[发明专利]一种全预混水冷燃气锅炉

说明书

本发明公开了一种全预混水冷燃气锅炉，包含混合器，混合器和水冷燃烧器同轴设置于锅炉轴心位置，混合器底部出口与水冷燃烧器入口相连通，水冷燃烧器外侧依次设置水冷换热管束和对流换热管束；混合器外侧环形设置上集箱，炉膛下部水冷燃烧器外侧环形设置下集箱，上集箱和下集箱由水冷换热管束和对流换热管束相连通；水冷燃烧器下方设置承露盘，承露盘下方设置冷凝液排出管，承露盘和冷凝液排出管之间设置烟囱，锅炉支架用于支撑整个装置。本发明可以实现燃气和空气的充分均匀预混，在低氮燃烧的同时防止回火，并高效利用烟气热量，在实现节能减排的同时，低温燃烧的设计也有利于锅炉的安全运行。

技术领域

本发明属于燃气锅炉技术领域，具体涉及一种全预混水冷燃气锅炉。

背景技术

天然气燃料产生的污染物主要是氮氧化物，而氮氧化物主要是分为三类：热力型NOx、燃料型NOx、快速型NOx，锅炉燃烧产生的氮氧化物主要是热力型NOx，这一类氮氧化物的主要影响因素是温度，燃烧温度越高，热力型NOx越多。因此，为了开发出低NOx气体燃烧器以满足最新的环保标准，核心在于降低燃烧时的气体温度。传统的全预混燃烧器因燃烧均匀稳定而被广泛采用，但因为燃烧强度大，燃烧温度较高，存在更易产生热力型NOx这一突出问题。传统的锅炉设计中，热量经由烟气携带大多流向一侧的水冷换热管束，导致换热极其不均匀且易发生爆管事故。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种全预混水冷燃气锅炉，可以实现燃气和空气的充分均匀预混，在低氮燃烧的同时防止回火，并高效利用烟气热量，在实现节能减排的同时，低温燃烧的设计也有利于锅炉的安全运行。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种全预混水冷燃气锅炉，包含混合器2，混合器2和水冷燃烧器4同轴设置于锅炉轴心位置，混合器2底部出口与水冷燃烧器4入口相连通，所述水冷燃烧器4外侧依次设置水冷换热管束6a、水冷换热管束6b；水冷换热管束6b外侧向外依次布置对流换热管束5a、对流换热管束5b；混合器2外侧环形设置上集箱3，炉膛下部水冷燃烧器4外侧环形设置下集箱7，上集箱3和下集箱7由水冷换热管束6a、水冷换热管束6b和对流换热管束5a、对流换热管束5b相连通；水冷燃烧器4下方设置承露盘9，承露盘下方设置冷凝液排出管11，承露盘9和冷凝液排出管11之间设置烟囱8，锅炉支架10用于支撑整个装置。

所述水冷燃烧器4包括燃烧头冷却管43，燃烧头冷却管43周向均匀排列，燃烧头冷却管43上端连接水冷燃烧器上集箱42，下端连接水冷燃烧器下集箱46；水冷燃烧器上集箱42上侧有进水管41，连接锅炉给水；水冷燃烧器下集箱46与锅炉下集箱7之间由连通管47相连接。

所述水冷燃烧器4的燃烧头冷却管43外侧沿周向内外侧错列布置两圈水冷换热管束6a、水冷换热管束6b；水冷换热管束6b外侧依次布置对流换热管束5a、对流换热管束5b，对流换热管束5a和对流换热管束5b各自相邻管束之间没有间隙。

所述燃烧头冷却管43外侧焊接有相连接的圆形或螺旋状翅片44，相连接的圆形或螺旋状翅片44形成导流通道，相邻燃烧头冷却管43之间外侧焊接有向内凹的弧形导流片45，燃烧头冷却管43同轴环置弧形导流片45，弧形导流片45分别与相邻的两个燃烧头冷却管43形成等截面气流通道48，水冷燃烧器4末端气流通道截面处加密封端盖49密封。

所述混合器2包括由内向外依次布置的空气内筒21、空气外筒24和环型燃气筒23，所述空气内筒21的入口处设置有旋流叶片26，空气外筒24的入口处设置有旋流叶片29，环型燃气筒23初始位置处设有均流孔板28，环形燃气筒23的内壁设置喷嘴210，外壁设置喷嘴211，所述环型燃气筒23内壁喷嘴210和外壁喷嘴211以凸台形式环形切向布置。