冷凝锅炉的制作方法

本实用新型属于锅炉技术领域，更具体地说，是涉及一种冷凝锅炉。

背景技术：

锅炉是一种能量转换设备，通过燃烧器燃烧燃料，将燃料中的化学能等转化为热能，燃料释放的热能由冷却水吸收，表现为锅炉输出具有一定热能的蒸汽或高温水，同时，燃料燃烧后产生的高温烟气经充分冷却后由出烟管道排出。冷凝锅炉除了能吸收燃料燃烧后高温烟气中的显热，还能吸收高温烟气中水蒸气凝结所释放的汽化潜热，使冷凝锅炉的热效率提高。现有的冷凝锅炉一般是利用高效的换热器来实现系统供热的热交换进而达到烟气低温排放的目的，结构复杂，占地面积大，设备成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种冷凝锅炉，旨在解决现有的冷凝锅炉需要额外设置换热器才能实现系统供热的热交换，结构复杂，占地面积大，设备成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种冷凝锅炉，包括燃烧室、与燃烧室连通的烟气冷却室和固定于烟气冷却室内部的冷却管组，烟气冷却室内固定有至少一个用于分隔形成具有至少一级转弯结构的连续烟气通道的烟气折流板，燃烧室上设有用于与燃烧器连通的燃烧器接口，烟气冷却室上设有用于与出烟管道连通的出烟口；燃烧室与烟气冷却室的连通口为连续烟气通道的入口，出烟口为连续烟气通道的出口，冷却管组与锅炉的冷却水供应组件连通。

进一步地，每个烟气折流板相互平行设置，相邻的烟气折流板交替固定在烟气冷却室的两个相对侧壁上。

进一步地，烟气折流板的数量为三个，三个烟气折流板自上至下间隔设置，最上方的烟气折流板的固定端、连通口和出烟口均位于烟气冷却室的同一侧。

进一步地，冷却水供应组件包括围设在燃烧室和烟气冷却室外侧的外壳，燃烧室的外壁、烟气冷却室的外壁与外壳围设成用于容纳冷却水的冷却水套，冷却管组与冷却水套连通，外壳的侧壁上设有分别与燃烧器接口和出烟口对应连通的通孔，外壳的侧壁上还开通有冷却水入口和冷却水出口。

进一步地，燃烧室设于烟气冷却室的上方，燃烧室和烟气冷却室之间为与冷却水套连通的第一冷却水槽，连通口设于烟气冷却室的上部，出烟口设于烟气冷却室的下部。

进一步地，冷却水入口设于外壳的底部，冷却水出口设于外壳的顶部。

进一步地，至少最上方的烟气折流板的固定端开设与冷却水套连通的第二冷却水槽，第二冷却水槽沿水平方向的延伸长度值大于等于连通口沿水平方向的延伸长度值且小于等于烟气折流板的长度值。

进一步地，冷却管组包括若干个错位布置的冷却水管，每个冷却水管均沿竖直方向贯穿烟气冷却室并与冷却水供应组件连通。

进一步地，每个冷却水管的外壁上均设有换热翅片。

进一步地，换热翅片沿冷却水管轴向方向的分布长度值小于冷却水管的长度值。

本实用新型提供的冷凝锅炉的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的燃料经燃烧器点燃后从燃烧器接口进入燃烧室，烟气在燃烧室内充分燃烧后通过连通口进入烟气冷却室，烟气冷却室内设置烟气折流板，加长烟气在烟气冷却室内的流通长度，使高温烟气能与冷却管组充分接触并进行冷却，实现高温烟气从连通口到出烟口处的阶梯式降温，保证烟气从出烟口排出时能达到低温排放的标准，热效率高，结构简单，制作成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例又一提供的冷凝锅炉的结构示意图；

图3为图1的侧视结构示意图；

图4为图1和图2中冷却水管的分布结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的烟气流通路线示意图。

图中：10、燃烧室；11、燃烧器接口；12、连通口；20、烟气冷却室；21、出烟口；22、烟气折流板；23、冷凝水出口；30、冷却管组；31、冷却水管；32、换热翅片；40、外壳；41、冷却水入口；42、冷却水出口；50、冷却水套；51、第一冷却水槽；52、第二冷却水槽；521、转烟板；522、侧板；53、第三冷却槽；54、第四冷却槽。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图3，现对本实用新型提供的冷凝锅炉进行说明。冷凝锅炉，包括燃烧室10、与燃烧室10连通的烟气冷却室20和固定于烟气冷却室20内部的冷却管组30，烟气冷却室20内固定有至少一个用于分隔形成具有至少一级转弯结构的连续烟气通道的烟气折流板22，燃烧室10上设有用于与燃烧器连通的燃烧器接口11，烟气冷却室20上设有用于与出烟管道连通的出烟口21；燃烧室10与烟气冷却室20的连通口12为连续烟气通道的入口，出烟口21为连续烟气通道的出口，冷却管组30与锅炉的冷却水供应组件连通。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的燃料经燃烧器点燃后从燃烧器接口11进入燃烧室10，烟气在燃烧室10内充分燃烧后通过连通口12进入烟气冷却室20，烟气冷却室20内设置烟气折流板22，使烟气能在烟气冷却室20内反复折回流动，转弯结构加长了烟气在烟气冷却室20内的流通长度，使高温烟气能与冷却管组30多次充分接触并进行冷却，实现高温烟气从连通口12到出烟口21处的递减式降温，保证烟气从出烟口21排出时能达到低温排放的标准，热效率高，结构简单，制作成本低。

需要说明的是，本实施例中“至少一级转弯结构”，指的是烟气能在烟气冷却室20内至少转向一次并与冷却管组30接触冷却两次，该转弯结构形成的烟气通道可为在烟气冷却室20内蛇形反复流通的通道，也可为在烟气冷却室20内螺旋盘绕的烟气通道，该螺旋盘绕的烟气通道的入口在烟气冷却室20的顶部，出口在烟气冷却室20的底部，烟气绕一定轴线螺旋向下流动，依靠连续的螺旋分隔板形成多级转弯结构。

由于烟气长期冲刷烟气冷却室20，烟气冷却室20中的冷却水管31、换热翅片32以及各个烟气折流板22上会存积未充分燃烧的灰尘等，灰尘覆盖在冷却水管31和换热翅片32上，降低换热效果，因此，可以在烟气折流板22上固定与外界连通的喷淋水管，喷淋水管上设置水孔或者喷淋头，喷淋水管上设置开关阀，外界向喷淋水管内通入有一定压力的水，通过水孔或者喷淋头冲刷烟气冷却室20，达到清洁的目的，喷淋水管可以设置多根。

进一步地，请参阅图1、图2和图5，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，每个烟气折流板22相互平行设置，相邻的烟气折流板22交替固定在烟气冷却室20的两个相对侧壁上。烟气折流板22可根据不同的固定位置及角度分隔成为不同形状的烟气通道，比如两个烟气折流板22的一端连接固定，这两个烟气折流板22的另一端以一定间距固定在烟气冷却室20的侧壁上，与这两个烟气折流板22相邻的两个烟气折流板22以同样的固定方式固定在与该侧壁相对的侧壁上，形成之字形烟气通道；可选的，本实施例中，每个烟气折流板22平行设置，各个烟气折流板22可以沿水平方向自左向右间隔设置或者沿竖直方向自上至下间隔设置，根据燃烧室10相对于烟气冷却室20的位置进行设置，本实施例不进行限制。

进一步地，请参阅图1、图2和图5，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，烟气折流板22的数量为三个，三个烟气折流板22自上至下间隔设置，最上方的烟气折流板22的固定端、连通口12和出烟口21均位于烟气冷却室20的同一侧。本实用新型实施例提供的冷凝锅炉采用烟气出燃烧室10后的四回程设计，燃料在燃烧室10内充分燃烧后经连通口12进入烟气冷却室20内，烟气经最上方的烟气折流板22折流，进入第一回程，烟气冲刷烟气冷却室20的侧壁反向进入位于上方的两个烟气折流板22之间的第二回程，以此类推，烟气在烟气冷却室20内四个回程流动从出烟口21流出，烟气在流动过程中与冷却管组30内的冷却水交换热量实现阶梯式降温冷却；各个烟气折流板22可垂直或以一定夹角倾斜固定在烟气冷却室20的侧壁上，本实施例不进行限制，只要能分隔形成连续的烟气通道即可。

烟气在第四回程时水蒸气中的潜热放出，水蒸气冷凝，为防止第四回程内的冷却水管31发生腐蚀，冷却水管31在第四回程的管段需要做防腐蚀处理或者采用防腐蚀材料，比如不锈钢或09铬铜锑。

进一步地，请参阅图1、图2和图5，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，冷却水供应组件包括围设在燃烧室10和烟气冷却室20外侧的外壳40，燃烧室10的外壁、烟气冷却室20的外壁与外壳40围设成用于容纳冷却水的冷却水套50，冷却管组30与冷却水套50连通，外壳40的侧壁上设有分别与燃烧器接口11和出烟口21对应连通的通孔，外壳40的侧壁上还开通有冷却水入口41和冷却水出口42。为实现烟气更优的冷却效果，设置外壳40，使燃烧室10和烟气冷却室20能处于外壳40围设的空间内，外壳40内通入冷却水，就使得燃烧室10和烟气冷却室20处于冷却水的包裹中，同时，冷却水还能通过冷却管组30，穿过烟气冷却室20的内部，烟气既能与烟气冷却室20外部的冷却水进行热量交换，又能与冷却管组30内的冷却水进行热量交换，实现烟气的双重冷却；相较于现有的锅炉换热器，本实施例提供的冷却组件容水量大，可实现的换热量高，在与供热系统等组件连通时，无需板式换热器，适用性高。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，燃烧室10设于烟气冷却室20的上方，燃烧室10和烟气冷却室20之间为与冷却水套50连通的第一冷却水槽51，连通口12设于烟气冷却室20的上部，出烟口21设于烟气冷却室20的下部。燃烧室10采用卧式设计，卧式大炉膛能充分适应火焰的燃烧直径和燃烧长度；如果燃烧室10与烟气冷却室20并排设计，那么燃烧室10与烟气冷却室20均悬置于外壳40内的冷却水中；本实施例中，燃烧室10作为整体设置在烟气冷却室20的正上方，燃烧室10与烟气冷却室20之间通过第一冷却水槽51分隔开，这样既能实现燃烧室10和烟气冷却室20分别采用湿背式设置悬置于流动的冷却水中，增强冷却效果，又能简化锅炉结构，减小占地面积；燃料在燃烧室10充分燃烧的过程中，通过控制风量，包裹在燃烧室10外部的冷却水套50能够充分辐射吸热，吸收高温烟气中的大部分热量。

第一冷却水槽51呈U型，包括燃烧室10的底板、烟气冷却室20的顶板以及设于燃烧室10和烟气冷却室20的连通口12处的用于连接该底板与顶板的折板；第一冷却水槽51将底板和顶板分隔开形成用于流通冷却水的有一定距离的通道，底板和顶板的间距为大于等于50mm，根据锅炉实际需求进行选择。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，冷却水入口41设于外壳40的底部，冷却水出口42设于外壳40的顶部。冷却水从下部的冷却水入口41进入冷却水套50内并向上聚积流动并分流，一部分冷却水冲刷燃烧室10和烟气冷却室20的外壁进行冷却，同时另一部分冷却水进入冷却管组30流动冷却高温烟气；高温烟气从上部的燃烧室10向下进入烟气冷却室20内，并从下部的出烟口21进入出烟管道，低温冷却水与烟气尾部的低温烟气换热，吸热升温之后的高温冷却水与燃烧室10的辐射面高温换热，在冷却水冷却烟气过程中，冷却水温度升高，冷却水密度变小，自行向上流动，这样，冷却水供应组件可以不设置动力装置就能实现冷却水向上流动并与烟气逆流换热，当然，冷却水供应组件也可以设置加压动力组件，辅助冷却水加压流动，本实施例不进行限制，同时，热水向上运动，防止热水产生汽化现象；可选地，冷却水入口41的高度低于外壳40的底板，冷却水出口42的高度高于燃烧室10的顶板，保证冷却水套50对燃烧室10最优的冷却效果。

进一步地，请参阅图1和图5，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，至少最上方的烟气折流板22的固定端开设与冷却水套50连通的第二冷却水槽52，第二冷却水槽52沿水平方向的延伸长度值大于等于连通口12沿水平方向的延伸长度值且小于等于烟气折流板22的长度值。烟气通过连通口12进入烟气冷却室20时，首先会冲刷最上方的烟气折流板22的固定端，由于烟气冷却室20中第一回程的烟气温度仍然很高，该烟气折流板22的固定端在受到烟气冲刷的同时，也会吸收烟气中的热量，为防止该烟气折流板22冲击或高温变形，至少应该在该烟气折流板22的固定端上侧设置转烟板521，转烟板521起到改变烟气流向的作用，转烟板521与该烟气折流板22呈夹角设置，转烟板521与该烟气折流板22构成第二冷却水槽52并与冷却水套50连通，通过流动的冷却水带走转烟板521从烟气中吸收的热量，降低转烟板521因高温发生变形损害的可能性；为保证第二冷却水槽52能实现更优的冷却效果，转烟板521与该烟气折流板22的固定端的间距不宜过小，在转烟板521与该烟气折流板22之间设置增加间距的侧板522，防止转烟板521与该烟气折流板22固定端处的冷却水滞留，导致冷却效果降低；转烟板521与侧板522的连接处可为圆角过渡连接，有助于烟气平滑过渡；侧板522的高度根据实际需要进行选择，本实施例中规定，侧板522的高度大于等于50mm；考虑到通过第二冷却水槽52充分冷却该烟气折流板22，转烟板521的长度需要大于连通口12的宽度。

可以理解的，请参阅图2，转烟板521的长度最大可与该烟气折流板22等长。

请参阅图1和图2，在本实施例中，位于下方的两个烟气折流板22的固定端处分别设置第三冷却槽53和第四冷却槽54，用于保护相应的烟气折流板22，同时优化冷却每个回程的烟气，第三冷却槽53和第四冷却槽54的长度根据实际需要设置，本实施例中第三冷却槽53和第四冷却槽54的长度分别与相应的烟气折流板22长度相等；相应的，每个冷却水管31均被第三冷却槽53和第四冷却槽54分割为三段式，分段式的冷却水管31可以根据不同回程的冷却需求采取不同的材质，如，在第一回程和第二回程，烟气仍处于高温状态，那么第一回程和第二回程内的冷却水管31和换热翅片32只要能耐高温即可，在第三回程和第四回程内，烟气温度降低，烟气中的水蒸气开始冷凝，为防止冷却水管31和换热翅片32腐蚀，第三回程和第四回程内的冷却水管31和换热翅片32需要做防腐处理，比如涂覆防腐涂层或者采取不锈钢、09铬铜锑等耐硫酸低温露点腐蚀的材质，同时，处于第三回程和第四回程内的烟气折流板22以及烟气冷却室20的侧壁以及底板同样需要做防腐处理；为节省成本考虑，可如上述只在第四回程内做防腐蚀处理。

进一步地，请参阅图1、图2和图4，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，冷却管组30包括若干个错位布置的冷却水管31，每个冷却水管31均沿竖直方向贯穿烟气冷却室20并与冷却水供应组件连通。需要说明，本实施例中所指的“连通”，可理解为由冷却水管31自身贯穿烟气冷却室20的顶底板，或者由与冷却水管31连通的导管贯穿烟气冷却室20侧板的顶部与底部；每个冷却水管31均贯穿烟气冷却室20并与冷却水套50连通，冷却水从冷却水管31的下端流入，流经冷却水管31后从冷却水管31顶端流出并进入第一冷却水槽51内部；可选地，每个冷却水管31平行布置且错位布置，保证冷却水管31能充分扰动高温烟气并进行冷却；冷却水管31按列或排布置，相邻两列或两排中的相邻的两个冷却水管31在沿烟气流动方向上均不重合，且相邻两列或两排中相邻的两个冷却水管31的间距小于冷却水管31的管径，也就是说，在图4上，相邻两列的相邻的两个冷却水管31的圆心连线与水平线呈夹角设置，保证冷却水管31能充分扰动烟气并进行冷却。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，每个冷却水管31的外壁上均设有换热翅片32。为增加高温烟气与冷却水管31的换热接触面积，在冷却水管31的外壁上设置换热翅片32，换热翅片32沿冷却水管31的长度方向均匀分布，换热翅片32的形状可为圆形或方形，根据实际需要进行选择。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本实用新型实施例提供的冷凝锅炉的一种具体实施方式，换热翅片32沿冷却水管31轴向方向的分布长度值小于冷却水管31的长度值。考虑到，烟气冷却室20内第一回程的烟气温度仍然较高，换热翅片32不设置在第一回程区域内，同理，第二回程区域内也可不设置换热翅片32；在第四回程内的换热翅片32以及烟气冷却室20的底板、侧板以及位于最下方的烟气折流板22均需要做防腐蚀处理或者采用防腐蚀材料；烟气冷却室20的底板上设置用于排放冷凝水的冷凝水出口23，为有助于冷凝水汇集于冷凝水出口23处，烟气冷却室20的底板可设置于与水平面呈夹角的倾斜状，冷凝水出口23设置在烟气冷却室20底板的最低处。

本实用新型装置设有供烟气呈S型流转的烟气冷却室20，烟气在流转过程中与冷却水交换热量，烟气温度可冷却到露点温度，即30℃-60℃之间，在吸收这部分显热的同时又回收了大部分潜热，从而提高了热效率,一般可提高10％-15％以上,按燃料低位热值计算的热效率超过100％，最高可达到108％以上，结构简单，效率高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。