[发明专利]一种单锅体分段火管间接加热锅炉

说明书

本发明提供一种单锅体分段火管间接加热锅炉，包括锅壳，所述锅壳一端设置有省煤器，所述省煤器的一侧连接有进水管；所述省煤器和锅壳通过联通管相连；所述锅壳和省煤器的外壁和/或内筒布设有火管束作为受热面。本发明具有简单结构，方便制造、维护和检修的优势，又可以保证充足的换热面积，降低排烟温度，提高热效率，实现一体化无过热管的过热蒸汽生产。

技术领域

本发明涉及火管式锅炉技术领域，尤其是一种单锅体分段火管间接加热锅炉。

背景技术

锅炉是生产蒸汽或者热水的设备，发展至今，常见两种形式：火管式锅炉和水管式锅炉。火管式的锅炉在装水的锅壳内设置烟管，燃料燃烧产生的烟气流经火管内部，热量传给火管后再传给火管外部的水，即火管直接传热给炉水；水管式的锅炉从锅筒引出水管，烟气流经水管外侧，热量传递给水管再传给水管内部的水。

典型的火管式锅炉，一般包括锅壳、炉胆、喉管、前烟箱、后烟箱和火管，火管横穿锅壳内部水空间，火管两侧分别与前烟箱和后烟箱连通，前烟箱与烟囱连通，炉胆内燃烧产生的烟气通过喉管进入后烟箱，流经浸泡在水中的火管，从而给水加热，锅炉的主要受热面为炉胆和火管。

典型的水管式锅炉，是在两个锅筒之间、锅筒和集箱之间设水管（水冷壁和对流管束），水管布置在炉膛内，炉膛内燃料燃烧产生的烟气通过辐射和对流等方式把热量传给水管，再传递给水管中的水，锅炉的主要受热面主要为水管。

在上述典型锅炉传热过程中，热量从烟气对流或辐射传到金属外表面，再从金属外表面导热传到内表面，内表面对流传到炉水，其中烟气到金属表面的传热系数最低，是传热的薄弱环节。为满足锅炉热负荷的需要，要么增加火管或者水管的数量、长度，以扩大烟气传热面积，要么增加烟气与金属表面的温差。火管水管均为承压部件，扩大烟气传热面积会增加设备的复杂程度和金属消耗量；增加温差会导致排烟温度升高，降低热效率。因而，对追求结构简单的小型锅炉，设计热效率难以提高。

对火管锅炉，火管与锅壳的连接处为应力集中的地方，容易拉裂，火管数量众多，易因腐蚀、过热等原因穿孔导致炉水泄露，这也是火管锅炉的主要故障之一，出现此类故障后维修困难。

对火管锅炉，产生的蒸汽为饱和蒸汽，如需过热蒸汽，需在高温烟气侧增设过热器，过热器一般为管式的换热器，造成设备结构复杂，过热器管也容易泄露，维修困难。

为了增加火管锅炉的蒸发量或热功率，需布置更多的受热面，即更多的火管，就需要更大的锅壳直径和水容量，这会降低锅炉的安全性，限制了锅炉的大容量高参数发展，导致火管锅炉只能适应低参数和小容量。但火管锅炉对水质的要求低。

对水管锅炉，水管与锅筒的连接处为应力集中的地方，容易拉裂，水管数量众多，易因腐蚀、过热等原因穿孔导致炉水泄露，这也是水管锅炉的主要故障之一，维修困难；生产过热蒸汽的锅炉，过热器管也是容易泄露的部位，维修困难。

对水管锅炉，受热面布置灵活，热效率高，适合高参数和大容量锅炉，但对水质的要求也高，运行过程中管外积灰难清理会降低热效率。

对水管锅炉，为保证水管内的水循环，水冷壁的热负荷不能过大，要求大面积布置受热面以降低排烟温度，因受热面积大部分为承压管道，制造成本高。

为了在维持结构简单的基础上提高热效率，中国专利201822207011.3公开了一种立式蒸汽锅炉，储水室与炉壁之间形成烟气通道，烟气通道设置多个挡板，增加烟气的扰动和流通时间，从而提高锅炉的热效率；中国专利201721762386.5公开了一种无烟管立式锅炉，水箱和锅筒之间形成烟气通道，锅筒上横向设立C型挡板，水箱上设立竖向烟气挡板，延长烟气与水箱的接触时间，增加接触面积，达到提高效率目的。这些都属于无管锅炉，其共同特征是，通过各种肋片增加传热面积，而增加更大面积的肋片，要么导致结构复杂烟尘清理困难，要么体积庞大甚至烟气偏流。如要生产过热蒸汽，还需设置过热管，结构更复杂。

发明内容