[发明专利]一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉

说明书

本发明公开了一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉，包括换热管、上集箱、下集箱、烟壳、燃烧器、冷凝器、烟囱和控制器；多个换热管组成竖直布置的环形管排，环形管排所围成的空间即为炉膛，相邻换热管之间组合形成沿圆周均布的轴向缝隙通道，轴向缝隙通道的宽度0.1～4mm，形成层流强化效果，消除中心高温区，烟气温度降至300℃以下仅需50mm～300mm的流程，同时烟气阻力小于1000Pa，所有换热管热负荷分配均匀，减少结垢风险，也降低了锅炉蒸吨钢耗量、水容积和风机电耗；发明的组合缝隙式冷凝器适用于导热油锅炉，组合缝隙式盘管冷凝器适用于盘管蒸汽发生器，将层流强化设计引入这两种传统炉型，进一步拓展了层流强化的应用。

技术领域

本发明涉及燃气锅炉技术领域，具体涉及一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉。

背景技术

近年来，雾霾问题持续存在，城镇地区已经完全淘汰了35蒸吨以下的燃煤锅炉，但宾馆、洗衣店、酿造厂、饲料厂、区域供暖等仍需要大量的0.1～10蒸吨之间的工业锅炉，这些工业锅炉可选择天然气或电力作为能量来源。电蒸汽锅炉燃料成本比燃气蒸汽锅炉成本大约高80％～120％，因此0.5～10蒸吨的大功率蒸汽锅炉市场中燃气蒸汽锅炉占据着统治地位。燃气蒸汽锅炉多在城镇地区使用，锅炉房空间狭小，要求蒸汽锅炉尽可能缩小体积以节约空间，提高锅炉效率以降低运行成本，缩小锅炉水容积以减少频繁启停带来的热损失。

河南省四通锅炉有限公司申请的CN201710865076.4、上海扬诺锅炉制造有限公司申请的CN107781800A等贯流式锅炉，是一种体积较为紧凑的燃气蒸汽锅炉。贯流式燃气蒸汽锅炉比WNS型燃气蒸汽锅炉同吨位下体积缩小50％以上，烟气流程呈Ω型，燃气在炉膛中燃烧产生的高温烟气通过炉膛一侧的窄缝进入内外两圈管束形成的轴对称的狭窄流道，靠近窄缝处的管束区烟气温度高、流速高、换热量大，靠近出口处的管束区烟气温度低、流速小、换热量小，不同管束存在着显著的热负荷不均问题。换热量大的区域蒸发强烈，炉水浓缩倍率大，易结垢，需要长期添加阻垢剂以阻止锅炉结垢。烟气在内外管束之间流动时烟流速可达50m/s以上，烟气阻力可达5kPa以上，燃烧器风机功率大，燃烧器噪声巨大。

目前市场上的主流的WNS锅炉，以包头市鹿宇锅炉制造有限责任公司申请的CN205208916U中心回燃锅炉为例，采用扩散式燃烧器，燃气在炉胆内燃烧，随后在回燃室内转弯进入烟管降温，烟管流程包括两回程型和三回程型。WNS锅炉的受热面热负荷低于贯流式锅炉，结垢问题较少；最高烟气流速低于30m/s，锅炉本体阻力一般小于 1000Pa。但存在着锅炉体积巨大，水容积巨大，启停炉速度慢、启停炉热损失较大的问题。

发明内容

为了解决贯流式和WNS燃气蒸汽锅炉存在的问题，本发明的目的在于提供一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉，圆管瓦片翅与圆管之间形成的缝隙通道可以消除传统换热过程中的中心高温区，烟气通过缝隙通道时，整个通道均处于传热传质强烈的边界层区域，换热系数可达 120W/(m²·℃)以上；采用中心对称、离散设计，烟气均匀通过圆周方向上的一圈轴向缝隙通道流出炉膛，确保所有管束的热负荷相同，且烟气阻力小于1000Pa。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：