[发明专利]承压冷凝锅炉

说明书

本发明涉及一种承压冷凝锅炉，其包括承压壳体、设置在承压壳体内的换热炉胆、与所述换热炉胆连通的燃烧室以及固定在换热炉胆内的冷却管组；其中，承压壳体上设有与燃烧室连接的燃烧器接头和与换热炉胆连通的出烟管、以及换热介质进、出口，换热介质自下而上在承压壳体内及冷却管组内流通、与所述换热炉胆的烟气逆流换热；换热炉胆包括2级以上圆柱状的换热室，相邻的换热室通过转烟道连通，相邻的转烟道之间以相互远离的方式设置，烟气扩散的末级换热室与出烟管连通。该承压冷凝锅炉结构简单，热效率可高于100％。

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种承压冷凝锅炉。

背景技术

冷凝锅炉通过吸收高温烟气中的显热和蒸汽凝结所释放的潜热，达到提高锅炉热效率的目的；其最大热效率可达109％，比普通燃气炉热效率高出15～17％，另一方面，排烟温度大大降低，烟气中的氮氧化物(NO_x)超低排放。冷凝锅炉在国外已有大量的研发和应用。

近些年来，因冷凝锅炉的高效节能逐渐被国内重视起来，但我国在冷凝技术产品的研发、生产和应用方面仍处于起步阶段，尤其是在承压冷凝锅炉方面仍是基本空白，市场亟待开发研究该类产品。

发明内容

本发明实施例提供一种承压冷凝锅炉，其基于逆流换热、增强烟气侧换热及增强对流换热系数原理，开发适于承压运行的冷凝锅炉，并将其热效率提高至100％以上，大幅降低了承压冷凝锅炉的制造、安装和应用成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种承压冷凝锅炉，其包括承压壳体、设置在承压壳体内的换热炉胆、与所述换热炉胆连通的燃烧室以及固定在换热炉胆内的冷却管组；

其中，承压壳体上设有与燃烧室连接的燃烧器接头和与换热炉胆连通的出烟管、以及换热介质进、出口，换热介质自下而上在承压壳体内及冷却管组内流通、与所述换热炉胆的烟气逆流换热；

换热炉胆包括2级以上圆柱状的换热室，换热室的上端面设有进烟口、下端面设有出烟口，进烟口和出烟口相互远离设置，相邻的换热室通过转烟道连通，烟气扩散的末级换热室与出烟管连通。

本方案中，高温烟气自上而下逐级扩散、换热介质自下而上形成逆流换热，较低温的换热介质使得烟气排放温度较低，上部高温烟气使排出的换热介质温度较高；采用承压壳体和圆柱体结构的换热炉胆，适于承压运行，因此本发明实施例中的承压锅炉排出的换热介质(通常采用水)既可以为高、低温热水，也可为蒸汽。尤其是，每级换热室具有相对独立的换热腔，高温烟气强制在每级换热室内流通，提高换热效率，且换热室呈圆柱形可实现锅炉的承压运行。与现有技术中需要在炉体外另设配套的冷凝设备相比，本发明实施例采用一体式的冷凝锅炉即可达到《工业锅炉能效限定值及能效等级(GB24500-2020)》中对冷凝锅炉的1级能效的要求，而且结构简单，制造、安装和应用成本较低。

示例性的，进烟口或出烟口为圆形、弧形或类椭圆形，或者由圆形的出烟口排布成弧形或类椭圆形。

在一些实施例中，环绕换热炉胆、在承压壳体和换热炉胆之间设有1个以上隔板。隔板的设置一方面防止换热介质因阻力原因而不流经或少量流经冷却管组，另一方面防止过热的换热介质返流到下部的低温换热介质区，导致底部换热介质的温度高、进而出烟管的排烟温度较高。

示例性的，每级换热室对应设有一隔板。这样不仅能保障每级换热室内、外均可与换热介质充分接触，而且防止较高温度的换热介质返流至较低温度的换热介质区。

在一些实施例中，沿烟气扩散的方向、各级换热室的高度依次递减。

在一些实施例中，换热炉胆包括依次与所述燃烧室连通的第一换热室、第二换热室和第三换热室；在第一换热室上端面的中部设有第一进烟口、下端面设有沿周壁的弧状的第一出烟口，环第一进烟口布置第一冷却管组；