CN210107347U - 超低氮冷凝余热蒸汽锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，包括锅炉本体、超低氮燃烧器、风机、冷凝器以及空气预热器，锅炉本体包括存水罐以及炉膛，炉膛包括炉胆以及回燃室，炉膛的开口端处设置有前烟箱，回燃室与前烟箱通过若干烟管相连通；冷凝器的内部设置有换热管以及排烟通道，换热管的排水端与存水罐相连通，排烟通道通过排烟管道与前烟箱相连通；空气预热器位于排烟管道的内部，空气预热器包括一端与风机的出风端相连通，另一端与超低氮燃烧器的进气端相连通的空气流通管道以及烟气流通管道；锅炉本体的外部还设置有将排烟管道和风机的进风端相连通的烟气循环管道。本实用新型具有提高了燃气的燃烧效率，进一步降低了烟气中NOx的生成。

Description

超低氮冷凝余热蒸汽锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其是涉及一种超低氮冷凝余热蒸汽锅炉。

背景技术

为了适应国民经济的可持续发展和环境保护的要求，煤炭型燃料已逐步改变为油、气型燃料。油、气型燃料易于输送和使用，在保证良好的燃烧条件下，基本上不产生环境污染，发热值高，这使得燃油、燃气锅炉实现运行自动化、高效率。近年来，由于燃油燃气锅炉体型小、自动化程度高、安装方便，并在各种热媒下都可以得到十分方便而灵活的应用，燃油燃气锅炉得到了广泛的发展和应用。

传统燃油燃气锅炉中，由于烟气阻力、低温腐蚀等原因，锅炉排烟温度设计均高于150℃，未带尾部受热面的锅炉甚至高于250℃，烟气中水蒸汽处于过热蒸汽状态，不可能凝结成液态水而放出汽化潜热。锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热量的热损失。 因此传统锅炉热效率一般只能达到87％～ 91％。

冷凝式余热回收锅炉，它把排烟温度降低到 50 ～ 70℃，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热。以天然气为燃料的冷凝余热回收锅炉烟气中水蒸汽容积成分一般为 15％～ 19％，燃油锅炉烟气中水蒸汽含量为 10％～ 12％，远高于燃煤锅炉产生的烟气中 6％以下的水蒸汽含量。目前锅炉热效率均以低位发热量计算，尽管名义上热效率较高，但由于天然气高、低位发热量值相差10％左右，实际能源利用率尚待提高。且现有冷凝余热回收蒸汽锅炉主要是通过在普通蒸汽锅炉外部另外加装余热回收装置，通过补水箱与冷凝器之间的循环，提高锅炉给水温度，冷凝器为常压设计，效率不显著。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其具有回收烟气中的潜热，利用回收的热量对送入到超低氮燃烧器中的温度进行升温，使火焰的低温燃烧更均匀、充分，提高了燃气的燃烧效率，进一步降低了烟气中NOx的生成。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，包括锅炉本体、超低氮燃烧器以及风机，锅炉本体包括存水罐以及一端开口一端封闭的炉膛，炉膛的封闭端伸入到存水罐的内部，超低氮燃烧器的燃烧端伸入到炉膛的内部，存水罐的底端设置有排水管，存水罐的顶端设置有与存水罐内部相连通的蒸汽排放管，蒸汽排放管上安装有蒸汽阀；

炉膛包括炉胆以及与炉胆内部相连通的回燃室，回燃室位于炉胆伸入到存水罐的内部的一端，炉膛的开口端设置有前烟箱，回燃室与前烟箱之间通过若干烟管相连通，烟管位于炉胆的外部；

存水罐的顶端外部设置有冷凝器，冷凝器的内部设置有换热管以及排烟通道，换热管的排水端与存水罐的内部相连，冷凝器内部的排烟通道通过排烟管道与前烟箱相连通，前烟箱内部的烟气通过排烟管道送入到冷凝器内部的排烟通道中并与换热管内的水进行热交换；

排烟管道内设置有空气预热器，空气预热器包括固定在排烟管道内部并将排烟管道内部分隔成两段的壳体，壳体的内部设置有空气流通管道以及烟气流通管道，空气流通管道与风机的出风端相连通，空气流通管道的另一端与超低氮燃烧器的进气端相连通，前烟箱内部的烟气通过空气预热器内部的烟气流通管道时，烟气流通管道内的烟气与空气流通管道内的空气进行热交换；

排烟管道的外部还设置有烟气循环管道，烟气循环管道一端与排烟管道的内部相连通，另一端与风机的进风端相连通。

通过采用上述技术方案，通过位于排烟管道内部的空气预热器，使产生的高温烟气对送入到超低氮燃烧器内部的空气的温度进行升温，并通过烟气循环管道使升高的空气温度混合烟气之后在送入到炉胆内部时，能够降低炉胆内的燃烧温度，使火焰温度场更均匀，温度水平更低，能够有效的抑制高温型NOx的产生，从而控制NOx的排放量，同时通过冷凝器对送入到存水罐内部的水进行升温，从而回收所排烟气中的潜热，达到节能的效果。

本实用新型进一步设置为：存水罐的外部设置有扶梯，扶梯的顶端伸至存水罐的顶端处。

通过采用上述技术方案，便于检修人员爬至存水罐的顶端，从而对存水罐顶端处的零件进行维修。

本实用新型进一步设置为：所述存水罐的内部设置有搅动装置，搅动装置包括分别回转连接在存水罐相对侧壁上的相对的回转环，相对的回转环之间设置有若干搅流片，锅炉本体上设置有用于驱动相对的回转环中其中一个回转环进行转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，搅动存水罐内部的水，从而使存水罐内的水受热更均匀。

本实用新型进一步设置为：相对的回转环中其中一个为齿环，驱动组件包括驱动电机以及固定在驱动电机的输出轴上的传动齿轮，传动齿轮与为齿环的回转环相啮合。

通过采用上述技术方案，传动齿轮通过驱动电机带动，从而带动为齿环的回转环进行转动。

本实用新型进一步设置为：所述存水罐的顶端设置有与存水罐内部相连通的安全阀。

通过采用上述技术方案，当存水罐内的压力超过安全阀的限定值时，安全阀启动，对存水罐进行减压，从而确保锅炉运转的安全性。

本实用新型进一步设置为：所述风机的进风端处设置有消音装置。

通过采用上述技术方案，减小风机启动时所产生的噪音，从而改善工作环境。

本实用新型进一步设置为：烟管为螺纹烟管。

通过采用上述技术方案，采用螺纹烟管，其相比普通烟管具有强化传热、不积灰、磨损轻的优点。

本实用新型进一步设置为：存水罐的外部设置有竖直设置的水位计，水位计的顶端和底端分别与存水罐的顶端和底端相连通。

通过采用上述技术方案，能够直观的观察处存水罐内部水的储量。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过位于排烟管道内部的空气预热器，使产生的高温烟气对送入到超低氮燃烧器内部的空气的温度进行升温，并通过烟气循环管道使升高的空气温度混合烟气之后在送入到炉胆内部时，能够降低炉胆内的燃烧温度，使火焰温度场更均匀，温度水平更低，能够有效的抑制高温型NOx的产生，从而控制NOx的排放量；

2.通过冷凝器对送入到存水罐内部的水进行升温，从而回收所排烟气中的潜热，达到节能的效果；

3.通过在存水罐的内部设置搅动组件，搅动存水罐内部的水，从而使存水罐内的水受热更均匀。

附图说明

图1是超低氮冷凝余热蒸汽锅炉的结构示意图；

图2是存水罐的剖视图；

图3是存水罐的内部结构示意图；

图4是空气预热器的结构示意图；

图5是超低氮冷凝余热蒸汽锅炉背侧的结构示意图。

图中，1、支架；2、锅炉本体；21、存水罐；211、排水管；212、蒸汽排放管；213、蒸汽阀；22、炉膛；221、炉胆；222、回燃室；23、扶梯；24、围挡；25、安全阀；3、前烟箱；4、螺纹烟管；5、超低氮燃烧器；6、冷凝器；61、外壳；62、换热管；7、排烟管道；8、空气预热器；81、壳体；82、烟气流通管道；83、空气进入管；84、空气排出管；9、风机；91、消音器；10、烟气循环管道；11、搅动装置；111、回转环；112、搅流片；113、驱动电机；114、传动齿轮；12、水位计。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，包括支架1以及固定在支架1顶端处的锅炉本体2，通过支架1从而使锅炉本体2在安装到地面的时候，锅炉本体2与地面之间形成间隔。

参照图1、图2，锅炉本体2包括存水罐21以及一端开口一端封闭的炉膛22。炉膛22的封闭端贯穿存水罐21左端的侧壁从而伸入到存水罐21的内部。炉膛22的开口端位于存水罐21左端的外部。炉膛22贯穿存水罐21的位置处，炉膛22与存水罐21之间焊接密封。炉膛22伸入到存水罐21内部的部位的壁板与存水罐21的罐壁之间留有空间。

炉膛22包括呈圆柱状的两端开口的炉胆221以及与炉胆221位于存水罐21内部的一端固定相连的回燃室222，回燃室222与炉胆221之间焊接固定相连且回燃室222的内部与炉胆221的内部相连通。炉胆221远离回燃室222的一端位于存水罐21的外部。回燃室222的截面面积大于炉胆221的截面面积，从而使回燃室222的边缘突出至炉胆221的侧壁外部。

位于炉膛22的开口端设置有前烟箱3，前烟箱3与存水罐21之间固定相连。炉胆221完全贯穿前烟箱3。炉胆221贯穿前烟箱3的位置处，前烟箱3与炉胆221的侧壁之间通过焊接的方式进行固定密封。

参照图2、图3，位于前烟箱3以及回燃室222之间设置有若干螺纹烟管4，螺纹烟管4分布在炉胆221的上半部的外侧。螺纹烟管4的两端分别与回燃室222以及前烟箱3的内部相连通，螺纹烟管4与回燃室222以及前烟箱3的壁板之间通过焊接固定相连。

炉胆221远离回燃室222的一端安装有超低氮燃烧器5，超低氮燃烧器5的燃烧端伸入到炉膛22的内部。通过超低氮燃烧器5燃烧产生高温烟气，炉胆221内的高温烟气流入至回燃室222的内部，并通过螺纹烟管4将高温烟气回流至前烟箱3的内部，使所产生的高温烟气通过螺纹烟管4产生回程，从而使螺纹烟管4对存水罐21内部的水进行加热。

位于存水罐21的外部顶端处设置有冷凝器6，冷凝器6通过支架固定在在存水罐21的顶端。冷凝器6包括固定在存水罐21顶端处的外壳61，外壳61为长度方向两端均带有开口的内部中空的矩形体结构。外壳61的内部形成一个供烟气流通的排烟通道。位于外壳61的内部设置有换热管62，换热管62位于外壳61内部的一段呈弯曲状，换热管62的两端分别位于外壳61的外部。换热管62的其中一端为进水端，另一端为排水管，换热管62的排水端贯穿存水罐21的顶端壁板从而与存水罐21的内部相连通。位于存水罐21的底端设置有与存水罐21的内部相连通的排水管211，排水管211与存水罐21的罐壁之间焊接固定相连。

位于冷凝器6与前烟箱3之间固设有竖直设置的排烟管道7，排烟管道7的两端分别与前烟箱3的内部以及冷凝器6的外壳61的进烟端相接通且排烟管道7的两端分别与冷凝器6的外壳以及前烟箱3的箱体焊接固定相连。排烟管道7将前烟箱3与冷凝器6相连通，从而使前烟箱3内部的高温烟气通过排烟管道7流入到冷凝器6的内部，从而通过流入到冷凝器6外壳内部的高温烟气对换热管62内部的水进行热交换，从而使换热管62内部的水的温度升高，使流入到存水罐21的水的温度升高。

参照图3、图4，位于排烟管道7的内部固定有空气预热器8，空气预热器8包括固定在排烟管道7内部的中空的壳体81，壳体81将排烟管道7的内部分隔成两段。位于壳体81的内部设置有若干跟竖直设置的烟气流通管道82，烟气流通管道82的顶端和底端分别贯穿壳体81顶端和底端的壁板从而将排烟管道7内部通过壳体81分隔的两段进行连通。相邻的烟气流通管道82之间留有间隔。位于壳体81的顶端和底端分别固定有与壳体81的内部相连通的空气进入管83和空气排出管84。空气进入管83、空气排出管84以及壳体81的内部之间形成空气流通通道。

位于排烟管道7的外部，排烟管道7的左端壁板的外部安装有风机9，风机9的出风端与空气进入管83相对接，空气进入管83与风机9的出风端之间法兰相连。空气排出管84与超低氮燃烧器5的进气端相连通。通过空气排出管84为超低氮燃烧器5提供燃料燃烧所需的空气。

通过空气预热器8对空气进行加热，从而使送入到超低氮燃烧器5的内部提供升温的空气，并使升温的空气送入到超低氮燃烧器5内与燃料混合，并送入到炉膛22的内部进行高效燃烧。

排烟管道7的的外部安装有烟气循环管道10，烟气循环管道10一端与排烟管道7的内部相连，另一端与风机9的进风端相连通。烟气循环管道10的两端分别与排烟管道7的管道壁和风机9之间法兰相连。通过循环管道将部分烟气送入到风机9的进风端，并使烟气与空气混合最后送入到超低氮燃烧器5的内部，使其与燃料混合燃烧。

升高的空气温度混合烟气之后在送入到炉胆内部时，能够降低炉胆内的燃烧温度，使火焰温度场更均匀，温度水平更低，能够有效的抑制高温型NOx的产生，从而控制NOx的排放量。

参照图5，位于存水罐21的顶端设置有与存水罐21焊接相连且与存水罐21内部相连通的蒸汽排放管212，位于蒸汽排放管212上安装有蒸汽阀213，通过蒸汽排放管212从而将存水罐21内的蒸汽进行排放。

参照图2、图3，位于存水罐21的内部回转连接有将炉膛22套在内部的用于搅动水的搅动装置11，搅动装置11包括分别回转连接在存水罐21左端和右端壁板上的两个相对设置的回转环111，位于两个回转环111之间设置有若干搅流片112，搅流片112的两端分别与相对的两个回转环111焊接固定相连。搅流片112沿着回转环111的圆周方向等距排列。

位于存水罐21的右端侧壁上设置有驱动电机113，驱动电机113的输出轴穿过存水罐21的右端侧壁从而伸入存水罐21的内部。驱动电机113的输出轴位于回转环111的内部。位于存水罐21右端侧壁上的回转环111为内齿环，在驱动电机113的输出轴上固定有传动齿轮114，传动齿轮114与位于存水罐21右端侧壁上的回转环111之间相啮合。

启动驱动电机113，通过传动齿轮114从而带动位于存水罐21右端侧壁上的回转环111进行转动，位于存水罐21右端侧壁上的回转环111转动时，带动搅流片112随着回转环111进行转动，从而搅动存水罐21内部的水，使存水罐21内的水温更均匀。

参照图1，存水罐21的外部表面设置有扶梯23，扶梯23的顶端伸至存水罐21的顶端，扶梯23与存水罐21之间通过螺栓固定在一起。通过设置扶梯23，从而便于检修人员爬至存水罐21的顶端。

为防止检修人员从存水罐21的顶端跌落，在存水罐21的顶端边缘处设置有围挡24，围挡24的底端通过螺栓与存水罐21之间固定相连。

位于存水罐21的顶端设置有与存水罐21的内部相连通的安全阀25，安全阀25一端与存水罐21的内部相连，另一端自存水罐21的顶端伸出。当存水罐21内部的压力大于安全阀25的设定值时，安全阀25打开，从而使存水罐21内部的蒸汽排出，从而减小存水罐21的内部压力，使存水罐21内的压力处于安全范围内。

位于风机9的进风端的进风口处安装有消音器91，从而在风机9启动时，消音器91能够消除大部分的噪音。

位于存水罐21的外部设置有竖直设置的水位计12，水位计12的顶端和底端分别与存水罐21的顶端和底端相连通。通过水位计12从而反应出存水罐21内部的水的储量。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，包括锅炉本体(2)、超低氮燃烧器(5)以及风机(9)，所述锅炉本体(2)包括存水罐(21)以及一端开口一端封闭的炉膛(22)，所述炉膛(22)的封闭端伸入到存水罐(21)的内部，所述超低氮燃烧器(5)的燃烧端伸入到炉膛(22)的内部，所述存水罐(21)的底端设置有排水管(211)，所述存水罐(21)的顶端设置有与存水罐(21)内部相连通的蒸汽排放管(212)，所述蒸汽排放管(212)上安装有蒸汽阀(213)，其特征在于：

所述炉膛(22)包括炉胆(221)以及与炉胆(221)内部相连通的回燃室(222)，所述回燃室(222)位于炉胆(221)伸入到存水罐(21)的内部的一端，所述炉膛(22)的开口端设置有前烟箱(3)，所述回燃室(222)与前烟箱(3)之间通过若干烟管相连通，所述烟管位于炉胆(221)的外部；

所述存水罐(21)的顶端外部设置有冷凝器(6)，所述冷凝器(6)的内部设置有换热管(62)以及排烟通道，所述换热管(62)的排水端与存水罐(21)的内部相连，所述冷凝器(6)内部的排烟通道通过排烟管道(7)与前烟箱(3)相连通，前烟箱(3)内部的烟气通过排烟管道(7)送入到冷凝器(6)内部的排烟通道中并与换热管(62)内的水进行热交换；

所述排烟管道(7)内设置有空气预热器(8)，所述空气预热器(8)包括固定在排烟管道(7)内部并将排烟管道(7)内部分隔成两段的壳体(81)，所述壳体(81)的内部设置有空气流通管道以及烟气流通管道(82)，所述空气流通管道与风机(9)的出风端相连通，空气流通管道的另一端与超低氮燃烧器(5)的进气端相连通，前烟箱(3)内部的烟气通过所述空气预热器(8)内部的烟气流通管道(82)时，烟气流通管道(82)内的烟气与空气流通管道内的空气进行热交换；

所述排烟管道(7)的外部还设置有烟气循环管道(10)，所述烟气循环管道(10)一端与排烟管道(7)的内部相连通，另一端与风机(9)的进风端相连通。

2.根据权利要求1所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的外部设置有扶梯(23)，所述扶梯(23)的顶端伸至存水罐(21)的顶端处。

3.根据权利要求1所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的内部设置有搅动装置(11)，所述搅动装置(11)包括分别回转连接在存水罐(21)相对侧壁上的相对的回转环(111)，相对的回转环(111)之间设置有若干搅流片(112)，所述锅炉本体(2)上设置有用于驱动相对的回转环(111)中其中一个回转环(111)进行转动的驱动组件。

4.根据权利要求3所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：相对的回转环(111)中其中一个为齿环，所述驱动组件包括驱动电机(113)以及固定在驱动电机(113)的输出轴上的传动齿轮(114)，所述传动齿轮(114)与为齿环的回转环(111)相啮合。

5.根据权利要求1所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的顶端设置有与存水罐(21)内部相连通的安全阀(25)。

6.根据权利要求1所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：所述风机(9)的进风端处设置有消音装置。

7.根据权利要求1所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：所述烟管为螺纹烟管(4)。

8.根据权利要求1所述的超低氮冷凝余热蒸汽锅炉，其特征在于：所述存水罐(21)的外部设置有竖直设置的水位计(12)，所述水位计(12)的顶端和底端分别与存水罐(21)的顶端和底端相连通。

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