[发明专利]一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉

说明书

本发明公开了一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，包括炉体、尾部烟箱、前预混燃烧器及循环水预热仓，前预混燃烧器固定于炉体顶部，炉体内设有多组热媒换热管束，炉体后侧设有热媒水室，热媒水室上部与最上方的热媒换热管束出口相连通，热媒水室下部与最下方的热媒换热管束进口相连通，热媒水室的上侧设有与热媒水室相连通的热媒蒸汽室，热媒水室的后侧设有与热媒蒸汽室相连通的热交换室，热交换室内设有内置真空换热器，热交换室下方的空间形成热媒冷凝水腔，热媒冷凝水腔底部与热媒水室相连通，回水预热仓内设有冷水管束，冷水管束出口通过循环管与内置真空换热器进口相连。本发明结构新颖，排烟温度低，换热效率高，换热效果好。

技术领域

本发明涉及一种真空热水锅炉，尤其是涉及一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉。

背景技术

真空锅炉的也称真空相变锅炉，真空锅炉是在封闭的炉体内部形成一个负压的真空环境，在机体内填充热媒水，通过燃烧或其它方式加热热媒水，再由热媒水蒸发、冷凝至换热器上，再由换热器来加热需要加热的水，其工作原理是利用水在低压情况下沸点低的特性，快速加热封密的炉体内填装的热媒水，使热媒水沸腾蒸发出高温水蒸汽，水蒸汽凝结在换热管上加热换热管内的冷水，达到供应热水的目的，真空锅炉正常工作温度低于90℃，真空度低于-30Kpa。

目前常规的真空锅炉一般在炉体内部设置有多层换热管束，例如：申请公布号CN106123339A，申请公布日2016.11.16的中国专利公开了一种冷凝式真空锅炉，包括燃烧室、燃烧器、烟气余热回收装置、空气预热装置、鼓风机，排烟出口，所述鼓风机与空气预热装置的空气入口端连接，所述空气预热装置的空气出口端与燃烧器连接，所述燃烧器与燃烧室连接，所述燃烧室的烟气出口与烟气余热回收装置连接，所述烟气余热回收装置的出口端与空气预热装置连接，所述空气预热装置上端设置有排烟出口。该冷凝式真空锅炉存在以下缺陷：(1)液管群内的热媒水加热成蒸汽后，上升至上部空间与换热管束(内置真空换热器)进行热交换，换热完成后变成冷凝水沿着液管群的管壁流下来，蒸汽冷凝后的水滴在液管群中与上升的加热后的热媒水混合，造成液管群中的热媒水温度较为相近(即顶部的热媒水与底部的热媒水温差小)，大大降低换热效果及换热效率；(2)热媒水蒸汽上升与热媒水冷凝滴落方向相反，会影响蒸汽在换热管外流速，而且两者相遇时会发生热交换，并发生质换，使蒸汽变成低品质的湿蒸汽，降低换热效果，换热效率低下；(3)燃烧器采用侧喷式，烟气从右至左运动，与群液管没有形成高低温的逆向布置，导致尾部烟温过高，烟气只能少部分冷凝，烟气中的汽化潜热利用不高；(4)群液管采用竖向布置的对流管束，管束采用光管，为满足锅炉的换热要求，需要采用大量密集布置的竖排光管，不仅造成锅炉体积庞大，占地面积大，而且增加了烟气的通过阻力，会影响换热效果与换热效率；(5)冷凝后的热媒水会附着在换热管束(内置真空换热器)表面形成水膜，严重影响换热效果。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的冷凝式真空锅炉所存在的上述技术问题，提供了一种燃气前预混顶喷式多级冷凝真空热水锅炉，结构新颖，整体体积小，热媒水与高温烟气逆向流动换热，热媒蒸发和热媒冷凝空间完全分开，蒸发和冷凝互不干扰，能大大提高换热效果与换热效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：