[实用新型]水火管锅壳式锅炉

说明书

本实用新型涉及一种适合于工业和民用的水火管锅壳式锅炉。该锅炉是由连接于水平放置的锅筒和集箱之间的水冷壁管及前拱、后拱构成了炉膛和燃尽室。

现有卧式水火管锅壳式锅炉，其结构是锅筒及两侧水冷壁管构成了炉膛和燃尽室的辐射受热面。锅筒内设置了双回程烟管。燃料在炉排上燃烧产生的火焰和高温烟气首先在炉膛与锅筒及水冷壁进行辐射换热，经燃尽室从后烟箱进入锅筒内烟管的第一回程，由前烟箱折回进入第二回程烟管从后烟箱出来，最后烟气经省煤器、除尘器由引风机通过烟囟排入大气，其中炉膛内设置的前拱只起锅炉前墙和引燃的作用。锅炉的上述结构决定了高温烟气三回程的换热过程，分析该换热过程给锅炉带来的一些问题，主要有三大方面。

第一方面是锅筒直径大，耗用金属多，热效率低，现有卧式水火管锅壳式锅炉为了达到额定蒸发量(或额定热功率)必须保证锅炉具有足够的换热面积和烟气流通截面积，而在锅筒内布置了双回程的烟束来。因此锅筒直径大，筒壁厚，金属耗量多，换热效果也不理想，热效率低。

第二方面是锅筒底部易发生变形鼓疱甚至开裂。由于锅筒底部受炉膛里火焰的直接作用再加上锅筒内底部沉积了大量水垢，影响了传热，使锅筒底部发生高温蠕变现象，造成变形鼓疱。

第三方面是管板裂纹问题。管板特别是后管板高温烟气入口处，当锅炉运行一段时间后，管板孔桥间容易产生裂纹直至漏水，分析其原因主要也是与高温烟气的直接作用有关，从燃尽室出来的烟气温度很高(一般高于900℃)产生过冷沸腾现象，管板在交变热应力作用下疲劳破坏造成管板金属裂纹。

综上所述可见，现有卧式水火管锅壳式锅炉因换热过程决定了不可避免地存在有锅筒直径大，金属耗用多；锅筒底部变形鼓疱以及管板裂纹的问题。

为此本实用新型的目的在于改进上述换热结构，而提供一种将前拱延伸以形成在前拱上部与锅筒下部形成换热室—烟气第二回程的水火管锅壳式锅炉。锅筒内设置单回程烟管，整个锅炉结构紧凑，热效率高，也不存在锅筒底部变形鼓疱、管板裂纹等问题。

本实用新型是在上述锅炉结构基础上改进变形得到的。其组成部分与原有锅炉基本相同包括锅筒、水冷壁管、烟管、集箱、炉排、前拱、后拱、前后烟箱及其附属件所组成。带有单回程烟管的锅筒纵向水平放置，炉排两侧与锅筒平行放置有两根对称集箱，锅筒两侧和集箱之间设置有单排若干根水冷壁管，为完成上述目的，本实用新型将炉排上方的前拱在锅筒和后拱之间向后延伸至后拱的后部接近炉排的尾部—燃尽段。这样水冷壁下部和前后拱构成了炉膛，前拱上部和锅筒及水冷壁上部构成了换热室—烟气第二回程，换热室分别与燃尽室的烟气出口和前烟箱入口相连通。

延伸的前拱可以用耐火砖砌筑或者耐火混凝土浇注而成。但为了增加换热面，提高炉膛水冷度，上述锅筒和集箱之间所设置的水冷壁管可呈交叉结构，即锅筒的左侧和右侧的水冷壁管分别与右集箱和左集箱相连，这种交叉布置的水冷壁向后布置的长度与上面所述的前拱的长度一样，在水冷壁倾斜段上敷着一层耐火材料便构成了上述前拱。这样在炉膛顶部也有水冷壁进行辐射换热，同时也增加了换热室的受热面。

该锅炉的换热过程如下，燃料在炉排上燃烧产生的高温烟气，先与水冷壁下部辐射换热，经燃尽室返向进入锅筒下部、前拱上部的换热室进行辐射和对流换热，而后再经前烟箱一次性进入锅筒内单回程烟管，最后经后烟箱排出。

由于在锅筒和炉排间将前拱延伸形成了换热室—烟气第二回程及交叉结构的水冷壁，强化了烟气换热效果，增加了受热面积，避免了锅筒底部受炉排上的火焰的直接作用，降低了烟气进入烟管时的温度，从而解决了锅筒底部易变形鼓疱，管板裂纹等问题，同时由于变双回程烟管为单回程，缩小了锅筒直径、降低了金属耗量，对于减轻锅炉重量，降低制造成本有一定现实意义。另外由于前拱的延伸，增加了炉排的覆盖面，强化燃烧，可提高燃烧效率，扩大燃烧煤种，为节约能源创造了条件。

上述锅炉结构中，其前后管板及烟管可以采用平管板和普通光管，但是如采用拱形管板和螺纹烟管，对于改善管板受力状况、提高烟管传热效果特别有利，而且可节省拉撑元件减少烟管数量，缩小锅筒直径和长度，降低金属耗量。

将前拱向后延伸形成了换热室—烟气第二回程，有利于克服目前炉型存在的问题。本实用新型与同类锅炉比较，锅炉结构合理紧凑，热效率高，适应煤种广，耗用金属少，制造成本低，而且解决了锅筒底部变形鼓疱，管板裂纹这两大难题。

下面结合附图详细介绍本实用新型具体实施例。

图1是本实用新型纵向布局结构示意图(一种实施例)。

图2是本实用新型横向布局结构示意图(另一种实施例)。