安全、节能、多用途立锅筒工业锅炉

本发明涉及一种改进的、向用户供应蒸汽或过热水，也可进行汽水联产的安全、节能、多用途立锅筒工业锅炉。本发明提供的工业锅炉可用来生产蒸汽，供用户用来烘干、蒸煮、搅拌、消毒等生产、生活及医疗之用，也可用来生产过热水或者用来同时生产过热水和蒸汽（即汽水联产），用于生产、供热与采暖。

在现在的工业锅炉中，水管锅炉的锅筒的布置方式以横锅筒、纵锅筒式最为常见。由于锅筒轴线平行于地面，汽水空间的高度要求使得锅筒直径一般制造得比较大，锅筒所用钢板比较厚，因而浪费钢材，制造麻烦。还由于直径较大的锅筒水容量大，一旦发生爆炸事故，造成的危害性也是非常大的。

本发明的任务是在总结、学习各种水管锅炉特点的基础上，集中各水管锅炉之优点，为用户提供一种用材省、易制造、用途广、安全性高、燃料适应性强、热效率高的立锅筒工业锅炉。本锅炉既可以用于生产蒸汽、又可以用于生产过热水，还可以作为汽水联产锅炉来使用。

本发明的任务是以如下方式完成的：炉膛内布置了适量的水冷壁管作为辐射受热面，把若干组对流管束布置在炉膛的后面作为对流受热面，通过上集箱、下集箱、节流管与横联箱等受压元件把辐射受热面与对流受热面并联连接在一起，在长度较短、直径较小的立锅筒的中下部筒壁上开孔与上集箱的端部垂直连接在一起;立锅筒的下封头上开孔接出一根独立的下降管，下降管的下端煨弯与下集箱端部焊接在一起，组合成一个整体炉型。

本发明的细节和特点将从下列实施例的附图中更清楚地说明。

图1锅炉正面图

图2锅炉侧面图

图3沿图2中C-C线的剖面图

图4沿图2中D-D线的剖面图。  图5分图1～4位置示意图。

图1所示是本发明提供的工业锅炉的正面。锅炉的辐射受热面由炉膛两侧的水冷壁管⑤组成（规格及数量由热力计算确定）。每根管子煨成与水平夹角成12°的弯管，其上端与位于炉膛中心线上的纵向上联箱⑥垂直并联连接，下端分别与左、右侧下联箱④垂直并联连接。上联箱⑥与下联箱④的前端设置内闭式手孔（17），后端分别与上集箱⑦、下集箱③垂直联接。立锅筒①的中下部筒壁上开孔与上集箱⑦的左（或右）端垂直联接，立锅筒的下封头上开孔与集中下降管②的上端连接，集中下降管②的下端煨弯弯向下集箱③并与下集箱③的端部连接。

图2所示是本发明提供的工业锅炉的侧面。锅炉的辐射受热面与对流受热面之间由横向布置的上集箱⑦、下集箱③、横联箱⑩以及节流管⑨把辐射受热面与对流受热面并联连接成锅炉的主体受热面。

图3所示是本发明提供的工业锅炉对流受热面的正面。它布置在炉膛的后面。对流受热面是由2～30组对流管束组成的，每组对流管束由横向1～15根、纵向6～40根对流管（12）作为对流受热面管子，将对流管（12）的上端并联焊接在上联管（13）上，下端并联焊接在下联管（11）上，组成一组对流管束。每组对流管束的上联管（13）的前端与上集箱⑦垂直并联焊接，下联管（11）的前端与横联箱⑩垂直并联焊接，从而组成了本发明的对流受热面。在对流受热面中由两道用鳍片管（14）组成的烟气隔墙把受热面分成三个对流烟道（见图4）。上联管（13）、下联管（11）的后端由内闭式手孔（17）封闭。横联箱⑩与下集箱③之间由2～30根节流管⑨垂直并联焊接。

本发明提供的多用途工业锅炉一改水管锅炉的锅筒一般设计为横（或纵）锅筒的常规的设计方案，把本锅炉的锅筒设计为立锅筒。这种新的设计方案的特点是可使锅筒直径比相同容量锅炉的锅筒直径小，长度短。立锅筒的中下部筒壁上开孔与上集箱的端部垂直焊接在一起，立锅筒的下封头底部开孔与集中下降管的上端相对焊接在一起，集中下降管的下端煨弯，弯向下集箱并与下集箱端部焊接在一起，完成了立锅筒与上集箱、与集中下降管以至下集箱的接通任务。采用立锅筒的实施方案便于按所需的蒸汽干度来选择蒸汽空间高度，进而确定立锅筒高度，而不致耗费过多的锅筒钢材，因而本发明节钢效果明显。采用集中下降管的实施方案可使锅内形成非常明显的水循环回路。由于集中下降管置于炉外不受热，因而当本锅炉用于生产蒸汽时，就不会发生循环停滞、循环 倒流等故障，因而本锅炉的锅内水循环安全性高。

本发明提供的工业锅炉的第二个特点是在各个对流管束的下联管前端由横联箱把各个下联管并联焊接在一起，横联箱与下集箱之间采用了2～30根并联的节流管把横联箱与下集箱接通。采用这种布置方案可使小型水管锅炉的对流受热面的布置方式与锅炉容量相适应，并使烟气流动速度与受热面积匹配合理，以保证烟气在较高范围内流动，这既能强化对流传热，得到较高的传热系数，达到节省受热面钢材的目的，又能避免因对流受热面内部流通断面积太大，介质流动阻力太低而促成辐射受热面产生热偏差问题，即能够避免水冷壁产生过烧事故，保证锅炉运行的安全性。

本发明提供的多用途工业锅炉的第三个特点是炉膛相对高度大，炉内水冷度低，炉内受热面布置适量。采用这种设计方案可使各种燃料在炉膛内完全燃烧，因此本发明的工业锅炉对环境的污染小，热效率高，节约能源。由于本锅炉的设计用煤为一类烟煤，因而本锅炉对燃料适应性强，可烧劣质煤。

本发明的第四个特点是对流烟道内的对流管的排列方式按顺排布置、横向冲刷，管间以大的节距比（ (S1－d)/(S2-d) ≥2)在管束间形成较宽阔通畅的烟气流通断面积。采用这种技术方案可使对流受热面布置紧凑，烟气阻力小，利于锅炉自然通风。

本发明的第五个特点是可以一炉三用：（一）当本发明的工业锅炉用于生产蒸汽时，立锅筒在蒸汽空间高度上按所需的蒸汽干度来选择，可以得到理想的蒸汽品质。（二）由于本发明的工业锅炉具有明显而稳定的锅内水循环轨迹，因此本锅炉特别适用于生产过热水，其立锅筒既可以按部分地充水运行，也可以按全部充水状态来充水运行。（三）本锅炉也可以按用户对生产上的需求，在立锅筒的适当位置增设一个高温水引出管（见图1中（16）），就可以作为汽水联产锅炉来使用。