[發明專利]一種單回程WNS結構鍋爐

在審

• 申請號: 201710369096.2
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107228351A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 陳黎;文午琪
• 申請（專利權）人: 陳黎
• 主分類號: F22B31/00
• 分類號: F22B31/00;F23C5/32;F23C9/00
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司44372
• 代理人: 嚴泉玉

技術領域

本發明涉及燃燒和熱能轉換設備技術領域，具體涉及一種單回程WNS結構鍋爐。

背景技術

隨著經濟和現代科學技術的發展，燃氣鍋爐由于其燃燒效率高，方便運輸，運行操作簡單，并且滿足可持續發展和環境保護的要求，成為了鍋爐燃燒原料的首選，而WNS型鍋爐作為燃氣鍋爐的一種，則又以其結構緊湊、體積較小、自動化程度高、利于安裝、運行安全可靠等優點，為大多數燃氣鍋爐所采用，發展趨勢良好，市場需求量高。

市場上現有的WNS燃氣鍋爐多采用三回程式結構，使用高速直流燃燒器，增加了回燃室、前煙箱等高溫活動部件，但是，這種結構存在一定的問題，如：燃燒器氣體速度高，造成燃燒器阻力大；燃燒器火焰細長，火焰高溫區集中，會產生較多NOx污染物；轉向煙室結構比較復雜，制造工藝繁瑣，則相對制造成本較高，且高溫轉向活動部件容易產生煙氣泄露等問題，存在較大的安全隱患；為了滿足吸熱量，需要受熱面更大，因為三回程式結構中有兩回程煙管且較長，導致鍋爐阻力大，需要消耗更多能量。

鑒于此，克服現有技術所存在的缺陷是本技術領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例要解決的技術問題是：

現有的三回程式WNS燃氣鍋爐燃燒器的火焰中心溫度高，污染物NOx排放增加，煙氣回程較多，煙管部件較長，導致系統阻力大，高溫活動部件容易煙氣泄露的問題，存在較大的安全隱患；

另一方面，本發明提出的單回程WNS結構鍋爐還可以用于解決現有三回程式WNS燃氣鍋爐中存在的：零部件較多，結構復雜，制造工藝繁瑣，相對制造成本較高等問題。

本發明實施例是通過如下技術方案達到上述目的的：

一種單回程WNS結構鍋爐，包括：控制柜、燃燒器、鍋殼、波形爐膛、煙管組、進水口、熱水或蒸汽出口、節能器和煙氣出口，其中，進水口、熱水或蒸汽出口和煙氣出口設置在鍋殼表面。控制柜控制整個鍋爐運行，所述的燃燒器、波形爐膛和煙管組為同軸依次連接，燃燒器頂部的燒頭周圍布置有火嘴；燃燒器包括風機、安裝管體、一次風道、二次風道、調節閥、一次風葉片、二次風噴嘴、燃氣噴嘴、燒頭、燃氣進口；所述的風機設置在安裝管體的一端，一次風道和二次風道內分別設置有調節閥，通過控制調節閥把風量分配到一次風道和二次風道。燃氣進口設置在安裝管體的中段表面，燃氣進口通過輸送管道與燃氣噴嘴連接；燒頭設置在安裝管體的另一端。所述的波形爐膛和煙管組安裝在鍋殼內構成單回程結構；對應煙氣路徑，所述波形爐膛作為煙氣進口，在鍋殼尾部的頂端設置有煙氣出口，在煙氣出口與煙管組之間設置有節能器。

進一步的，燃燒器為旋流燃燒器，安裝管體內由中心向外圈依次布置有一次風道、燃氣管道和二次風道；一次風口設置為旋流葉片式，燃氣管道口和二次風口設置為噴嘴式。一次風葉片、燃氣噴嘴和二次風噴嘴組成燒頭。一次風和二次風的流速范圍為20～30m/s，燃氣的流速范圍為50～60m/s。

進一步的，燒頭周圍的火嘴采用水冷型火嘴，水冷型火嘴為橢圓結構，所述的水冷型火嘴兩端分別與鍋殼和波形爐膛焊接。該結構可保證旋流火焰的形狀，并吸收火焰燃燒產生的熱量，降低燃燒溫度，防止爐體外壁溫度過高。

進一步的，所述的煙管組為多根螺紋煙管組成，螺紋煙管的管壁上螺旋壓制有1～3mm深的凹槽；螺紋煙管在鍋殼的截面上，以波形爐膛的中軸為中心向四周密集分布，螺紋煙管可為正三角形等距排列或以波形爐膛中心線為圓心等弧長排列。

進一步的，所述的節能器由聯箱與帶螺旋肋片的蛇形管組成，蛇形管為將螺旋肋片螺旋纏繞焊接在蛇形管體上制成；所述的蛇形管并列或錯列排列在聯箱上。

本發明實施例的有益效果是：

1、本發明提供的一種單回程WNS結構鍋爐，采用一體化結構旋流燃燒器，通過調節一次風和二次風的風量和風壓，從而控制火焰尺寸，防止火焰接觸波形爐膛內壁，燒壞波形爐膛。本燃燒器燃氣流速高且空氣流速低，可利用流速差和空氣旋流，使燃氣和空氣的接觸邊界大幅度增加，提高空氣和燃氣混合速度，保證燃氣與空氣的完全混合，并在波形爐膛內混合均勻并充分燃燒；燃燒器這種分級的燃燒方式，使高溫區溫度和氧濃度有所下降，減少了NOx的生成量。

2、本發明的燃燒器具有中心回流的特點，使波形爐膛尾部的高溫煙氣能夠回流到燒頭處，加強煙氣與燃氣、空氣在燒頭處混合，提高了此處的溫度，改善了燃料的著火條件，使本鍋爐能燃燒不同種類燃料，又能夠穩定火焰，避免回火和脫火。

3、本發明的燃燒氣流速度低，鍋爐單回程結構，減小了系統運行阻力，進一步減小了運行時的電能消耗，為燃氣鍋爐的技術發展提供了積極的意義。