一种节能型燃气蒸汽锅炉的制作方法

本发明属于蒸汽锅炉，具体涉及一种节能型燃气蒸汽锅炉。

背景技术：

1、锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能等，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，由于工厂生产、生活采暖及热水供应的需求，锅炉成为十分重要的热能动力设备，其使用范围十分广泛，比如食品制造业、纺织业、医药行业、橡胶行业等。

2、燃气蒸汽锅炉是指利用燃气燃烧加热给水使其变成蒸汽的锅炉，现有的燃气蒸汽锅炉并不能对燃气燃烧产生的高温烟气进行充分利用，造成了能源的浪费；现有的燃气蒸汽锅炉运行过程中二氧化碳及nox气体排放较多，造成一定程度环境污染；现有的燃气蒸汽锅炉设计尺寸较大，锅炉生产及运行成本较高。因此，有必要设计一种节能型燃气蒸汽锅炉，对燃气燃烧产生的热量进行充分利用、降低锅炉运行成本及减少废气的排放量，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供了一种节能型燃气蒸汽锅炉，该燃气蒸汽锅炉能够在全寿命周期内减少碳排放，一方面在锅炉制造过程中减少锅炉用钢消耗量，以降低炼钢过程中二氧化碳的排放；另一方面在锅炉运行过程中保持能源高效利用，以降低锅炉使用过程中二氧化碳的排放；同时该燃气蒸汽锅炉产生的烟气中nox＜30mg/m3，节省了锅炉尾部的烟气处理设备，减小了锅炉体积，降低了锅炉运行成本。

2、本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于包括锅炉本体、设置于锅炉本体前端的平面预混水冷燃气燃烧器和设置于锅炉本体后部的双功能节能器，其中锅炉本体由锅筒及设置于锅筒前端的锅筒前拱形管板和设置于锅筒后端的锅筒后拱形管板构成，平面预混水冷燃气燃烧器的进气侧连接有燃气管道和热风管道，平面预混水冷燃气燃烧器的出气侧连接有炉胆，炉胆的出口连接有密封贯穿炉胆后管板的高温内翅换热管，该高温内翅换热管另一端密封贯穿锅筒后拱形管板与设置于锅炉本体后端的烟道相连通，烟道上设有双功能节能器，该双功能节能器由水室、设置于水室上的烟气内翅换热管及设置于水室上的空气内翅换热管构成，水室的进水端上设有双功能节能器进水管，水室的出水口与锅炉进水管连接，锅炉进水管与邻近锅筒后拱形管板的锅筒底部进水口连接，烟气内翅换热管进气端与烟道连接，烟气内翅换热管出气端与烟囱连通，空气内翅换热管的进气端为空气进口，空气内翅换热管的出气端与热风管道连通，锅筒的上部设有立式汽水分离器，该立式汽水分离器的出汽端设有用于输送蒸汽的蒸汽主管道。

3、进一步限定，所述锅筒的顶部设有并列设置的立式汽水分离器一和立式汽水分离器二，立式汽水分离器一的上部设有安全阀一和电接点压力表，立式汽水分离器二的上部设有安全阀二，立式汽水分离器一和立式汽水分离器二的出气端分别通过蒸汽管道与蒸汽主管道连接，立式汽水分离器一上设有电接点水位计一，立式汽水分离器二上设有电接点水位计二。

4、进一步限定，所述锅筒内部设有至少一道锅筒隔板。

5、进一步限定，所述烟道及烟囱的底部均设有冷凝水排出管。

6、进一步限定，所述锅筒的内侧底部设有排污管。

7、进一步限定，所述高温内翅换热管、烟气内翅换热管及空气内翅换热管均由钢管、设置于钢管内壁上的铝合金内翅片构成，高温内翅片换热管的烟气进口侧设置有钢管内壁上的耐热钢挡板，出口侧设置有钢管内壁上的金属挡块。

8、进一步限定，所述锅筒前拱形管板和锅筒后拱形管板均由管板平面段、设置于管板平面段外围的管板弧形过渡段及设置于管板弧形过渡段外围的管板环形直段构成。

9、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

10、1、本发明中平面预混水冷燃气燃烧机的应用，使燃烧火焰变短，火焰长度约200mm，可以有效缩短炉胆长度；同时燃烧温度约为1250℃，燃烧产生的烟气中nox＜30mg/m3，省去了锅炉尾部的烟气处理设备，减小了锅炉体积，降低了锅炉运行成本；

11、2、本发明中高效内翅换热管的应用，可提高6-8倍的换热系数，使锅炉烟管长度大大缩短，同时减小了锅筒长度，减小了锅炉用钢的消耗量；

12、3、本发明中锅炉本体与双功能节能器进行一体化设计，在锅筒的后部加装锅筒隔板，代替了常见锅炉本体外部的一级节能器，在锅炉本体设计为一回程结构时，可将锅炉本体排烟温度降至140-150℃，同时减小了锅筒直径，减小了锅炉用钢的消耗量；

13、4、本发明中两个或多个立式汽水分离器与锅筒一体化设计在燃气锅炉上的应用，减小了锅筒直径，减小了锅炉水容积，缩短了锅炉启动时间，节省了锅炉启动时燃料消耗量；

14、5、本发明将锅筒、立式汽水分离器与电接点水位计进行一体化设计，电接点水位计水连管与锅筒相连，汽连管与立式汽水分离器相连，提高了电接点水位计的指示长度和准确性；

15、6、本发明将锅炉节能器与空气预热器进行一体化设计，使一个节能器具有两种功能，左侧烟气通过烟气内翅换热管将烟气热量传给软化水，起到节能器的作用，右侧空气通过空气内翅换热管将软化水的热量传给空气，起到空气预热器作用，见图1；烟气内翅换热管、空气内翅换热管的结构见图2；从而大大减小了锅炉尾部受热面的体积，减少了锅炉用钢的消耗量；

16、7、本发明中平面预混水冷燃气燃烧机、高效内翅换热管、拱形管板、双功能节能器在燃气锅炉上的应用，简化了锅炉结构、减小了锅炉体积、水容积，缩短了锅炉启动时间，提高了燃气利用效率，可使锅炉排烟温度降至70℃以下；

17、8、本发明在高温烟气进口侧的高温内翅换热管的端部加装耐热钢挡板，圆周距钢管内壁13-15mm，上下两端的耳片与钢管内壁焊在一起，可使高温内翅换热管的进口烟温达到1100℃，既可缩短炉胆长度，也可防止铝内翅被烧坏；

18、9、本发明在高温内翅换热管的烟气出口处加装金属挡块，尺寸为5mm×5mm×10mm，圆周布置2-3块，与钢管内壁焊在一起，可以防止铝内翅向后移动，保证高温内翅换热管的换热效率。

19、10、本发明中燃气蒸汽锅炉锅筒的前后管板采用拱形管板，避免了锅筒上拉撑的使用，简化了锅炉结构，减少了钢材消耗，提高了锅炉制造效率。

技术特征：

1.一种节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于包括锅炉本体、设置于锅炉本体前端的平面预混水冷燃气燃烧器和设置于锅炉本体后部的双功能节能器，其中锅炉本体由锅筒及设置于锅筒前端的锅筒前拱形管板和设置于锅筒后端的锅筒后拱形管板构成，平面预混水冷燃气燃烧器的进气侧连接有燃气管道和热风管道，平面预混水冷燃气燃烧器的出气侧连接有炉胆，炉胆的出口连接有密封贯穿炉胆后管板的高温内翅换热管，该高温内翅换热管另一端密封贯穿锅筒后拱形管板与设置于锅炉本体后端的烟道相连通，烟道上设有双功能节能器，该双功能节能器由水室、设置于水室上的烟气内翅换热管及设置于水室上的空气内翅换热管构成，水室的进水端上设有双功能节能器进水管，水室的出水口与锅炉进水管连接，锅炉进水管与邻近锅筒后拱形管板的锅筒底部进水口连接，烟气内翅换热管进气端与烟道连接，烟气内翅换热管出气端与烟囱连通，空气内翅换热管的进气端为空气进口，空气内翅换热管的出气端与热风管道连通，锅筒的上部设有立式汽水分离器，该立式汽水分离器的出汽端设有用于输送蒸汽的蒸汽主管道。

2.根据权利要求1所述的节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述锅筒的顶部设有并列设置的立式汽水分离器一和立式汽水分离器二，立式汽水分离器一的上部设有安全阀一和电接点压力表，立式汽水分离器二的上部设有安全阀二，立式汽水分离器一和立式汽水分离器二的出气端分别通过蒸汽管道与蒸汽主管道连接，立式汽水分离器一上设有电接点水位计一，立式汽水分离器二上设有电接点水位计二。

3.根据权利要求1所述的节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述锅筒内部设有至少一道锅筒隔板。

4.根据权利要求1所述的节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述烟道及烟囱的底部均设有冷凝水排出管。

5.根据权利要求1所述的节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述锅筒的内侧底部设有排污管。

6.根据权利要求1所述的节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述高温内翅换热管、烟气内翅换热管及空气内翅换热管均由钢管、设置于钢管内壁上的铝合金内翅片构成，高温内翅片换热管的进口侧设置有耐热钢挡板，出口侧设置有钢管内壁上的金属挡块。

7.根据权利要求1所述的节能型燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述锅筒前拱形管板和锅筒后拱形管板均由管板平面段、设置于管板平面段外围的管板弧形过渡段及设置于管板弧形过渡段外围的管板环形直段构成。

技术总结本发明公开了一种节能型燃气蒸汽锅炉，其包括锅炉本体、设置于锅炉本体前端的平面预混水冷燃气燃烧器和设置于锅炉本体后部的双功能节能器，平面预混水冷燃气燃烧器的出气侧连接有炉胆，炉胆的出口侧连接有高温内翅换热管，双功能节能器由水室、设置于水室上的烟气内翅换热管及设置于水室上的空气内翅换热管构成，锅筒的上部设有立式汽水分离器，该立式汽水分离器的出汽端设有用于输送蒸汽的蒸汽主管道。本发明产生的烟气中NO<subgt;X</subgt;＜30mg/m<supgt;3</supgt;，节省了锅炉尾部的烟气处理设备，减小了锅炉体积，降低了锅炉运行成本。技术研发人员：高元端,赵玉记,谢峦峰,冷文深,李跃,汤杰,裴逸超,裴渐强,王伟受保护的技术使用者：新乡市新能锅炉有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13