[发明专利]一种四回程超低氮冷凝卧式蒸汽锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉领域，尤其涉及一种四回程超低氮冷凝卧式蒸汽锅炉。

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。

常规的WNS卧式三回程燃油气蒸汽锅炉由波纹炉胆-二回程烟管-三回程烟管和节能器串联组成。工程实践中发现，常规的锅炉有二方面的明显缺点:1、锅炉热效率低，在90％-92％；2、锅炉的氮氧化物排放150-200mg/Nm3，由于氮氧化物排放量大，大部分地区已经严禁销售该型锅炉。

专利申请号为CN201520065311.6的实用新型专利公布了一种冷凝卧式蒸汽锅炉，包括燃油燃烧器，锅炉本体，保温层及壳体，管道阀门仪表，省煤器，冷凝器，烟风道，锅炉本体设于地基上，燃油燃烧器与锅炉本体直接相连，在锅炉本体外设有一层保温层，省煤器和冷凝器通过管道与锅炉本体外壳相连，省煤器和冷凝器通过管道阀门控制，经省煤器排出的气体通过冷凝器作用后经烟风道排入空气中。本新型由于在锅炉的壳体上设有省煤器，当燃油燃烧器燃烧时，排出的烟气能够利用烟气余热加热给水，起到吸收余热，降低排烟热损失，并提高给水温度的作用；本新型冷凝器与省煤器相连，冷凝器能够将燃气锅炉中的排烟温度冷却到40-80℃，能对省煤器排出的气体进行调节，能使锅炉的工作效率得到显著提高。

上述蒸汽锅炉的冷凝器能提高热能利用，提高燃烧热效率。但因为燃烧最高温度区域并未有效控制，烟气中热力型NOx大量产生，其中热力型NOx是空气中氮在高温(1400℃以上)下氧化产生。这造成氮氧化物的排放量高，造成空气污染。常规的WNS卧式三回程燃油气蒸汽锅炉的波纹炉胆内烟气温度达到1500℃左右，因而，造成NOx大量产生，其NOx的排放量达到50-200mg/Nm3。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种热效率高且氮氧化物排放量低的冷凝卧式蒸汽锅炉。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种四回程超低氮冷凝卧式蒸汽锅炉，包括烟箱，烟箱上设置有蒸汽出口；所述烟箱内安装有波纹炉胆，波纹炉胆的一端连接有燃烧机，燃烧机设置于烟箱的外部；波纹炉胆的另一端依次连接有螺纹烟管和节能器，螺纹烟管设置于烟箱内，节能器设置于烟箱的外部，波纹炉胆的直径为1.05～1.3m之间。

作为本发明的优选方案，所述节能器的另一端还依次连接有连接管和冷凝器，冷凝器与烟箱通过管道连通。

作为本发明的优选方案，所述连接管与燃烧机之间连接有烟气回流管。烟气回流管将从节能器排出的烟气重新送入燃烧机内进行燃烧，这部分烟气占到燃烧机总进气量的12％

作为本发明的优选方案，所述燃烧机为超低氮燃烧器。超低氮燃烧机能减少氮氧化物的生成，从而相应减少氮氧化物的排放。

作为本发明的优选方案，所述燃烧机内分别设置有一级燃烧区和二级燃烧区，二级燃烧区位于一级燃烧区上方；一级燃烧区和二级燃烧区分别连接有进气管，烟气回流管与一级燃烧区上的进气管连通。将燃料按比例分配在一级燃烧区和二级燃烧区，并将所需的进气量按比例通入一级燃烧区和二级燃烧区的进气量。控制一级燃烧区内过量空气系数α＞1，一级燃烧区内过量空气系数α＜1。

作为本发明的优选方案，所述冷凝器为ND钢螺旋鳍片管冷凝器。ND钢材料制成的泠凝器减少烟气中酸性气体对烟囱的腐蚀。

作为本发明的优选方案，所述螺纹烟管的形状为螺旋形，使得螺纹烟管与烟箱内的水进行充分换热，有效提高热效率。

作为本发明的优选方案，所述波纹炉胆的直径为1.1m。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的波纹炉胆的直径由原来的1m增大到1.05～1.3m，波纹炉胆与烟箱中的水充分换热，不仅提高了热效率，还使得波纹炉胆内的烟气最高温度由1500℃降低到1200℃～1300℃之间。炉内最高温度降低到1400℃以下时，热力型NOx大幅度减少，总NOx的排放量可大幅度降低，使得NOx排放量由原来的50-200mg/Nm3降低到30mg/Nm3以下，具有意想不到的效果。