一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构的制作方法

本实用新型涉及热能工程技术领域，尤其涉及一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构。

背景技术：

现阶段我国燃煤工业用锅炉通常采用的结构是链条炉，随着社会科技的高速发展锅炉的改造发生翻天覆地的变化，链条炉的炉排能耗相对比较大，能源利用率有进一步提高的空间与可能性，从提高燃煤工业锅炉燃烧率的角度出发，在原有工业锅炉炉膛结构上进行改造具有重大意义，在原有基础上提高对流换热和辐射换热效能，使得煤粉充分燃烧，减少氮氧化物的生成，进一步降低煤渣和固体颗粒物的排放，能够有效减小工业锅炉对环境造成的负面影响。同时，根据实际生产需求精简工业锅炉水循环通路管道，保证工业锅炉运行的安全，受热面均匀从而避免停滞或倒流等引起的爆管等情况的发生亦非常重要。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种煤粉燃烧效率高的全膜式壁锅炉水冷壁循环结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构，包括锅炉炉膛，所述锅炉炉膛的后方设置有对流竖井，所述锅炉炉膛外壁设置有第一角管，所述第一角管上部通过焊接连通有锅筒，所述对流竖井外壁设置有第二角管，所述第二角管与所述第一角管通过设置有上通管连通，所述锅炉炉膛上方设置有前膜式水冷壁上集箱和后膜式水冷壁上集箱，所述前膜式水冷壁上集箱连通有第一连通管，所述后膜式水冷壁上集箱连通有第二连通管，所述第一连通管连通有第三连通管，所述第二连通管连通有第四连通管，所述锅炉炉膛底部设置有侧膜式水冷壁下集箱，所述第三连通管和第四连通管向下延伸均与所述侧膜式水冷壁下集箱连通，所述锅筒还连通有侧膜式水冷壁上集箱，所述锅炉炉膛底部设置有前膜式水冷壁下集箱和后膜式水冷壁下集箱，所述锅炉炉膛底部设置有落灰斗，所述前膜式水冷壁上集箱与所述前膜式水冷壁下集箱之间连通有前膜式水冷壁，所述后膜式水冷壁上集箱与所述后膜式水冷壁下集箱之间连通有后膜式水冷壁，所述侧膜式水冷壁上集箱与所述侧膜式水冷壁下集箱之间连通有侧膜式水冷壁。

优选地，所述前膜式水冷壁、后膜式水冷壁和侧膜式水冷壁为倒锥形的全膜式水冷壁结构。

优选地，所述对流竖井设置有多级过热机构，所述过热机构由上自下依次为高温过热器、面式减温器和低温过热器，所述高温过热器、面式减温器和低温过热器的管束均为环向翅片管。

优选地，所述多级过热机构连通有对流竖井膜式水冷壁，所述对流竖井膜式水冷壁向下延伸连通有对流竖井膜式水冷壁下集箱，所述锅筒设置有弯折管，通过所述弯折管将所述锅筒与对流竖井膜式水冷壁下集箱连通。

优选地，所述对流竖井膜式水冷壁依次与所述高温过热器、面式减温器和低温过热器连通，所述低温过热器端部连通有排烟口。

与现有技术相比，本实用新型提供一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构，具备的优点和有益效果是：

(1)通过将前膜式水冷壁、后膜式水冷壁和侧膜式水冷壁设置为倒锥形结构，该全膜式壁的水冷壁循环结构的直上直下的特点使得工质换热过程更加顺利和稳定，能够使得燃料燃烧更加充分，减少氮氧化物的生成，提高煤粉燃料的利用率。

(2)通过设置在锅炉底部的落灰斗能够将燃尽的煤粉和煤渣落入，替代了原有链条炉的底部需要设置结构复杂的炉排，简化了锅炉的结构使得工质在锅炉炉膛内的流动是直上直下的，此外落灰斗的设置能够将集箱的位置下延，炉膛的受热面积加大，有效防止煤的洒落的同时提高了锅炉的对流换热和辐射换热的效能。

(3)通过对流竖井设置的多级过热机构，多级过热机构包括高温过热器、面式减温器和低温过热器，该过热机构的管束均为环向翅片管能够提高锅炉的热效率，保证了锅炉良好的稳定性，同时也降低了烟气凝结容易引发堵塞从而造成爆管等危险情况的发生。

附图说明

图1是本实用新型的一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构的结构示意图；

图中：1-锅炉炉膛；2-上通管；3-多级过热机构；4-对流竖井；5-第一角管；6-锅筒；7-第二角管；8-前膜式水冷壁下集箱；9-弯折管；10-前膜式水冷壁上集箱；11-后膜式水冷壁上集箱；12-第一连通管；13-第二连通管；14-第三连通管；15-第四连通管；16-侧膜式水冷壁上集箱；17-后膜式水冷壁下集箱；18-落灰斗；19-侧膜式水冷壁下集箱；20-前膜式水冷壁；21-后膜式水冷壁；22-侧膜式水冷壁；23-对流竖井膜式水冷壁；24-对流竖井膜式水冷壁下集箱；25-高温过热器；26-面式减温器；27-低温过热器。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构，包括锅炉炉膛1，所述锅炉炉膛1的后方设置有对流竖井4，所述锅炉炉膛1外壁设置有第一角管5，所述第一角管5上部通过焊接连通有锅筒6，所述对流竖井4外壁设置有第二角管7，所述第二角管7与所述第一角管5通过设置有上通管2连通，所述锅炉炉膛1上方设置有前膜式水冷壁上集箱10和后膜式水冷壁上集箱11，所述前膜式水冷壁上集箱10与连通有第一连通管12，所述后膜式水冷壁上集箱11连通有第二连通管13，所述第一连通管12连通有第三连通管14，所述第二连通管13连通有第四连通管15，所述锅炉炉膛1底部设置有侧膜式水冷壁下集箱19，所述第三连通管14和第四连通管15向下延伸均与所述侧膜式水冷壁下集箱19连通，所述锅筒6还连通有侧膜式水冷壁上集箱16，所述锅炉炉膛1底部设置有前膜式水冷壁下集箱8和后膜式水冷壁下集箱17，所述锅炉炉膛1底部设置有落灰斗18，所述前膜式水冷壁上集箱10与所述前膜式水冷壁下集箱8之间连通有前膜式水冷壁20，所述后膜式水冷壁上集箱11与所述后膜式水冷壁下集箱17之间连通有后膜式水冷壁21，所述侧膜式水冷壁上集箱16与所述侧膜式水冷壁下集箱19之间连通有侧膜式水冷壁22。锅筒6内设有隔板，将锅筒内部分为前后二部分，锅筒6给水由锅筒6后部引入，经给水分配管均匀地将水送至位于锅筒6两侧的大口径集中下降管，锅水经各受热面加热后，汽水混合物进入各受热面的上集箱，水汽得到初步分离，蒸汽经蒸汽引出管引入位于锅筒上部汽空间的集汽管，锅水则被引入位于锅炉两侧的侧壁上集箱，一部分锅水回流到锅筒，参与下一轮循环，二部分则流入位于锅炉后部的两根下降管，并被分配到各受热面的下集箱。分离出来的蒸汽经集汽管由锅筒后部引入锅筒，在锅筒内向两侧运动，在锅筒两端折流进入锅筒前半部，经位于锅筒上部的波形板汽水分离箱进一步分离后，蒸汽由位于锅筒中间的蒸汽管引出。三部分靠下降管给燃烧炉膛系统供水。锅筒装有两只高读水位表，还配有两组备用水位管座，用户可用于装设水位自动控制仪表与电接点水位计共同监测水位。为提高蒸汽的品质，降低炉水的含盐浓度，锅筒上装有连续排污管和炉内水处理用的加药管，连续排污率为2％。锅炉炉膛1的受热面积加大，使得工质在锅炉炉膛1内的流动是直上直下的，锅炉的稳定性好不易产生爆管，从而使得改造后的锅炉的对流换热和辐射换热的效能均有显著提高，锅炉底部设置的落灰斗18能够将燃尽的煤粉和煤渣落入，替代了原有链条炉的底部需要设置结构复杂的炉排，简化了锅炉的结构，此外，落灰斗18的设置能够将集箱的位置下延，有效防止煤的洒落的同时提高了换热效率。

进一步地所述前膜式水冷壁20、后膜式水冷壁21和侧膜式水冷壁22为倒锥形的全膜式水冷壁结构，通过将前膜式水冷壁20、后膜式水冷壁21和侧膜式水冷壁22设置为倒锥形结构，该全膜式壁的水冷壁循环结构能够使得燃料燃烧更加充分，减少氮氧化物的生成，提高煤粉燃料的利用率。

进一步地，所述对流竖井4设置有多级过热机构3，所述多级过热机构3由上自下依次为高温过热器25、面式减温器26和低温过热器27，所述高温过热器25、面式减温器26和低温过热器27的管束均为环向翅片管，环向翅片管能够提高锅炉的热效率，同时也降低了烟气凝结容易引发堵塞从而造成危险情况的发生。

进一步地，所述多级过热机构3连通有对流竖井膜式水冷壁23，所述对流竖井膜式水冷壁23向下延伸连通有对流竖井膜式水冷壁下集箱24，所述锅筒6设置有弯折管9，通过所述弯折管9将所述锅筒6与对流竖井膜式水冷壁下集箱24连通，通过该连通结构使得改造后的锅炉为直上直下的全膜式壁水循环结构，加大了换热面积，提高换热效率同时提高了锅炉的稳定性。

进一步地，所述对流竖井膜式水冷壁23依次与所述高温过热器25、面式减温器26和低温过热器27连通，所述低温过热器端部连通有排烟口，有效保证了换热顺畅，避免了由于管道受热不均使得工质停止或倒流，甚至导致的管道爆裂等危险情况的发生。烟气先经过高温过热器25，再流经低温过热器27，过热器为逆流布置，由Ф38×4的管子组成，高温过热器25管材料为12Cr1MoVG(GB5310)，低温过热器27管材料为20(GB3087)。由锅筒6出来的饱和蒸汽先自下而上经过低温过热器27，然后通过水平布置的减温器再自下而上经过高温过热器25，减温器的调温幅度为0-35℃。减温后的蒸汽进入高温过热器25进口集箱，加热后进入过热器出口集箱。

本实用新型为单锅筒横向布置、全自然循环的水管锅炉。锅炉本体采用全膜式壁结构，燃烧系统采用高效洁净煤粉燃烧器和炉内强化洁净燃烧方式，具有燃烧效率高、低污染、燃料的适应性好的典型特点。锅炉启动速度快，适应负荷能力强，设备运行安全可靠，也减少了烟气对环境的污染。

锅炉本体保留了角管式锅炉的自承重结构，尾部采用框架支撑结构，炉膛和通道四周为全膜式水冷壁，通道内依次布置高温、低温过热器，中间设面式减温器，还在通道的出口布置了对流受热面，尾部设省煤器和空气预热器。锅炉的构架全部为金属结构，适用于7度地震裂度。

本实用新型的一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构的工作原理是：锅炉的回水被输送并充满至锅筒6中，回水经由锅筒6进入到第一角管5，通过上通管2使得回水从第一角管5流入第二角管7，继而进入前膜式水冷壁下集箱8和后膜式水冷壁下集箱17，接下来通过并沿着前膜式水冷壁20和后膜式水冷壁21上升流动，吸收锅炉炉膛1高温烟气释放的热量，加热至预设温度分别进入前膜式水冷壁上集箱10和后膜式水冷壁上集箱11，通过第一连通管12和第二连通管13流入第三连通管14和第四连通管15，由于设置在锅炉墙之外，工质不再受热下降流至侧膜式水冷壁下集箱19，然后通过侧膜式水冷壁22吸收锅炉炉膛1中高温烟气的热量向上进入侧膜式水冷壁上集箱16，通过侧膜式水冷壁上集箱16进入锅筒6混合完成水循环步骤，烟气通过弯折管9流入对流竖井膜式水冷壁下集箱24，并通过高温过热器25、面式减温器26和低温过热器27的受热面及对流竖井膜式水冷壁23继续吸热至需要的温度，煤粉充分燃烧后的固体颗粒物落进落灰斗18，换热完成后烟气从排烟口排出，从而完成全膜式水冷壁的水循环的全部过程。

本实用新型提供一种全膜式壁锅炉水冷壁循环结构的特点：通过将前膜式水冷壁20、后膜式水冷壁21和侧膜式水冷壁22设置为倒锥形结构，该全膜式壁的水冷壁循环结构的直上直下的特点使得工质换热过程更加顺利和稳定，能够使得燃料燃烧更加充分，减少氮氧化物的生成，提高煤粉燃料的利用率；通过设置在锅炉底部的落灰斗18能够将燃尽的煤粉和煤渣落入，替代了原有链条炉的底部需要设置结构复杂的炉排，简化了锅炉的结构，炉膛的受热面积加大，工质在锅炉炉膛1内的流动是直上直下的，此外，落灰斗18的设置能够将集箱的位置下延，有效防止煤的洒落的同时提高了锅炉的对流换热和辐射换热的效能；通过对流竖井4设置的多级过热机构3，多级过热机构3包括高温过热器25、面式减温器26和低温过热器27，该过热机构3的管束均为环向翅片管能够提高锅炉的热效率，保证了锅炉良好的稳定性，同时也降低了烟气凝结容易引发堵塞从而造成爆管等危险情况的发生。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。