第一隔墙71封闭，所述第二横墙232(参见图1)与所述第一隔墙71连通；
所述第一纵墙211、所述第一顶板221、所述第一横墙231(参见图1)、所述第一隔墙71及所述第一底板241围合成所述第一腔室61，其中，所述第一横墙231(参见图1)的中下部及所述第一纵墙211(还可以参见图6)的中下部分别设有封板73，所述封板73将所述第一腔室61的水套2分为上下两个部分，所述上部循环高温蒸汽，所述下部循环热水，所述第一隔墙71与所述第一横墙231(参见图1)的中下部及所述第一纵墙211的中下部连通，所述第一隔墙71还与第一顶板221连通，所述第一顶板221连通所述第一横墙231(参见图1)的中上部，所述第一横墙231的中上部与所述第一纵墙211的中上部连通，所述第一纵墙211的中上部连通所述汽水分离器11，
所述集热器10至少包括第一组集热器101，所述第一组集热器101与所述第一纵墙211的上部相连通。
本实施例通过集热器101增加燃气向蒸汽的热量转移速度，避免热量快速向后面腔室移动。
更具体地，本实施例中，如图5所示，汽水分离器11与第一纵墙211的最上角连通，以便蒸汽能更充分的吸收热量。
进一步地，如图3所示，所述集热器10还包括第二组集热器102，所述第二组集热器102与所述第一隔墙71的上部相连通。本实施例通过集热器102进一度增加燃气向蒸汽的热量转移速度，极大避免热量快速向后面腔室移动。
如图3所示，工作时，经过循环加热的热水进入第一隔墙71的中上部，同时进入第二组集热器102，热水在第二组集热器102处吸收大量的热能开始汽化，在常压下，水蒸汽夹杂着热水继续吸热并流动，并由第一隔墙71上部排入第一横墙231的中上部，再进入第一纵墙211中上部，同时进入第一组集热器101，即继续往所述高温常压蒸汽锅炉I的高温侧行进，继续吸热形成高温蒸汽，最后汇集到第一纵墙211上部进入汽水分离器11分离，高温蒸汽由蒸汽出口111排出。
由此可见，本发明具有设计合理，热能合理利用的优点。
进一步地，如图2所示，所述高温常压蒸汽锅炉I还包括燃料仓13，所述燃料仓13设置在所述第一纵墙211外侧且与所述进料口3形成高度差，所述燃料仓13用于与所述进料口3共同使得所述燃料形成自动进料。本实施例，通过燃料仓13的设置使得所述高温常压蒸汽锅炉I能够自动进料，有效节省了人力成本，降低了操作工人的劳动强度。
更具体地，本实施例中，燃料仓13设置在炉体1的左外端并被水套2隔开。
进一步地，如图6所示，还可以参见图7，本实施例中，所述高温常压蒸汽锅炉I还包括出渣机构14，所述除渣机构安装在所述炉排8的下方，参见图7，所述除渣机构包括轴承141、凸轮轴142、多个凸轮143、位置传感器144、电机145及涡轮减速机146，所述轴承141安装在轴承室(图中未标出)，所述凸轮轴142支撑在所述轴承141上，所述多个凸轮143固定安装在所述凸轮轴142上，所述位置传感器144安装在所述涡轮减速机146处，所述位置传感器144与所述电机145均与所述电控单元12相连并由其控制，所述电机145经所述涡轮减速机146减速带动所述凸轮轴142旋转，进而带动所述多个凸轮143旋转实现除渣。
如图7所示，工作时，电控单元12根据设定好的除渣周期按时给电机145通电，电机145经涡轮减速机146减速驱动凸轮轴142转动，带动多个凸轮143旋转来完成清除炉排8上方焦渣地动作，待凸轮轴142旋转至位置传感器144输出信号的位置后，电机145断电，完成这次除渣动作。其中，电机145可以是变频电机。
本实施例，具有自动除渣的功能，能有效去除渣土。
如图7所示，还可参见图6，可选地，本实施例中，所述多个凸轮143对应所述炉排8之间的缝隙排布，且所述多个凸轮143两端凸轮与中间凸轮存在安装角度。
需要说明的是，本实施例中所述多个凸轮143中每一凸轮143的大小相同，只是两端凸轮与中间凸轮存在安装角度，从而使得多个凸,143中的单个凸轮143运动有先后顺序。具体实施时，两端凸轮先上来，中间凸轮后上来，使大块焦渣移动到除渣门位置，以便于除渣。
进一步地，如图5所示，本实施例中，所述高温常压蒸汽锅炉I还包括水位传感器15，所述水位传感器15靠近所述集热器10底部设置，所述水位传感器15与所述电控单元12相连接，所述水位传感器15用于采集所述集热器10处水位状况，所述电控单元12根据所述水位传感器15发出的水位信号，控制所述水泵9的电机的转速来维持水位。
更具体地，如图3所示，箭头指示的水蒸气夹杂着热水，沿着箭头指示方向继续流动至水位传感器15指示的位置，此时水位传感器15发出了水位信号，致使电控单元12向变频器17发出水泵9(参见图5)的变频电机维持此水位的指令，而蒸汽继续沿着箭头指示的路径向前吸收热能，流经汽水分离器11由蒸汽出口111进入散热器。
通过上述结构，实现了所述高温常压蒸汽锅炉I自动进水。
进一步地，如图5所示，所述高温常压蒸汽锅炉I还包括进风机构16，所述进风机构16设置在所述炉体1外部且位于所述炉排8下方，所述进风机构16包括进风门161、风量控制电机162、控风凸轮163(参见图2)、控风凸轮位置传感器164及蒸汽温度传感器165，所述风量控制电机162与所述电控单元12相连，所述控风凸轮163与所述风量控制电机162相连，所述蒸汽温度传感器165靠近所述第一纵墙211的顶部设置，所述蒸汽温度传感器165与所述电控单元12相连，所述蒸汽温度传感器165用于采集所述蒸汽的温度，所述电控单元12根据设定好的蒸汽温度值来比较所述蒸汽温度传感器165采集所述蒸汽的温度来控制所述风量控制电机162工作，通过所述风量控制风量控制电机162驱动控风凸轮163的转角，来控制进风门161的开度，从而控制助燃风量。
所述进风机构16的工作原理：如图7所示，蒸汽温度传感器165的温度若高于蒸汽温度设定值，电控单元12控制进风门161减小开度，助燃风量减少则炉腔6内的燃料燃烧速度变慢，化学能转化热能的速度降低因此蒸汽温度会有所下降。蒸汽温度传感器165的温度若低于蒸汽温度设定值，电控单元12控制进风门161加大开度，助燃风量增多则炉腔6内的燃料燃烧速度加快，化学能转化热能的速度增加因此蒸汽温度会有所提高，使高温常压蒸汽锅炉I按照蒸汽温度设定值提供恒温热量。
通过上述结构，实现了所述高温常压蒸汽锅炉I自动进风。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。