专利名称:一种燃气锅炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种燃气锅炉，包括炉体，所述炉体的一面炉墙上设置有烟道，所述炉体底部为炉底，所述炉底靠近烟道1/5-3/5处、垂直于炉底设置有多孔挡墙，所述多孔挡墙的宽度与炉底等宽，所述多孔挡墙的高度为炉底到后拱的距离；远离烟道的端墙和侧墙设置有多个燃气烧嘴；所述多孔挡墙远离烟道的一侧，设置有垂直于炉底的二次辐射面。本实用新型燃气锅炉结构简单、合理、紧凑，具有效率高、NOx排放量少和使用寿命长等优点。该燃气锅炉可由燃煤锅炉局部改造而成。
【专利说明】一种燃气锅炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锅炉技术，尤其涉及一种燃气锅炉。
【背景技术】
[0002]锅炉是我国能源消耗最大的载体，担负着国家节能减排的重要使命，而燃煤锅炉煤气改造是完成锅炉节能减排最直接有效的举措。
[0003]我国现在生活及生产用工业锅炉主要以燃煤锅炉为主，燃煤锅炉的结构如图1所示，包括风室I，链条炉排2，煤斗3，水冷壁4，炉墙5，上锅筒6，烟气挡板7，下锅筒8，省煤器9，空气预热器10，烟道11，后水冷壁下集箱12。现有中、小型燃煤锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/4。中小型燃煤锅炉效率普遍偏低仅为60?70%左右，并且在燃烧过程中会产生大量的烟尘废气及灰渣。国家制定的燃煤锅炉节能减排战略是:首先实现燃煤锅炉的能源结构调整，即逐步实现中小燃煤锅炉的煤改气替代。目前，国内燃煤锅炉煤改气多数采用的方式是，将燃煤锅炉拆除，以燃气锅炉取而代之。这种替代式改造改建成本很高，甚至涉及到锅炉房及附属设备的重建。这种重建式改造在资金投入上企业往往难以承受，严重制约了燃煤锅炉煤改气进程的推进。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于，针对上述现有燃煤锅炉改造成本高等问题，提出一种不需要拆除原有燃煤锅炉，直接由原有燃煤锅炉改造成的燃气锅炉，该燃气锅炉改造结构简单、合理、紧凑。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种燃气锅炉，包括炉体，所述炉体的一面炉墙上设置有烟道，所述炉体底部为炉底，所述炉底靠近烟道1/5-3/5处、垂直于炉底设置有多孔挡墙，所述多孔挡墙的宽度与炉底等宽，所述多孔挡墙的高度为炉底到后拱的距离；远离烟道的端墙和侧墙设置有多个燃气烧嘴；所述多孔挡墙远离烟道的一侦牝设置有垂直于炉底的二次辐射面。
[0006]进一步地，所述二次辐射面为辐射墙或辐射板。所述辐射墙为耐火砖砌筑而成的墙体，所述辐射板为耐火材料板。
[0007]进一步地，所述多孔挡墙中线远离烟道的一侧，设置有垂直于炉底的二次辐射面，所述二次辐射面砌筑在炉底上或悬挂在炉体中。
[0008]进一步地，所述燃气烧嘴包括煤气管、旋流器、导流体、一次风管、二次风管、蓄热装置和烧嘴砖，所述导流体内设置有第一导流管和第二导流管，所述煤气管出口与第一导流管入口连通，所述煤气管出口内设置有旋流器，所述第一导流管出口与烧嘴砖入口连通，所述烧嘴砖出口位于炉体内；
[0009]所述一次风管与煤气管连通；所述二次风管与第二导流管入口连通，所述第二导流管出口位于炉体内，所述二次风管外设置有蓄热装置。
[0010]进一步地，所述多孔挡墙为粘土砖多孔墙，即由粘土砖砌筑而成的表面设置有通孔的墙体，其作用是防止火焰直接冲刷炉子后拱，保护后拱。
[0011]进一步地，所述炉底靠近烟道2/5处、垂直于炉底设置有多孔挡墙。
[0012]进一步地，所述燃气锅炉的烟道顶部设置有烟气折流板，所述烟气折流板为耐火材料板，所述烟气折流板相比现有烟气挡板，挡板数量增多。
[0013]进一步地，所述燃气锅炉的烟道内设置有省煤器。
[0014]进一步地，所述燃气锅炉还设置有控制系统，所述控制系统与燃气烧嘴电联，控制系统的设置能提高燃气锅炉自动化、智能化水平。
[0015]进一步地，所述炉底包括自下而上设置的承重层、隔热层、保温层和耐火层。承重层一般采用钢板、工字钢、槽钢、角钢等组成钢结构，其作用是保证炉底强度，不易变形。隔热层可采用硅钙板、岩棉等隔热材料，其作用是减少炉底散热损失并对承重层进行保护，防止其受热变形。保温层可采用轻质粘土砖、轻质高铝砖、硅藻土砖、轻质浇注料等轻质耐火材料，其作用是对炉底进行保温减少炉底散热损失同时对隔热层进行保护，防止其受热变形。耐火层可采用粘土砖、硅砖、耐火浇注料等耐火材料，其作用是增加炉底结构强度并抵抗高温保护保温层，防止炉底受热变形。
[0016]本实用新型燃气锅炉机构简单、合理、紧凑，与现有技术相比较具有以下优点:
[0017](I)本实用新型燃气锅炉设置有二次辐射面，能有效增加炉内辐射传热量，提高燃气锅炉效率；
[0018](2)本实用新型燃气锅炉设置有多孔挡墙，能避免炉膛火焰直接冲刷后拱，并起到保护后拱的作用；
[0019](3)本实用新型燃气锅炉采用两段式天然气烧嘴，能减少NOx排放量；
[0020](4)本实用新型燃气锅炉设置有烟气折流板，能提高对流受热面的传热系数，在不增加燃气锅炉受热面的情况下，使燃气锅炉出力明显增加。
[0021](5)本实用新型燃气锅炉能由现有燃煤锅炉局部改造而成，大大降低了燃煤锅炉煤改气的改造成本、改造难度和改造周期。燃煤锅炉煤改气后热效率提高了 20%左右，同时可降低CO2排放量70 %，减少SO 2排放近100 %，NO ,排放减少14%，可达到节能减排的目的。
【附图说明】
[0022]图1为现有燃煤锅炉的纵向截面示意图；
[0023]图2为本实用新型燃气锅炉的纵向截面示意图；
[0024]图3为本实用新型燃气锅炉的横向截面示意图。
[0025]其中:1_风室，2-链条炉排，3-煤斗，4-水冷壁，5-炉墙，6-上锅筒，7-烟气挡板，
8-下锅筒，9-省煤器，10-空气预热器，11-烟道，12-后水冷壁下集箱，13-后拱，14-前水冷壁下集箱，15-燃气烧嘴，16- 二次辐射面，17-多孔挡墙，18-炉底，19-折流板。
【具体实施方式】
[0026]以下结合实施例对本实用新型进一步说明:
[0027]实施例1
[0028]本实施例公开了一种可由中、小型燃煤锅炉局部改造而成的燃气锅炉。其改造所采用的技术方案是:保留原有燃煤锅炉(如图1所示)总体结构(水冷壁4、炉墙5、上锅筒
6、下锅筒8、省煤器9、空气预热器10、烟道11、后水冷壁下集箱12、后拱13、前水冷壁下集箱14)，除去原有与燃煤锅炉相关的设备(风室1、链条炉排2、煤斗3、烟气挡板7)，对炉膛内部结构进行局部改造。
[0029]改造工作主要有:铺设炉底、架设二次辐射面、安装燃气烧嘴、增设折流板和安装智能控制系统。
[0030]除去与燃煤锅炉相关的设备后，首先进行炉底铺设，炉底覆盖整个炉子底部。
[0031]炉底铺设完毕后，架设多孔挡墙。多孔挡墙架设在在炉底五分之二侧左右(近烟道端)，长度与炉底宽等同，高度根据燃烧室的尺寸进行设计。其材料为一般采用粘土砖，砌筑成多孔状，其作用是防止火焰直接冲刷炉子后拱，保护后拱。
[0032]辐射墙即二次辐射面架设在紧临多孔挡墙炉底长度中心线位置，高度根据燃烧室的尺寸进行设计。其材料一般采用粘土砖，砌筑成L状，其作用是增加炉内辐射传热量，提高炉子热效率。
[0033]两段式天然气烧嘴安装在拆除煤斗侧的炉墙位置，其数量与型号根据锅炉容量大小不同而有所不同，其作用是分配燃料和助燃空气并以一定方式喷出后让其在炉膛燃烧。
[0034]折流板安装在拆除的烟气挡板位置。其材料一般为耐火材料板，数量根据烟气量及设计流速确定，其作用是加快烟气流速，提高对流受热面的传热系数。
[0035]最后设计安装与燃气锅炉配套的供气系统及控制系统。
[0036]本实用新型燃气锅炉仅需对现有燃煤锅炉的燃烧系统和燃烧室进行改造即可实现。不仅大大地缩短了燃煤锅炉煤改气的工程周期，还极大地节省了改造成本。
[0037]通过上述改造得到的燃气锅炉的具体结构如图2和图3所示，燃气锅炉，包括炉体，所述炉体的一面炉墙上设置有烟道，所述炉体底部为炉底18，所述炉底靠近烟道2/5处、垂直于炉底设置有多孔挡墙17，所述多孔挡墙17的宽度与炉底18等宽，所述多孔挡墙17的高度为炉底18到后拱的距离；本实施例中所述多孔挡墙17为耐火砖多孔墙，即由耐火砖砌筑而成的表面设置有通孔的墙体。所述多孔挡墙17的设置能避免炉膛火焰直接冲刷后拱，并起到保护后拱的作用
[0038]远离烟道的炉墙上(本实施例中为端墙)设置有两个燃气烧嘴15 ;所述燃气烧嘴15包括煤气管、旋流器、导流体、一次风管、二次风管、蓄热装置和烧嘴砖，所述导流体内设置有第一导流管和第二导流管，所述煤气管出口与第一导流管入口连通，所述煤气管出口内设置有旋流器，所述第一导流管出口与烧嘴砖入口连通，所述烧嘴砖出口位于炉体内；
[0039]所述一次风管与煤气管连通；所述二次风管与第二导流管入口连通，所述第二导流管出口位于炉体内，所述二次风管外设置有蓄热装置。本实施例采用的所述燃气烧嘴15为两段式天然气烧嘴，能分配燃料和助燃空气并以一定方式喷出后让其在炉膛燃烧，实现两段式燃烧，减少NOx排放量，使NOx排放< 80ppm。
[0040]所述多孔挡墙17远离烟道的一侧，设置有垂直于炉底18的二次辐射面16，具体地，所述二次辐射面16设置在多孔挡墙17原理烟道一侧的中部。所述二次辐射面16为辐射墙或辐射板。所述辐射墙为耐火砖砌筑而成的墙体，所述辐射板为耐火材料板。所述二次辐射面16砌筑在炉底18上或悬挂在炉体中。所述二次辐射面的设置能有效增加炉内辐射传热量，提高炉子效率。
[0041]所述燃气锅炉的烟道顶部设置有烟气折流板19，所述烟气折流板19为耐火材料板，所述烟气折流板19数量根据烟气量及设计流速确定，其作用是加快烟气流速，提高对流受热面的传热系数。烟气折流板19的设置能提高对流受热面的传热系数，在不增加燃气锅炉受热面的情况下，使燃气锅炉的蒸发量明显增加。所述燃气锅炉的烟道内设置有省煤器。
[0042]所述燃气锅炉还设置有控制系统，所述控制系统与燃气烧嘴电联，以控制燃气烧嘴内流体流量和流速。所述控制系统的设置能提高燃气锅炉自动化、智能化水平。
[0043]所述炉底18包括自下而上设置的承重层、隔热层、保温层和耐火层。承重层采用钢板、工字钢、槽钢、角钢等组成钢结构，其作用是保证炉底18强度，不易变形。隔热层采用硅钙板或岩棉等隔热材料，其作用是减少炉底散热损失并对承重层进行保护，防止其受热变形。保温层采用轻质粘土砖、轻质高铝砖、硅藻土砖、轻质浇注料等轻质耐火材料，其作用是对炉底进行保温减少炉底散热损失同时对隔热层进行保护，防止其受热变形。耐火层采用粘土砖、硅砖、耐火浇注料等耐火材料，其作用是增加炉底结构强度并抵抗高温保护保温层，防止炉底受热变形。
[0044]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种燃气锅炉，包括炉体，其特征在于，所述炉体的一面炉墙上设置有烟道，所述炉体底部为炉底，所述炉底靠近烟道1/5-3/5处、垂直于炉底设置有多孔挡墙，所述多孔挡墙的宽度与炉底等宽，所述多孔挡墙的高度为炉底到后拱的距离；远离烟道的端墙和侧墙设置有多个燃气烧嘴；所述多孔挡墙远离烟道的一侧，设置有垂直于炉底的二次辐射面。2.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述二次辐射面为辐射墙或辐射板。3.根据权利要求1或2所述燃气锅炉，其特征在于，所述多孔挡墙中线远离烟道的一侦牝设置有垂直于炉底的二次辐射面。4.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述燃气烧嘴包括煤气管、旋流器、导流体、一次风管、二次风管、蓄热装置和烧嘴砖，所述导流体内设置有第一导流管和第二导流管，所述煤气管出口与第一导流管入口连通，所述煤气管出口内设置有旋流器，所述第一导流管出口与烧嘴砖入口连通，所述烧嘴砖出口位于炉体内； 所述一次风管与煤气管连通；所述二次风管与第二导流管入口连通，所述第二导流管出口位于炉体内，所述二次风管外设置有蓄热装置。5.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述多孔挡墙为耐火砖多孔墙。6.根据权利要求1或5所述燃气锅炉，其特征在于，所述炉底靠近烟道2/5处、垂直于炉底设置有多孔挡墙。7.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述燃气锅炉的烟道顶部设置有烟气折流板，所述烟气折流板为耐火材料板。8.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述燃气锅炉的烟道内设置有省煤器。9.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述燃气锅炉还设置有控制系统，所述控制系统与燃气烧嘴电联。10.根据权利要求1所述燃气锅炉，其特征在于，所述炉底包括自下而上设置的承重层、隔热层、保温层和耐火层。
【文档编号】F23M9-00GK204268465SQ201420720626
【发明者】张卫军, 池中源, 伊智, 杨强大, 刘石, 高恩亮, 王敏 [申请人]东北大学, 沈阳东大工业炉有限公司