一种分体组装式燃天然气锅炉的制作方法

本发明属于锅炉节能环保技术领域，具体涉及一种分体组装式燃天然气锅炉。

背景技术：

长期以来，我国一直以煤作为主要能源，燃煤锅炉大量使用，形成了煤烟型大气污染，尤其是近年来多地发生的雾霾天气，进一步促使我国的能源政策和能源结构尽快转型。天然气作为洁净燃料，成为了国家改变大气污染的重要发展能源，锅炉作为能源消耗大户，积极响应国家政策，及时的进行锅炉燃料的“煤改气”，减少煤炭消耗，增加天然气锅炉的比例，随着“煤改气”政策的深度推进，天然气锅炉也在从小吨位逐渐的往大吨位和高效率锅炉进行，主要往两个方向进行，其一是纯散装的锅炉，国家型号是shs型，通俗的说是把组成锅炉的各个小的部件都运输到用户使用现场，然后组装成锅炉进行使用，安装周期长，费用高，体积庞大，漏风率高，锅炉热效率较低，负荷调节难度较大；另外一个方向是发展紧凑型的模块化组装锅炉，国家型号是szs型的，此种锅炉在锅炉生产厂家按模块组装好，然后运到现场，把模块对接好，用户的水电接入即可使用，安装时间短，费用较低，产品质量高，负荷调节难度较大，采用全膜式壁结构后锅炉漏风率低，锅炉热效率高。基于以上因素，目前情况下，在中小型燃天然气锅炉（锅炉蒸发量小于220t/h）时，结构为szs型的燃天然气锅炉在市场上的受欢迎程度要优于结构为shs型，考虑到我国的多煤少天然气现状，大型及超大型的燃天然气锅炉在我国当前不会有大的需求，对于szs型组装锅炉，由于适应市场的中小型锅炉的发展，近10年来取得了大力发展，这种锅炉的传统结构主要包括两个部分，锅炉一侧是偏置的炉膛，炉膛前端部布置燃烧器；另一侧布置过热器及对流管束或只有对流管束；这两个部分的四周全部用水冷膜式壁进行了密封，从外观上看像个英文字母“d”,因此称为d型锅炉。

在这种d型锅炉大型化的过程中，出现了两个突出的问题，一是由于此种锅炉结构过于紧凑，锅炉的对流管束和炉膛都不能太大，并且锅炉吨位变大后，锅炉蒸汽的品质要求也高，但是用于连接对流管束的上下锅筒不能太大，这样锅炉的蒸汽品质如果想提高，要求必须加大上锅筒的直径，又因为是整体出厂，运输尺寸限制了这种d型锅炉高度增加，因此加大锅筒直径的办法不可行，综合以上对流管束、炉膛、锅筒、运输等几方面的限制，导致该d型锅炉大型化过程中遇到了技术瓶颈，二是随着天然气锅炉的市场推广，用户的需求多样性占的比例越来越大，尤其是锅炉的变负荷的要求越来越高，在大吨位小负荷的情况下，由于锅炉的燃料为天然气，如果锅炉的负荷过低，燃烧器可以很好的进行调节，但是锅炉的受热面积是和锅炉的正常负荷相适应的，因此导致锅炉的排烟温度过低，这种情况下将导致锅炉的尾部腐蚀严重，尾巴受热面很快腐蚀泄漏，同时烟气内的凝结水量非常大，锅炉变成了排水沟，不够节能环保。这些都严重的影响了用户的生产，增加了用户的投资，浪费了人力、物力、财力。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种现场组装、方便运输、锅炉吨位大、变负荷性能可靠、更加节能环保的分体组装式燃天然气锅炉。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种分体组装式燃天然气锅炉，包括炉体、节能器、冷凝器和燃烧器，炉体的六面均为水冷膜式壁结构，炉体前侧的水冷膜式壁开设有安装孔，燃烧器通过安装孔向炉膛内喷射火焰，炉体内左侧和右侧分别设置有左对流边膜式壁和右对流边膜式壁，左对流边膜式壁与立体左侧的水冷膜式壁结构之间形成左对流换热腔，左对流换热腔内设置有左锅筒对流组件，右对流边膜式壁与炉体右侧的水冷膜式壁结构之间形成右对流换热腔，右对流换热腔内设置有右锅筒对流组件，左对流边膜式壁和右对流边膜式壁之间形成的空腔为炉膛，炉体上方设有分离锅筒，分离锅筒上部通过左导汽管和右导汽管分别与左锅筒对流组件和右锅筒对流组件的顶部连接，分离锅筒下部通过左回水管和右回水管分别与左锅筒对流组件和右锅筒对流组件的底部连接，左对流换热腔的后端右侧和右对流换热腔的后端左侧均设有与炉膛后端部连通的尾气排放口，左锅筒对流组件的前端和右锅筒对流前端连通并通过第一绝热烟道与节能器的进口连接，节能器的出口通过第二绝热烟道与冷凝器的进口连接。

左锅筒对流组件包括左上锅筒、左下锅筒和左对流管束，左对流管束上端连接在左上锅筒底部，左对流管束下端连接在左下锅筒底部，左导汽管下端与左上锅筒连接，左回水管下端与左下锅筒连接。

右锅筒对流组件包括右上锅筒、右下锅筒和右对流管束，右对流管束上端连接在右上锅筒底部，右对流管束下端连接在右下锅筒底部，右导汽管下端与右上锅筒连接，右回水管下端与右下锅筒连接。

炉膛内前侧部设有与炉体的前侧水冷膜式壁平行的导流膜式壁，导流膜式壁的左侧和右侧分别与左对流边膜式壁和右对流边膜式壁连接，炉体的前侧水冷膜式壁与导流膜式壁之间形成导流通道，导流膜式壁上设有与安装孔前后对应的支撑孔，燃烧器设置在安装孔内并向后穿过导流通道和支撑孔伸入到炉膛内，右对流换热腔的前端左侧与导流通道右端连通，左对流换热腔的前端右侧与导流通道左端连通，炉体的左侧水冷膜式壁的前侧部开设有与导流通道左右对应的出烟口，出烟口的左侧与第一绝热烟道连接。

左侧的尾气排放口和右侧的尾气排放口均设置有至少一套烟气量调节机构；每套烟气量调节机构包括上水平轨道、下水平轨道和矩形调节板，炉体后侧的水冷膜式壁在尾气排放口对应位置的扁钢上沿垂直方向开设有内外通透的后长条导孔，对流边膜式壁后端部的扁钢上沿垂直方向开设有与后长条导孔前后对应的前长条导孔，上水平轨道和下水平轨道分别设置在炉体内的顶部和底部，上水平轨道和下水平轨道的后端与后长条导孔上端对接，上水平轨道和下水平轨道的前端与前长条导孔上端对接，矩形调节板的上侧边和下侧边分别滑动连接在上水平轨道和下水平轨道内，矩形调节板的后侧边向后穿过后长条导孔伸出炉体并设置有推拉手柄，炉体后侧的水冷膜式壁上设有与矩形调节板滑动密封配合的耐高温密封结构。

采用上述技术方案，本发明研发的可以模块化设计、制造、安装的“川”字型组装锅炉（俯视状态下呈川字型），使锅炉能够根据锅炉的吨位大小能够模块化的按比例增减受热面积，也使锅炉由相对固定的受热面结构成为可以按比例调节受热面的可调锅炉结构，在炉体的左右两侧分别布置左锅筒对流组件和右锅筒对流组件，中间布置炉膛，两侧的对流管束采用上锅筒和下锅筒之间穿插竖向水管的结构组成，对流管束形似灯笼管形成对流管束模块，炉膛为左对流管束右侧边缘的一排水管组成的左对流边膜式壁、右对流管束左侧边缘的一排水管组成的右对流边膜式壁、导流膜式壁和炉体后侧的水冷膜式壁合围的封闭空间，左上锅筒、左下锅筒、右上锅筒和右下锅筒仅起到连接对流管束和分配给水的作用，在炉体的正上方布置体积较大的分离汽水混合物的分离锅筒，分离锅筒通过导汽管及回流管与对流管束模块及炉体的水冷膜式壁相连接形成汽水循环。根据锅炉吨位的大小可以需求成比例增减对流管束模块的数量，达到锅炉吨位和受热面的任意匹配。

燃烧器喷出的火焰加热炉膛六个侧面的水冷膜式壁，水冷膜式壁内的水流在上锅筒和下锅筒内循环，产生的烟气由炉膛后端左侧和右侧的尾气排放口分别进入到左对流换热腔和右对流换热腔内，与左对流管束和右对流管束内的水流进行热交换，左对流换热腔内被进一步吸热后的烟气由前侧直接进入到第一绝热烟道，右对流换热腔内被进一步吸热后的烟气先进入到导流通道，再经过左对流换热腔前侧进入到第一绝热烟道内，然后进入到节能器内，再经第二绝热烟道进入到冷凝器，最后排到大气中。

在左侧的尾气排放口和右侧的尾气排放口均设置有至少一套烟气量调节机构，对流管束的数量对应调节机构的数量,锅炉在满负荷作业时，将矩形调节板向后全部抽出，在炉体后侧的水冷膜式壁上设置用于密封后长条形导孔的密封门，确保不漏烟气。当蒸发量变化时，根据变化量的大小，通过推拉手柄将矩形面板沿上水平轨道和下水平轨道向后拉动，对于单个对流受热面,可以调节尾气排放口的横截面积，也可以将尾气排放口全部堵死，不让烟气通过此烟道冲刷此部分的膜式壁受热面积，对于多个对流受热面,可以任意堵死每个受热通道（尾气排放口）,使受热面积和蒸发量的变化相一致，通过风量调节机构的调节，达到增减锅炉的受热面积和烟气的流通截面积，使锅炉受热面积和锅炉蒸发量按比例任意匹配调节的目的,避免锅炉由于蒸发量太小但锅炉受热面仍是固定的很大受热面积造成的锅炉排烟温度过低情况出现，导致烟气内的水蒸汽在低于露点温度时大量凝结出水,从而出现锅炉尾部受热面浸泡水中出现严重腐蚀情况的出现。

导流膜式壁的设置与炉体前侧的水冷膜式壁形成导流通道，还具有支撑安装圆筒状的燃烧器的功能。

综上所述，本发明的设计方案可以实现两个目的：一是根据锅炉吨位的大小通过增减对流管束模块的数量可以和受热面相匹配，该对流管束模块可以独立制造、安装、运输，具有独立的水循环可以独立运行，达到模块化比例调节组装锅炉蒸发量和受热面积的目的；二是在锅炉运行时通过调整多个对流管束模块后侧尾气排放口的矩形调节板，可以匹配锅炉负荷变化时的受热面积及烟气通道，达到负荷变化而排烟温度相对不变化目的，避免烟气温度过低造成烟气携带过多的水，导致低温腐蚀和大水喷涌情况出现。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中a处的放大图；

图4是矩形调节板的立面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图4所示，本发明的一种分体组装式燃天然气锅炉，包括炉体1、节能器2、冷凝器3和燃烧器4，炉体1的六面均为水冷膜式壁结构，炉体1前侧的水冷膜式壁开设有安装孔5，燃烧器4通过安装孔5向炉膛6内喷射火焰，炉体1内左侧和右侧分别设置有左对流边膜式壁7和右对流边膜式壁8，左对流边膜式壁7与立体左侧的水冷膜式壁结构之间形成左对流换热腔，左对流换热腔内设置有左锅筒对流组件，右对流边膜式壁8与炉体1右侧的水冷膜式壁结构之间形成右对流换热腔，右对流换热腔内设置有右锅筒对流组件，左对流边膜式壁7和右对流边膜式壁8之间形成的空腔为炉膛6，炉体1上方设有分离锅筒9，分离锅筒9上部通过左导汽管10和右导汽管11分别与左锅筒对流组件和右锅筒对流组件的顶部连接，分离锅筒9下部通过左回水管12和右回水管13分别与左锅筒对流组件和右锅筒对流组件的底部连接，左对流换热腔的后端右侧和右对流换热腔的后端左侧均设有与炉膛6后端部连通的尾气排放口14，左锅筒对流组件的前端和右锅筒对流前端连通并通过第一绝热烟道15与节能器2的进口连接，节能器2的出口通过第二绝热烟道16与冷凝器3的进口连接。

左锅筒对流组件包括左上锅筒17、左下锅筒18和左对流管束19，左对流管束19上端连接在左上锅筒17底部，左对流管束19下端连接在左下锅筒18底部，左导汽管10下端与左上锅筒17连接，左回水管12下端与左下锅筒18连接。

右锅筒对流组件包括右上锅筒20、右下锅筒21和右对流管束22，右对流管束22上端连接在右上锅筒20底部，右对流管束22下端连接在右下锅筒21底部，右导汽管11下端与右上锅筒20连接，右回水管13下端与右下锅筒21连接。

炉膛6内前侧部设有与炉体1的前侧水冷膜式壁平行的导流膜式壁23，导流膜式壁23的左侧和右侧分别与左对流边膜式壁7和右对流边膜式壁8连接，炉体1的前侧水冷膜式壁与导流膜式壁23之间形成导流通道24，导流膜式壁23上设有与安装孔5前后对应的支撑孔，燃烧器4设置在安装孔5内并向后穿过导流通道24和支撑孔伸入到炉膛6内，右对流换热腔的前端左侧与导流通道24右端连通，左对流换热腔的前端右侧与导流通道24左端连通，炉体1的左侧水冷膜式壁的前侧部开设有与导流通道24左右对应的出烟口，出烟口的左侧与第一绝热烟道15连接。

左侧的尾气排放口14和右侧的尾气排放口14均设置有至少一套烟气量调节机构25；每套烟气量调节机构25包括上水平轨道26、下水平轨道27和矩形调节板28，炉体1后侧的水冷膜式壁在尾气排放口14对应位置的扁钢上沿垂直方向开设有内外通透的后长条导孔30，对流边膜式壁后端部的扁钢上沿垂直方向开设有与后长条导孔30前后对应的前长条导孔29，上水平轨道26和下水平轨道27分别设置在炉体1内的顶部和底部，上水平轨道26和下水平轨道27的后端与后长条导孔30上端对接，上水平轨道26和下水平轨道27的前端与前长条导孔29上端对接，矩形调节板28的上侧边和下侧边分别滑动连接在上水平轨道26和下水平轨道27内，矩形调节板28的后侧边向后穿过后长条导孔30伸出炉体1并设置有推拉手柄31，炉体1后侧的水冷膜式壁上设有与矩形调节板28滑动密封配合的耐高温密封结构（为现有常规技术）。

本发明研发的可以模块化设计、制造、安装的“川”字型组装锅炉（俯视状态下呈川字型），使锅炉能够根据锅炉的吨位大小能够模块化的按比例增减受热面积，也使锅炉由相对固定的受热面结构成为可以按比例调节受热面的可调锅炉结构，在炉体1的左右两侧分别布置左锅筒对流组件和右锅筒对流组件，中间布置炉膛6，两侧的对流管束采用上锅筒和下锅筒之间穿插竖向水管的结构组成，对流管束形似灯笼管形成对流管束模块，炉膛6为左对流管束19右侧边缘的一排水管组成的左对流边膜式壁7、右对流管束22左侧边缘的一排水管组成的右对流边膜式壁8、导流膜式壁23和炉体1后侧的水冷膜式壁合围的封闭空间，左上锅筒17、左下锅筒18、右上锅筒20和右下锅筒21仅起到连接对流管束和分配给水的作用，在炉体1的正上方布置体积较大的分离汽水混合物的分离锅筒9，分离锅筒9通过导汽管及回流管与对流管束模块及炉体1的水冷膜式壁相连接形成汽水循环。根据锅炉吨位的大小可以需求成比例增减对流管束模块的数量，达到锅炉吨位和受热面的任意匹配。

燃烧器4喷出的火焰加热炉膛6六个侧面的水冷膜式壁，水冷膜式壁内的水流在上锅筒和下锅筒内循环，产生的烟气由炉膛6后端左侧和右侧的尾气排放口14分别进入到左对流换热腔和右对流换热腔内，与左对流管束19和右对流管束22内的水流进行热交换，左对流换热腔内被进一步吸热后的烟气由前侧直接进入到第一绝热烟道15，右对流换热腔内被进一步吸热后的烟气先进入到导流通道24，再经过左对流换热腔前侧进入到第一绝热烟道15内，然后进入到节能器2内，再经第二绝热烟道16进入到冷凝器3，最后排到大气中。图中的双箭头指向为烟气流向，单箭头指向为汽水流向。

在左侧的尾气排放口14和右侧的尾气排放口14均设置有至少一套烟气量调节机构25，对流管束的数量对应调节机构的数量,锅炉在满负荷作业时，将矩形调节板28向后全部抽出，在炉体1后侧的水冷膜式壁上设置用于密封后长条形导孔的密封门，确保不漏烟气。当蒸发量变化时，根据变化量的大小，通过推拉手柄31将矩形面板沿上水平轨道26和下水平轨道27向后拉动，对于单个对流受热面,可以调节尾气排放口14的横截面积，也可以将尾气排放口14全部堵死，不让烟气通过此烟道冲刷此部分的膜式壁受热面积。对于多个对流受热面,可以任意堵死每个受热通道（尾气排放口14）使受热面积和蒸发量的变化相一致，通过烟气量调节机构25的调节，达到增减锅炉的受热面积和烟气的流通截面积，使锅炉受热面积和锅炉蒸发量按比例任意匹配调节的目的,避免锅炉由于蒸发量太小但锅炉受热面仍是固定的很大受热面积造成的锅炉排烟温度过低情况出现，导致烟气内的水蒸汽在低于露点温度时大量凝结出水,从而出现锅炉尾部受热面浸泡水中出现严重腐蚀情况的出现。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。