專利名稱：一種非密閉高溫熱水鍋爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種供熱鍋爐即熱能工程領域。
背景技術：
目前市場上流行的供熱鍋爐可歸為兩大類，許多種，一大類為常壓鍋爐，其主要缺點是受供熱系統的限制，不適宜于高層樓房或遠距離大面積及高低樓層不等的采暖系統，在運行時調試管理復雜困難，運行不穩定。一大類為承壓鍋爐，可分為許多種，如水火管鍋爐、單雙鍋筒水管鍋爐、管架式水管鍋爐，他們的共同缺點是鍋爐煙塵的原始排放濃度高。他們的不同缺點是水火管鍋爐其主要缺點是耗鋼量高，煙風阻力大，耗電高，管板裂紋和爆管故障率高；單、雙鍋筒水管鍋爐，其主要缺點是工藝復雜，體積大，耗鋼量偏高；管架式水管鍋爐，其主要有三大缺點，其一是必須全強制水循環，對水動力計算和水質要求較高，一旦水流速和水質不符合要求，容易出現爆管和集箱中的積垢難以清除，其二是對停電保護的操作管理要求較高，一旦操作失誤容易出現鍋爐事故，其三是上、下集箱內、外分別設計許多隔板和排氣管、排污管，使之制造工藝上和操作管理上更加復雜和麻煩，本來管架式鍋爐耗鋼量低的突出優點，因以上缺點的影響是市場占有率最低的一種爐型。
目前國內的高溫熱水鍋爐，全部都是密閉式承壓鍋爐，其主要缺點是鍋爐設計壓力較高，耗鋼量高，因鍋水循環問題而引起的爆管故障難以避免，鍋妒的操作管理比較復雜，一旦操作管理失誤，容易造成鍋爐事故。
本發明從根本上解決了所有承壓鍋爐的以上缺點，不僅使所有承壓熱水鍋爐降低數倍的工作壓力，利用靜壓既可實現同等效果的高溫熱水，大幅度降低鍋爐本體的耗鋼量，或鍋爐鋼架的耗鋼量，更重要的是從根本上解決了鍋爐的水循環問題和安全問題，基本上可以杜絕因水循環問題和操作管理不當而引起的鍋爐故障和安全事故。
本發明同目前市場上占有率最高的水火管承壓鍋爐相比的六大顯著優勢。
1、比新型水火管承壓鍋爐增大20％的受熱面積的條件下，鍋爐本體的耗鋼量可降低30％左右，生產效率可提高40％左右。
2、鍋爐匹配的引風機功率可降低50％左右；，即省電50％左右。
3、鍋爐的原始排放濃度可降低國家環保標準的3倍左右。
4、僅省電一項鍋爐的綜合能效可提高3％左右。
5、從根本上保證了鍋爐水循環的可靠，根除了爆管缺陷。
6、從根本上保證了鍋爐的安全，不僅減輕了鍋爐操作管理的復雜程度，而且可降低鍋爐的安全檢監成本。
顯然本發明的低能耗，低排放，綜合能效指標以及鍋爐運行的穩定性和安全可靠性，遙遙領先于目前國內乃至國際的所有層燃熱水鍋爐。其降低能耗的指標也遠遠超過了國家“十一五規劃”所要實現的降耗指標。本發明對落實國家發改委，把“燃煤鍋爐列為重點工程之首位”的節能中長期規劃有了可靠保證，對落實“十一五規劃”五年能耗降低20％左右的目標，使用本發明當年即可超額實現，顯然本發明在燃煤鍋爐領域，必將對我國建設資源節能型和環境友好型社會作出積極貢獻。
發明內容
根據常壓鍋爐的原理特性，即鍋爐的非密閉通過水封管暢通大氣，使爐內水容易自由上升下降形成鍋水自然循環，爐內只承受限定的最高靜壓，當熱水膨脹，能使水和氣體自動通過水封管溢出，在任何工況下均不會超過限定的最高靜壓，不會出現因氣塞而影響水循環，把這一原理特性應用到承壓鍋爐中，既實現了鍋水的自然循環，大大簡化了水動力計算，又實現了鍋爐的絕對安全，減輕了鍋妒操作管理的復雜程度，降低了安全檢監成本。
根據承壓鍋爐通過增加壓力來實現高溫熱水的原理特性，把這一原理特性與非密閉常壓鍋爐相結合，以供熱區域最高樓層限定靜壓壓力，或按所需要的高溫熱水參數設計相應的靜止水柱，將鍋爐水封管用管道與系統膨脹水箱連通或靜壓水柱連通，根據實際需要，既可單點靜壓定壓，也可雙點靜壓定壓，既可實現所需參數的高溫熱水，更容易實現所需參數的低溫熱水。這樣真正實現了常壓鍋爐與承壓鍋爐的優點相互補充，缺點相互抵消，可以說是常壓鍋爐的原理特性與承壓鍋爐的原理特性相結合的新奇特效。
本發明采用的承壓鍋爐的結構設計，常壓鍋爐的鍋水循環和系統循環方式，鍋爐水封管與系統最高點定壓水箱(膨脹水箱)連通，或在鍋爐附近處安裝水柱靜壓定壓裝置與鍋爐水封管連通即可。
本發明采用集箱和管束構成的爐膛和煙道，在同樣的鍋爐體積下，使爐膛容積和煙道截面大大增大，不僅利于充分燃燒，延長高溫煙氣在爐內的熱交換時間，使煙塵在爐膛內低流速自然沉降，而且使煙塵在爐內經過兩次大的擴容減速重力沉降，加之煙塵在爐內流向的變化與對流管束的碰撞，使之煙塵在爐內慣性分離落入煙道和灰斗不可受熱面，因此實現了鍋爐自除塵的功能，完全可替代一級除塵器，大大降低了鍋爐煙塵原始排放濃度，再加匹配脫硫除塵設備，使之有效的實現鍋爐低排放。
本發明因爐內的經濟流速低流阻和鍋爐自除塵的功能，可設計與鍋爐相匹配的低阻力濕法脫硫除塵設備，引風機進口可直接接鍋爐排煙口，不僅可大大降低電耗，而且徹底消除了引風機的酸腐蝕，延長使用壽命。
本發明的爐內積灰全部沉降到爐排上和煙道不可受熱面上及灰斗中，并便于徹底清除，保證了鍋爐運行的長期穩定。
本發明采用上、下中心集箱和兩側水冷壁管與水冷壁集箱連接構成的爐膛和三回程煙道，使切筑爐墻煙道工藝先進，質量可靠，效率高。
本發明的進水首先從鍋爐尾部最低溫處進入，經過爐內兩回程進入爐膛，非常利于降低排煙溫度，提高爐膛溫度，并且煙路和水路全部呈逆向對流橫向沖刷，顯著提高了燃燒效果和熱交換效果，使之升溫快熱效高。
圖1為本發明的主視2為本發明的左視3為本發明的俯視4為本發明的拱管示意5為本發明的靜壓定壓裝置圖在圖中1是底座，2是煤斗，3是對承水冷壁集箱，4是連通管5、是前橫桌箱，6是前拱，7是爐膛前部第一擴大空間，8是前墻管，9是下中心集箱，10是第三回程煙氣進口，11是壓力表坐，12是連通管，13是上中心集箱，14是擋火墻，15是加藥口，16是爐膛中部第二擴大空間，17是第二回程煙氣進口，18是水封管，19是溫度計管固，20是出水管，21是連通管，22是后上橫集箱，23是爐膛后部擴大空間，24是后墻管，25是煙箱，26是排煙口，27是后下橫集箱，28是連通管，29是漏灰孔，30是進水管，31是連通管，32是二回程管架，33是側對承上集箱，34是爐頂棚，35是水冷壁管，36是爐墻，37是三回程煙道，38是對流管束，39是外包耐火材料，40是側對承下集箱，41是前拱管下橫集箱，42是下連通管，43是前拱管，44是前拱管上橫集箱，45是上連通管，46是上連通管，47是后拱管上橫集箱，48是后拱管，49是后拱管吊梁，50是連接耐熱扁鋼，51是下連通管，52是后拱管下橫集箱，53是鍋爐，54是水封連通管，55是循環管，56是閘閥，57是壓力表，58是分集水器，59是連通管，60是拉繩環，61是外包皮、62是溢流管，63是防護帽、64是保溫層，65是筒型容器，66是容器底，67是緊固件，68是泄水管，69是支架、70是加強筋、71是軟化水，72是軟水池、73是給水泵、74是隔板、75是后拱、76是連通管、77安全閥座。
具體實施例方式
下面結合附圖，本發明做詳細的描述.
一種非密閉高溫熱水鍋爐，包括上、下中心集箱13、9，水冷壁管35，二回程管架32，對承水冷壁集箱3，前、后端管8、24，前橫集箱5，后上、下橫集箱22、27對流管束38，側對承上、下集箱33、40，水封管18，筒型容器65等。水冷壁管35和二回程管架32分別與上、下中心集箱和對承水冷壁集箱9、13、3連接，前墻管8分別與上、下中心集箱和前橫集箱13，9、5連接，后墻管24與后上、下橫集箱22、27連接，對流管束38與側對承上、下集箱33、40連接，分別通過連通管4、21、28、31、42、45、46、51、76連通構成鍋爐的自然循環水路和輻射對流受熱面，分別切筑爐墻，爐頂棚，外包耐火材料36、34、39構成爐膛和二三回程煙道7、16、23、17、37，水封管18與筒型容器65或分集水器58連通構成靜壓定式高溫熱水鍋爐。
水冷壁管35與二回程管架32其兩側立管同軸心布置，每隔一根或數根水冷壁管35布置一根二回程管架32，其下端分別與對承水冷壁集箱3的上部縱向中心均布連接，其上端內側端分別與下中心集箱9和上中心集箱13的兩側中心徑向連接。水冷壁管35和二回程管架32的外壁和頂壁分別切筑爐墻36、爐頂棚34構成爐膛和二三回程煙道7、16、23、17、37。
下中心集箱9的后端至后墻管24內壁一段距離構成低流速煙道23。前后拱管43、48的兩端分別與前、后拱管上、下橫集箱44、41、47、52連接，上連通管45、46其上端與下中心集箱9連通，其下端與前后拱管上橫集箱44、47連通。下連通管42、51其上端分別與對承水冷壁集箱3連通，其下端分別與前后拱管下橫集箱41、52連通。筒型容器65的頂端安裝防護帽63，離頂端一段距離安裝溢流管62并接至軟水池72內，其上部和中部安裝拉繩環60，其底端安裝泄水管68，其外壁裝保溫材料64和外包皮61，離底端一段距離安裝分集水器58，其底端到地坪安裝支架69加強筋70，水封管18通過水封連通管64與分集水器58連通構成靜壓定壓系統。給水泵73通過循環管55閘閥56，壓力表57與筒型容器65連通構成補水系統。上中心集箱13的上部縱向中心從前至后依次安裝壓力表11，安全閥77，加藥口15，水封管18，溫度計管固19，其后端中心安裝出水管20。進水管30在側對承上集箱33的上部縱向中心離后端一段距離連接。隔板74離側對承上集箱3前端一定距離，其上端與側對承上集箱3下壁緊靠，其下端與水冷壁管35直段上部外側爐墻36緊靠。煙箱25其兩側和上下分別與外包耐火材料39和后墻管24緊靠蜜蜂安裝，其后端中心偏上安裝排煙口26。其后拱75的前端切筑擋火墻14，其中后部有漏灰孔29。
其鍋爐水路，進水從進水管30，通過側對承上集箱33，依次通過對流管束38下降，上升，向前行分別通過連通管76、4、31進入對承水冷壁集箱3和上中心集箱13，再通過水冷壁管35和二回程管架32混合上升，下降，熱水匯集到上中心集箱13，通過出水管20送往供熱系統。
其鍋爐煙路，從煤斗2進煤點火燃燒，通過干留，燃燒放出的高溫火焰，從后拱75前端和前拱6后端經過爐膛前部第一擴大空間7，再經擋火墻14上端進入爐膛中部第二擴大空間16，繼續后行至爐膛后部經低流速煙道23上行進入第二回程煙道17，前行至第三回程煙氣進口10進入第三回程煙氣通道37向后行至煙箱25從排煙口26排出。
權利要求
1.一種非密閉高溫熱水鍋爐，包括上、下中心集箱(13)、(9)，水冷壁管(35)，二回程管架(32)，對承水冷壁集箱(3)，前后墻管(8)、(24)，前橫集箱(5)，后上、下橫集箱(22)、(27)，對流管(38)，側對承上、下集箱(33)、(40)，水封管(18)，筒型容器(65)等，其特征是，水冷壁管(35)和二回程管架(32)分別與下、下中心集箱和對承水冷壁集箱(9)、(13)、(3)連接，前墻管(8)分別與上、下中心集箱和前橫集箱(13)、(9)、(5)連接，后墻管(24)與后上、下橫集箱(22)、(27)連接，對流管束(38)與側對承上、下集箱(33)、(40)連接，分別通過連通管(4)、(21)、(28)、(31)、(42)、(45)、(46)、(51)、(76)連通構成鍋爐的自然循環水路和輻射對流受熱面，分別砌筑爐墻，爐頂棚，外包耐火材料(36)、(34)、(39)，構成爐膛和二三回程煙道，(7)、(16)、(23)、(17)、(37)，水封管(18)與筒型容器(65)或分集水器(58)連通構成靜壓定壓式高溫熱水鍋爐。
2.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，水冷壁管(35)與二回程管架(32)其兩側立管同軸心布置，每隔1根或數根水冷壁管(35)布置一根二回程管架(32)，其下端分別與對承水冷壁集箱(3)的上部縱向中心均布連接，其上端內側端分別與下中心集箱(9)和上中心集箱(13)兩側中心徑向連接。水冷壁管(35)和二回程管架(32)的外壁和頂壁分別砌筑爐墻(36)，爐頂棚(34)外包耐火材料(39)構成爐膛和二三回程煙道(7、16、23、17、37)。
3.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，下中心集箱的后端至后墻管(24)內壁的距離構成擴大空間或低流速煙道(23)。
4.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，前后拱管(43、48)的兩端分別與前后拱管上、下橫集箱(44、41、47、52)連接，上連通管(45、46)其上端與下中心集箱(9)連通，其下端與拱管上橫集箱(44、47)連通。下連通管(42、51)其上端分別與對承水冷壁集箱(3)連通，其下端分別與前后拱管下橫集箱(41、52)連通。
5.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，筒形容器(65)的頂端安裝防護帽(63)，離頂端一段距離安裝溢流管(62)，并接至軟水池(72)內，其底端安裝泄水管(68)，其外壁裝保溫材料(64)和外包皮(61)，離底端一段距離安裝分集水器(58)，其底端到地坪安裝支架(69)、加強筋70。水封管(18)通過水封連通管(54)與分集水器(58)連通構成靜壓定壓系統。給水泵(73)通過循環管(55)、閘閥(56)、壓力表(57)與筒形容器(65)連通構成補水系統。
6.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，進水管(30)在側對承上集箱(33)的上部縱向中心離后端一段距離連接，出水管(20)在上中心集箱(13)的后端管徑中心連接。
7.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，隔板(74)離側對承上集箱(3)前端一段距離，其上端與側對承上集箱(3)下壁緊靠，其下端與水冷壁管(35)直段上部外側爐墻(36)緊靠。
8.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，煙箱(25)其兩側端和上下分別與外包耐火材料(39)和后墻管(24)緊靠密封，其后端中心偏上安裝排煙口(26)。
9.根據權利要求1所述的一種非密閉高溫熱水鍋爐，其特征是，側對承上、下集箱(33、40)和對流管束(38)，根據鍋爐型號的大小，按現有技術設計集箱的直徑、大小和對流管束的長短或管排數。
全文摘要
一種非密閉高溫熱水鍋爐，由上、下中心集箱分別與水冷壁管、水冷壁集箱、前、后墻管和前、后橫集箱連接，對流管束與側上、下集箱連接，分別通過連通，構成自然循環水路和輻射對流受熱面，分別砌筑爐墻和煙墻構成爐膛和三回程煙道，本發明徹底改變了管架式鍋爐強制循環的常規，徹底消除了復雜的排氣排污，集箱除垢困難和停電保護等弊端，本發明用靜壓即可實現高溫熱水，可實現鍋爐的絕對安全無爆管，本發明便于設計經濟流速和布置受熱面積，不需制造鍋筒，用大、中、小型管子即可替代大、中、小型鍋爐的鍋筒，可顯著提高熱效率和制造效率，降低原始排放濃度，降低耗電量和耗鋼量，是一種高能效低能耗低排放的節能降耗環保安全型鍋爐。
文檔編號F24H1/40GK1975279SQ20061005723
公開日2007年6月6日 申請日期2006年3月9日 優先權日2005年12月2日
發明者王森 申請人:王森