[发明专利]一种具有可更换套管式水冷烧头的低氮热水锅炉

说明书

本发明公开了一种具有可更换套管式水冷烧头的低氮热水锅炉，包括燃烧室与设置在燃烧室的燃气进口处的套管式水冷烧头，套管式水冷烧头包括多孔石墨烧头和水冷部，多孔石墨烧头包括开口段和双层石墨薄筒段，开口段设置在燃烧室外部，双层石墨薄筒段设置在燃烧室内部，双层石墨薄筒段沿长度方向设置有多排通孔；水冷部一端套设在多孔石墨烧头的开口段上，水冷部的另一端沿长度方向设置在双层石墨薄筒段的外侧并与金属挡板连接，水冷部与燃烧室的外壁可拆卸连接；本发明克服水冷燃烧器在长期服役时检查与更换水冷管成本上的困难，同时对燃烧后的烟气进行处理，回收烟气的热量，降低烟气中污染物含量的效果，达到清洁低氮燃烧效果。

技术领域

本发明属于超低氮、无害化物清洁燃烧技术领域，具体属于一种具有可更换套管式水冷烧头的低氮热水锅炉。

背景技术

随着经济的高速发展，我国的城市能源也开始转换为天然气，特别是“西气东输”工程的实施，标志着中国城市燃气的天然气时代已经来临。经过对油、煤和天然气在燃烧过程中排放物的比较，发现天然气比其它燃料的气体排放量都少很多，唯有NOx的排放量在一个数量级上。随着天然气工业的迅速发展，天然气燃烧后产生的氮氧化物的污染不容忽视。因此，开发超低氮燃气燃烧器对中国的环境保护事业意义重大。

常用的低氮燃烧技术包括分级燃烧、预混燃烧、烟气再循环、多孔介质燃烧、无焰燃烧、水冷燃烧等，全预混水冷燃烧器作为一种有效控制氮氧化物排放量的技术受到了广泛关注，国内外已有不少全预混水冷燃烧器投入使用中。然而水冷管在长期服役过程中受到高温火焰的影响往往会产生变形，严重影响燃烧器的安全性，并且水冷管往往同锅炉本体焊接，这就给水冷管的检查、更换带来不少的困难和成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种具有可更换套管式水冷烧头的低氮热水锅炉，结合全预混水冷燃烧技术，克服水冷燃烧器在长期服役时检查与更换水冷管成本上的困难。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有可更换套管式水冷烧头的低氮热水锅炉，包括燃烧室与设置在燃烧室的燃气进口处的套管式水冷烧头，所述套管式水冷烧头包括多孔石墨烧头和水冷部，所述多孔石墨烧头包括开口段和双层石墨薄筒段，所述开口段设置在燃烧室外部，所述双层石墨薄筒段设置在燃烧室内部，所述双层石墨薄筒段沿长度方向设置有多排通孔；所述水冷部一端套设在多孔石墨烧头的开口段上，所述水冷部的另一端沿长度方向设置在所述双层石墨薄筒段的外侧并与金属挡板连接，所述水冷部与燃烧室的外壁可拆卸连接。

进一步，双层石墨薄筒包括内层石墨薄筒和外层石墨薄筒，所述内层石墨薄筒和外层石墨薄筒上均沿长度方向设置有多排通孔，所述内层石墨薄筒上的通孔直径为3mm，所述外层石墨薄筒上的通孔直径大于内层石墨薄筒上的通孔直径。

进一步，所述双层石墨薄筒段上套设有孔径调节板，所述孔径调节板的一端与金属挡板焊接固定。

进一步，水冷部一端设置有集箱，所述集箱套设在多孔石墨烧头的开口段外壁上；所述水冷部的另一端设置有冷却管束，所述冷却管束沿长度方向设置在所述双层石墨薄筒段的外侧，所述冷却管束一端与集箱连通，另一端与金属挡板焊接，所述冷却管束用于对火焰根部进行冷却实现水冷燃烧。

进一步，所述冷却管束包括多个内管，内管外套设有外管，所述内管将集箱分为进水集箱和出水集箱，所述进水集箱的出水端与多个内管的进水端连通，内管的出水端与外管的进水端连通，多个外管的出水端与出水集箱的进水端连通。

进一步，所述水冷部上设置多个法兰盘，所述水冷部通过法兰盘与所述燃烧室外壁可拆卸连接。

进一步，所述多孔石墨烧头与金属挡板接触用于实现密封。

进一步，所述燃烧室中还设置有结构相同的窄间隙冷却换热器和窄间隙冷凝换热器，所述窄间隙冷却换热器和窄间隙冷凝换热器均由若干个石墨换热元件拼接而成。