[發明專利]一種蓄熱燃燒式燃氣熱管蒸汽發生器及其煙氣余熱綜合回收的方法

有效

• 申請號: 201710007451.1
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106765008B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張建軍;朱德明;馮自平;韓穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F22B31/00
• 分類號: F22B31/00;F23C7/06;F23L15/00;F23J15/08;F28D15/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明公開了一種蓄熱燃燒式燃氣熱管蒸汽發生器，包括蒸汽發生器和設置于蒸汽發生器底部的加熱裝置，加熱裝置包括空氣管道、燃氣管道、四通閥、第一蓄熱室、第二蓄熱室和燃燒裝置，第一蓄熱室和第二蓄熱室分別設置于蒸汽發生器底部的四周，第一蓄熱室由外向內依次設置有第一保溫層和第一蓄熱層，第二蓄熱室由外向內依次設置有第二保溫層和第二蓄熱層，燃燒裝置包括與第一蓄熱室連接的第一燃燒室和與第二蓄熱室連接的第二燃燒室，第一燃燒室和第二燃燒室之間設置有熱管換熱區，熱管換熱區內設置有煙氣導流板和由若干根熱管組成的熱管蔟。本發明提出的蒸汽發生器長期安全可靠的產生蒸汽，并對煙氣的熱量充分回收利用，減少熱損失，提高熱效率。

技術領域

本發明涉及蒸汽發生器技術領域，特別是一種蓄熱燃燒式燃氣熱管蒸汽發生器及其煙氣余熱綜合回收的方法。

背景技術

工業領域對水蒸氣的需求量極大，就目前技術而言，蒸汽主要由蒸汽鍋爐產生，傳統蒸汽鍋爐主要依靠燃料在爐膛中燃燒產生熱量直接加熱鍋筒來產生蒸汽，該方法雖然能產生蒸汽，但煙氣帶走大量熱量，排煙溫度有幾百度，甚至更高，因而熱效率較低，即使使用換熱器對煙氣進行余熱回收，最終排煙溫度也在150℃左右，仍然有較大部分熱量沒有回收利用，并且換熱器易腐蝕，體積龐大，結構復雜，使用壽命短等缺點。目前的燃氣蒸汽鍋爐效率大多不高于90％，排煙溫度高，多在150℃以上，余熱得不到充分利用。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種蓄熱燃燒式燃氣熱管蒸汽發生器及其煙氣余熱綜合回收的方法，煙氣的余熱首先用于加熱助燃空氣，然后對煙氣余熱進一步回收用于加熱給水，可以做到煙氣余熱的極限回收。本發明的蒸汽發生器能長期安全可靠的產生蒸汽，并能對煙氣的熱量充分回收利用，降低排煙溫度，減少熱損失，提高熱效率。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明的一個目的是提供一種蓄熱燃燒式燃氣熱管蒸汽發生器，包括蒸汽發生器和設置于所述蒸汽發生器底部的加熱裝置，所述加熱裝置包括空氣管道、燃氣管道、四通閥、第一蓄熱室、第二蓄熱室和燃燒裝置，所述第一蓄熱室和第二蓄熱室分別設置于所述蒸汽發生器底部的四周，所述第一蓄熱室由外向內依次設置有第一保溫層和第一蓄熱層，所述第二蓄熱室由外向內依次設置有第二保溫層和第二蓄熱層，所述燃燒裝置包括與所述第一蓄熱室連接的第一燃燒室和與所述第二蓄熱室連接的第二燃燒室，所述第一燃燒室和所述第二燃燒室通過熱管換熱區連通，所述熱管換熱區內設置有煙氣導流板和由若干根熱管組成的熱管蔟；助燃空氣依次通過空氣管道和四通閥，經第一蓄熱室，被已經加熱的第一蓄熱層加熱后進入第一燃燒室，同時燃氣通過燃氣管道進入第一燃燒室與空氣混合在第一燃燒室中燃燒，燃燒后的煙氣通過煙氣導流板在熱管間流動，燃燒后的煙氣經第二蓄熱層后通過四通閥，經排煙管道排出，排煙管道為熱水管道和煙氣管道套接，煙氣管道設置于熱水管道的內部。

在一個燃燒周期內，在上半個周期，助燃空氣依次通過空氣管道和四通閥，經第一蓄熱層，被原已經被加熱的蓄熱材料加熱后進入燃燒室，空氣被加熱的溫度約300℃左右，燃氣通過燃氣管道進入燃燒室與空氣混合在燃燒室中燃燒，燃燒后的熱煙氣1000℃以下，通過燃燒裝置內的煙氣導流板在熱管間流動。經過煙氣導流板的折流，可以延長煙氣與熱管的接觸時間，此部分熱管外部設置有翅片，可以擴大換熱面積，與傳統鍋爐的光管相比，換熱面積可以增加8～10倍，因此，相同功率的設備本發明提出的蒸汽發生器可以做的更緊湊，縮小設備體積，減少占地面積。經過熱管區換熱后，煙氣溫度降到350℃左右，然后經第二蓄熱室加熱內部的蓄熱材料，通過四通閥，經排煙風機引出，排煙管道為熱水管道和煙氣管道套接，煙氣管道設置于熱水管道的內部，由鍋爐給水進一步回收煙氣余熱，煙氣溫度可降低到50℃左右；燃燒室內設置有熱管蔟，熱管蔟由若干個熱管組成，熱管的上部設置于蒸汽發生器內部，下部設置于熱管換熱區內部。