[发明专利]一种高能效低能耗大型自然循环水管锅炉无效
申请号: | 200810147098.8 | 申请日: | 2008-08-18 |
公开(公告)号: | CN101338940A | 公开(公告)日: | 2009-01-07 |
发明(设计)人: | 王森 | 申请(专利权)人: | 王森 |
主分类号: | F24H1/40 | 分类号: | F24H1/40;F24H9/18 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 056700河北省*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 能效 能耗 大型 自然 循环 水管 锅炉 | ||
技术领域
本发明涉及一种工业锅炉,尤其涉及到一种用于集中供热的大型层燃自然循环热水锅炉。
背景技术
目前市场上流行的大型水管锅炉,炉内水循环方式大都是强制循环,最近虽有一种称复合循环方式的锅炉,只是在停电保护上有其优越性,但实质上也是强制循环范畴。强制循环的弊端:一是增大炉内阻力增人循环泵电耗,二是大大增多了排污排气点,操作管理复杂,三是对停电保护不利,一旦停电操作失误容易出现超压和缺水导致锅炉故障,四是一旦出现爆管故障点难寻找维修困难,五是一旦锅筒和集箱内沉积污垢清除困难等。因此对设计、制造和运行管理有着较高的要求,如果自然循环方式解决的好,不仅能显著降低循环泵动力能耗符合节能优先的基本国策要求,而且以上弊端能全部克服。之所以曾经地自然循环热水锅炉的安全性差容易爆管,一是曾流行的上进上出的进出水方式对自然循环不利,二是传统的自然循环理论不准确受到束缚,三是锅炉结构不适应。
上进上出的进出水方式,当低温水通过泵的动力打入锅筒内,使大量的低温水与热水混合,泵的动力迅速扩散到与锅筒连通的所有管道管束,如:下降管、辐射对流管束、出水管,这样不仅使低温水下降速度和下降量降低,而且使辐射对流受热的水上升受阻,容易使部分低温水走短路提前从出水口通过动力送往管网,再加下降管的水到下集箱内从一端到另一端的流动阻力和时间原因,以及所有受热面管束流量分配的原因等,很难保证所有受热管束能满足自然循环的温差要求,尤其当水质不好污垢较多时,很容易将污垢积存在受高温辐射的锅筒底部或进入管束内,而引起锅筒底部鼓包和爆管,这就是曾经流行的上进上出的自然循环方式没经得住运行实践考验的根本原因。传统的自然循环理论要求的上升与下降的截面比,辐射和对流受热的水流速,其实这两点既不确切也不科学,不确切的是,如果采用上进上出方式即使加大下降管的截面比也不会从根本上奏效,如果改变方式即使缩小截面比也会奏效,如果按传统的热水自然循环对辐射和对流受热热水的水流速要求,等于自然循环无法实现。根据蒸汽锅炉自然循环的运行实践表明,其运行的安全性与流速无关,而与温差和足量的低温水供给适应不断加热的需要并保证热水上升的畅通有关,辐射与对流受热面所受热的强度不同而流速不同,流速与受热强度和温差有关,其安全性与所有受热面的低温水供给量和热水上升的畅通有关。目前市场上流行的大型水管锅炉因对流受热部分采用的是蛇形管或旗式排管只能采用强制循环而无法采用自然循环。
发明内容
本发明的目的不仅从根本上解决了目前大型水管锅炉自然循环的难题,而且对提高能效降低能耗和烟尘排放效果显著。
本发明的自然循环是这样实现的,一种大型自然循环水管锅炉包括锅筒、纵横集箱、水冷壁管、对流管束,墙管、下降管、引射管等构成,其特征是低温水通过循环泵的动力从进水口直接进入锅炉底部的大直径侧下集箱内,使水的流速突然大幅度降低,不仅使大量的污垢能沉降在大容积非受热面的侧集箱底部可定期通过排污管排除,而且使低温水能及时足量的供给各受热面管束,两侧水冷壁管和对流管束由大直径侧下集箱的足量低温水直接供给并通过泵的动力压头促使水流上升,随着辐射对流受热的强弱而以不同的流速上升,在引射支管的作用下,使低温水以专向流向和一定的流速和流量通过后部合理截面的横集箱供给后拱管和后墙管分三路上升,侧下集箱的足量低温水在温差和泵的压力下通过前部连通管进入前部下横集箱供给前拱管和前墙管并强迫上升,各部清晰的水路畅通无压力向同一方向强迫上升汇集至上锅筒,高温水通过出水口送往管网,低温水通过后部下降管在引射总管的作用下加速水下降和炉内水循环,这样不仅系统的全部低温回水全部进入锅炉底炉底部的两侧下集箱,而且使上升到锅筒内混合后的低温水又通过下降管进入侧下集箱,再通过引射总管和引射支管的作用,连续驱动着水在炉内大循环,因此本发明能完全实现稳定可靠的自然循环。
本发明的局部扩大空间、使烟尘在炉内扩容减速重力沉降及多回程与管束冲撞惯性分离,均通过落灰装置封闭清除,对流管束立式布置横向冲刷,不仅大大减少受热面积灰,而且提高换热效果,因炉本体自支撑结构,自然循环、经济流速,可大幅度降低钢耗,降低水阻和烟阻,因此可稳定热效率5%左右,可节约循环泵和引风机电耗15%-25%,可节约钢材30%左右,可降低烟尘的原始排放浓度4倍左右,显然本发明不仅实现稳定可靠的自然循环,而且实现高能效、低能耗、低排放。
附图说明
图1是:本发明的主视图
图2是:本发明的A-A剖视图
图3是:本发明的B-B剖视图
在图中
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