专利名称:双层炉排铸铁热水锅炉的制作方法
双层炉排铸铁热水锅炉，是一种具有热源的流体加热器。
本实用新型涉及的是对已有铸铁热水锅炉的改进。铸铁锅炉由于采用联片组装方式，所以它在运输、安装、运行维护方面都很方便，同时它还具有结构紧凑，占地面积小，耐腐蚀、寿命长的优点，所以它一直被广泛地应用着。目前应用的铸铁锅炉的主要问题是热效率低，一般仅达40－50％，浪费燃料十分惊人，被称为煤老虎，同时它排烟的含尘量高达1000mg／Nm3以上，严重的污染空气，危害人们的生态环境。
本实用新型的目的，在于提供一种热效率高达80％，节省能源，排烟含尘量小于150mg／Nm3以下，减少环境污染，同时仍然保留有联片组装，运输、安装、运行维护方便，结构紧凑、占地面积小、耐腐蚀、寿命长的双层炉排铸铁热水锅炉。
本实用新型是这样构思的，采用双层炉排，逆向半煤气负压燃烧，水流强制循环的方式。锅炉本体结构如附图1、2所示，它由前炉片〔1〕、前返烟炉片〔2〕、出水法兰炉片〔3〕、若干中炉片〔4〕、后返烟炉片〔5〕、安全阀座炉片〔6〕、后炉片〔7〕等组成，每个炉片通过接口圈〔23〕与炉片上的三个接口〔10〕互相联片组装，用四根拉紧螺栓〔8〕紧固。铸铁炉片的结构如附图3、4所示，炉片采用垂直分布的椭园形配列管群，外部形成若干小方格结构。炉片采用HT15－33以上牌号铸铁铸成，壁厚为10mm，每个小方格尺寸为100×80mm，炉片外阔尺寸1600×1540×202mm。按其额定发热量要求，锅炉本体由12－17片炉片联片装成，额定发热量为60－90万大卡／小时。接口圈〔23〕的结构如附图7、8所示，它是一个中部带有同心环形凸台〔27〕的空心园柱体，凸台的两个端面垂直于轴心线，其上带有水纹线〔28〕，水纹线是一条三角形断面的环形凹槽，深度在2mm。炉片上的接口〔10〕，如附图4所示，它采用直角凹入平面，其上也有一条同接口圈上的水纹线。两个炉片用接口圈〔23〕联接，在带有水纹线的两个凸凹平面间，垫以石棉密封垫〔29〕，其结构如附图9所示，通过压紧炉片，形成内封闭式的联接。
锅炉内设上下两层炉排，上炉排〔9〕为水冷炉排，其结构如附图5、6所示，它是由若干根炉排管〔26〕与前集箱〔24〕，后集箱〔25〕构成。炉排管〔26〕贯穿燃烬室〔11〕，并采用较大的弯曲半径，一端成钝角与后集箱〔25〕焊接，同时将后集箱布置在锅炉体外。下炉排〔15〕为固定式普通结构形式的铸铁炉条。上炉排〔9〕上部空间为风室，上炉排〔9〕与下炉排〔15〕之间为燃烧室〔17〕，下炉排〔15〕以下为灰坑〔19〕，出口窗〔13〕与炉墙〔22〕构成燃烬室〔11〕，燃烬室内设置成花格方式排列的水纹砖。
本实用新型所采用的双层炉排、逆向半煤气燃烧方式是这样实现的。锅炉正常运行时，燃烧是在上炉排〔9〕和下炉排〔15〕上同时进行的，上炉排保持半煤气运行工况最佳，其工作过程如下由投料门〔16〕投入的燃料在上炉排上进行予热干燥、干馏、挥发份与焦碳的燃烧(氧化)和还原的过程。因此在上炉排〔9〕上，自上而下的存在三个区一是燃料的干燥、干馏区，逸出挥发份；二是挥发份与焦碳的氧化区，生成CO2、CO、H2O；三是挥发份与燃烧产物(CO2H2O)的还原区，生成CO、H2。只要保持上炉排上有一定厚度的煤层，并适时的清除渣层，就可以保持半煤气的持继产生。下炉排〔15〕上进行的是炉渣中焦碳的燃烧过程，正常工作时不往下炉排〔15〕上投新燃料，上炉排上形成的灰渣，通过适时拨火落到下炉排〔15〕上，通过灰门〔20〕适量的给风。使渣中的焦碳燃烬，灰份落到灰坑〔19〕里，燃料作到充分的燃烧，没燃烧损失很小，g4在6％以下。
在上下炉排间的燃烧室〔17〕内，进行着明火半煤气燃烧。正常工作时，自上而下的半煤气与自下而上含有的过剩空气燃烧产物在此混合，燃烧后经出口窗〔13〕进入燃烬室〔11〕中燃烬。
在燃烬室〔11〕内，未燃烬的挥发物，悬浮着的微小碳粒和剩余空气中的氧混合，充分燃烧。这样就使经过后烟箱〔21〕排放出的烟气中碳黑含量下降到较低程度，从而消除了黑烟。与此同时，由于高温炉气在燃烬室中的体积膨胀，压力降低，使悬浮在炉气中较大的粉尘由于自重而落下，此粉尘可定期由除灰门〔12〕清出。
在燃烬室〔11〕中的高温烟气，在燃烬室内又一次加热水冷炉排管〔26〕后，通过后返烟炉片〔5〕进入第一烟道，再经前返烟炉片〔2〕后，入第二烟道，沿途加热所有炉片，最后经后烟箱〔21〕由烟筒排出。由于高温烟气强烈冲刷炉片的方格式水管，经过各格内的多次对流热交换，使锅炉充分受热，降低了排烟温度，从而提高了锅炉的热效率。
本实用新型与现在广泛应用的铸铁锅炉比较，有如下的改进和优点合理布置了炉膛内的水冷壁。目前社会上使用的新、老式铸铁锅炉，普遍的存在着水冷壁布置过大，直接降低了炉膛内的温度，影响了燃料的充分燃烧，降低了烟气温度，影响了辐射与对流受热效果。而本实用新型炉片取消了两支长脚，大大减少了水冷壁容积。从而提高了炉膛内的温度及烟气温度，提高了锅炉的热效率。节省钢材23％。
提高了对流热效果。本实用新型采用了联片组装炉片构成无数小方格式烟道，形成垂直分布椭园形配列管群，增加了对流受热面积，降低了炉腔内高温烟气的排烟温度，不加省煤器可降到200℃以下。提高了对流的热效果。
改进了水冷炉排的结构。已往冷水炉排管采用直角或小弯曲半径，一端焊接在后集箱上，后集箱布置在炉内，当受热后，往往炉排管发生弯曲变形或出现裂纹。本实用新型水冷炉排管穿越燃烬室，采用大弯曲半径和大弯角与后集箱连接，并将后集箱布置在炉外。从而增加了辐射受热面积，增强了辐射受热效果和除尘效果。同时由于水冷炉排管变为柔性连接结构，改变了受力状态，避免了水冷炉排管受热弯曲和变形。
改变了接口方式。已往铸铁锅炉炉片的三个接口，都采用7°锥形接口，依靠7°锥形接口圈定位连接。这种接口形式，既增加了加工难度，又不易保证其精度。本实用新型炉片采用直角凹型接口和直角凸形接口圈，借助密封垫密封，这种接口形式，结构简单，容易加工制造，既简化了工艺又保证了精度，便于定位组装。
图1双层炉排铸铁热水锅炉总体结构示意图；图2双层炉排铸铁热水锅炉侧视图；图3炉片结构示意图；图4图3A－A剖面图；图5上炉排正视图；图6上炉排俯视图。
附图7接口圈结构示意图；附图8图7I部放大图；附图9密封垫示意图。
如前所述，完成这项实用新型的方式，基本构成了实施这项实用新型的最佳方式。
权利要求
一种包含有前炉片[1]、前返烟炉片[2]、出水法兰炉片[3]、若干中炉片[4]、后返烟炉片[5]、安全阀座炉片[6]、后炉片[7]、拉紧螺栓[8]、水冷炉排[9]、下炉排[15]、燃烧室[17]、燃烬室[11]组成的双层炉排铸铁热水锅炉，其特征在于所述的炉片及联片通过接口圈[23]联接，组成小方格式烟道，形成具有垂直分布的椭园形配列管群的炉体；接口圈是一个中部带有同心环形凸台[27]的空心园柱体，凸台的两个端面垂直于轴心线，其上带有一条具有三角形断面的环形凹槽水纹线[28]；水冷炉排管[26]穿越燃烬室[11]，以大的弯曲半径成钝角与布置在炉外的后集箱[25]连接。
专利摘要
双层炉排铸铁热水锅炉，是对目前广泛应用的铸铁热水锅炉的改进，在结构上减少了炉膛内水冷壁的容积；采用带有小方格式烟道，成垂直分布椭圆形配列管群的炉片，联片组装成本体；上炉排管以大弯曲半径成钝角与炉体外的后集箱连接。因此该锅炉除具有一般铸铁锅炉的特点外还具有热效率高(80％)、排烟含尘量低(150mg/Nm
文档编号F24H1/22GK87208619SQ87208619
公开日1988年5月18日 申请日期1987年6月2日
发明者刘景志, 程韧, 邱富智, 崔继尧 申请人:哈尔滨低压锅炉厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan