一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉的制作方法

1.本发明涉及蒸汽锅炉技术领域，特别涉及一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉。


背景技术：

2.蒸汽锅炉指的是生产蒸汽的锅炉设备。蒸汽锅炉的燃烧温度较高，因此排出的烟气相较于常规锅炉高，一般可达200℃以上，烟气中水蒸气潜热得不到充分利用。因此，市面推出了冷凝式锅炉，其通过热能利用设备将排烟温度降到烟气露点温度(或水露点)以下，以提高能量利用效率。目前市场上冷凝锅炉的结构形式主要有分离式和整体式两种形式。在运行过程中，会产生水汽回流的现象，当水蒸气回流至靠近燃烧器的高温区域时，换热管路在1000至1300℃高温环境下与水蒸气接触，容易产生锈蚀或破裂现象，导致蒸汽锅炉损坏，使用寿命短。
3.因此，市场上推出了如专利cn202221790148.6公开的一种全预混冷凝蒸汽锅炉，以及专利cn202221790365.5公开的一种用于蒸汽锅炉的全预混冷凝燃烧换热装置。其燃烧换热装置由上至下包括高温热交换模块、过热热交换模块、冷凝热交换模块；燃烧器靠近燃烧换热装置的顶部朝下燃烧，并从底部排出烟气；蒸汽换热管路的主体呈由下朝上的路径流动，流动的末端会回流至中部的过热热交换模块区域，该区域的换热温度在500至700℃范围区间内，金属换热管在该环境温度区间内，水蒸气不易腐蚀损坏。
4.全预混冷凝蒸汽锅炉在准备进入较长时间不使用的待机状态，为了降低蒸汽换热管路的腐蚀现象，需要排出蒸汽换热管路内部的水。但是，在实际使用过程中发现，在较寒冷的北方区域或高海拔区域。上述的燃烧换热装置，存在从上端的高温热交换模块回绕至中部过热热交换模块，随后再通过朝上延伸至蒸汽输出管道送出的路径，该路径整体呈现“u”型流动结构，局部水易堆积在中部的过热热交换模块，难以排出并凝固结冰，从而加剧腐蚀现象，或堵塞蒸汽换热管路。因此，需要进一步的进行改进。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉。
6.本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，包括：若干个燃烧换热装置、蒸汽集成输出管道及水体集成输入管道；
7.所述燃烧换热装置包括封装基壳、燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块、冷凝热交换模块及蒸汽换热管路；所述封装基壳开设有进风口和出风口，所述燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块和冷凝热交换模块在进风口朝出风口的路径上依次设置于所述封装基壳内；
8.所述蒸汽换热管路包括有依次连通的水体输入段、冷凝换热段、外置连接段、流体
换热段、高温换热段及蒸汽输出段；所述冷凝换热段设置于所述冷凝热交换模块；所述流体换热段设置于所述过热热交换模块；所述高温换热段设置于所述高温热交换模块；所述水体输入段与所述水体集成输入管道连接；所述蒸汽输出段与所述蒸汽集成输出管道连接；
9.所述外置连接段设置有循环水泵及排水阀；所述蒸汽输出段设置有蒸汽回流检测组件，可检测所述蒸汽输出段的蒸汽是否回流至所述高温换热段。
10.可选的，所述蒸汽回流检测组件包括旁通水盒及水位探测针；所述蒸汽输出段沿竖向布置，所述旁通水盒并联于所述蒸汽输出段的一侧；所述蒸汽输出段的液面高度与所述旁通水盒的液面高度一致，所述水位探测针可检测所述旁通水盒的水位。
11.可选的，所述旁通水盒与所述蒸汽输出段沿竖向设置有两个旁通管路；两个所述旁通管路分别靠近所述旁通水盒的顶部和底部设置；所述水位探测针安装于所述旁通水盒的顶部，且底部延伸至底部的所述旁通管路。
12.可选的，所述蒸汽换热管在所述冷凝热交换模块、过热热交换模块和高温热交换模块内，沿由下至上多层迂回管路结构布置。
13.可选的，所述外置连接段还设置有稳压水箱，所述稳压水箱的进水口和出水口设置于所述稳压水箱的底部，所述冷凝热交换模块内水路的空气可聚集在稳压水箱内。
14.可选的，所述蒸汽换热管路为扁管、圆管、矩形管或翅片管的一种或多种的组合。
15.可选的，所述蒸汽集成输出管道安装有气压仪、温度计及泄压阀。
16.本发明的有益效果：蒸汽换热管路在冷凝热交换模块、过热热交换模块和高温热交换模块内，整体路径沿由下至上多层迂回管路结构布置，未设置中部过热热交换模块，蒸汽换热管路未设置回绕的路径，不存在“u”型流动结构，蒸汽换热管路内部的水，在重力的作用下，可更为顺畅的朝下流动并排出。并且，在冷凝换热段和流体换热段之间设置有外置连接段的外置管路，在该外置管路上设置有循环水泵以保证蒸汽换热管路的水路流动的水压充足；同时在该外置管路上设置有排水阀，可在过热热交换模块进水端位置处进行排水，将燃烧换热装置的排水区域分设在中部的外置管路及底部的水体输入段，可从两个区段进行排水，排水效果更好，不易产生堵塞的现象。进一步的，在蒸汽输出段设置有蒸汽回流检测组件，该蒸汽回流检测组件可检测蒸汽输出段的蒸汽是否回流至所述高温换热段，并及时发出警报和停机的操作，避免干烧的风险。
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
18.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本发明全预混冷凝蒸汽锅炉的结构示意图；
20.图2为图1中燃烧换热装置拆除封装基壳后的结构示意图；
21.图3为图1中全预混冷凝蒸汽锅炉在蒸汽回流检测组件位置的纵向剖视图；
22.图4为本发明燃烧换热装置的蒸汽换热管路的通道走向示意图。
23.主要元件符号说明：
24.100、燃烧换热装置；110、封装基壳；111、进风口；112、出风口；120、燃烧器；130、高
温热交换模块；140、过热热交换模块；150、冷凝热交换模块；160、蒸汽换热管路；161、水体输入段；162、冷凝换热段；163、外置连接段；164、流体换热段；165、高温换热段；166、蒸汽输出段；170、循环水泵；171、稳压水箱；180、排水阀；190、蒸汽回流检测组件；191、旁通水盒；192、水位探测针；193、旁通管路；
25.200、蒸汽集成输出管道；300、水体集成输入管道。
具体实施方式
26.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
27.在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
29.本发明中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
30.实施例
31.参照图1至图4，本发明提出的一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，包括：若干个燃烧换热装置100、蒸汽集成输出管道200及水体集成输入管道300；
32.燃烧换热装置100包括封装基壳110、燃烧器120、高温热交换模块130、过热热交换模块140、冷凝热交换模块150及蒸汽换热管路160；封装基壳110开设有进风口111和出风口112，燃烧器120、高温热交换模块130、过热热交换模块140和冷凝热交换模块150在进风口111朝出风口112的路径上依次设置于封装基壳110内；
33.蒸汽换热管路160包括有依次连通的水体输入段161、冷凝换热段162、外置连接段163、流体换热段164、高温换热段165及蒸汽输出段166；冷凝换热段162设置于冷凝热交换模块150；流体换热段164设置于过热热交换模块140；高温换热段165设置于高温热交换模块130；水体输入段161与水体集成输入管道300连接；蒸汽输出段166与蒸汽集成输出管道200连接；
34.外置连接段163设置有循环水泵170及排水阀180；蒸汽输出段166设置有蒸汽回流检测组件190，可检测蒸汽输出段166的蒸汽是否回流至高温换热段165。
35.本发明中，蒸汽换热管路160在冷凝热交换模块150、过热热交换模块140和高温热交换模块130内，整体路径沿由下至上多层迂回管路结构布置，未设置中部过热热交换模块
140，蒸汽换热管路160未设置回绕的路径，不存在“u”型流动结构，蒸汽换热管路160内部的水，在重力的作用下，可更为顺畅的朝下流动并排出。并且，在冷凝换热段162和流体换热段164之间设置有外置连接段163的外置管路，在该外置管路上设置有循环水泵170以保证蒸汽换热管路160的水路流动的水压充足；同时在该外置管路上设置有排水阀180，可在过热热交换模块140进水端位置处进行排水，将燃烧换热装置100的排水区域分设在中部的外置管路及底部的水体输入段161，可从两个区段进行排水，排水效果更好，不易产生堵塞的现象。进一步的，在蒸汽输出段166设置有蒸汽回流检测组件190，该蒸汽回流检测组件190可检测蒸汽输出段166的蒸汽是否回流至高温换热段165，并及时发出警报和停机的操作，避免干烧的风险。
36.在本实施例中，由于水路整体路径沿由下至上多层迂回管路结构布置，高温换热段165位于高温热交换模块130内，该区域的工作温度约为1000至1300℃，若蒸汽输出段166回流至该换热段，则易产生锈蚀或破裂现象。因此，整体由下至上的管路布置结构，需要增设可靠的蒸汽回流检测组件190，才能保证燃烧换热装置100工作的安全性。
37.在本实施例中，蒸汽回流检测组件190包括旁通水盒191及水位探测针192；蒸汽输出段166沿竖向布置，旁通水盒191并联于蒸汽输出段166的一侧；蒸汽输出段166的液面高度与旁通水盒191的液面高度一致，水位探测针192可检测旁通水盒191的水位。旁通水盒191并联于蒸汽输出段166的一侧，可同步蒸汽输出段166内的水位液面。蒸汽输出段166内的水在上升的过程中，逐渐转化为高温蒸汽，并输送至蒸汽集成输出管道200；在该转化过程中，水位会存在浮动，而旁通水盒191提供了一个较大的储水转化腔，该储水转化腔可有效降低水位的浮动变化，通过调整布置位置，可使蒸汽锅炉正常工作的过程中，蒸汽转化的水位较大范围的停留在盘通水盒内。若发生蒸汽回流的现象，蒸汽输出段166及旁通水盒191的水位会快速下降，若水位探测针192探测到旁通水盒191的水位不足，或无法探测到水时，这判断燃烧换热装置100的蒸汽换热管路160发生蒸汽回流的现象，并及时反馈电性号至控制中心，从而发出警报，或者及时采取停机等操作，避免干烧的风险。
38.具体的，旁通水盒191与蒸汽输出段166沿竖向设置有两个旁通管路193；两个旁通管路193分别靠近旁通水盒191的顶部和底部设置；水位探测针192安装于旁通水盒191的顶部，且底部延伸至底部的旁通管路193。水位探测针192的底部延伸至底部的旁通管路193，可准确的检测旁通水盒191内的水是否回流至高温换热段165内。
39.在本实施例中，蒸汽换热管在冷凝热交换模块150、过热热交换模块140和高温热交换模块130内，沿由下至上多层迂回管路结构布置。可根据燃烧换热装置100的布置需求，结合现有技术手段，可使用单通道盘管结构，或者多个换热管搭配回转端口等结构往复迂回布管的结构，以及其他蒸汽锅炉燃烧换热装置100现有的走管布管结构。
40.具体的，冷凝热交换模块150、过热热交换模块140和高温热交换模块130的管路组成结构，本领域的技术人员，可参考专利号cn202221790365.5的管路组件结构进行设置。
41.在一些实施例中，外置连接段163还设置有稳压水箱171，稳压水箱171的进水口和出水口设置于稳压水箱171的底部，冷凝热交换模块150内水路的空气可聚集在稳压水箱171内。冷凝热交换模块150内冷凝换热段162的水经外置连接段163的稳压水箱171时，水路的气泡可被稳压水箱171所聚集，从而减少后续流体换热段164、高温换热段165内内水路的气泡，降低侵蚀的及工作的噪音。
42.具体的，稳压水箱171可采用膨胀水箱结构设置，在顶部可设置弹性膜片结构。
43.在本实施例中，根据燃烧换热装置100的布置结构，和产品定位，蒸汽换热管路160为扁管、圆管、矩形管或翅片管的一种或多种的组合。
44.在本实施例中，蒸汽集成输出管道200安装有气压仪、温度计及泄压阀。气压仪可检测蒸汽输出管道内蒸汽压力值，温度计可检测蒸汽输出管道内蒸汽温度，通过泄压阀可局部排出蒸汽输出管道内的蒸汽、以降低蒸汽输出管道内的蒸汽压力。
45.当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于，包括：若干个燃烧换热装置(100)、蒸汽集成输出管道(200)及水体集成输入管道(300)；所述燃烧换热装置(100)包括封装基壳(110)、燃烧器(120)、高温热交换模块(130)、过热热交换模块(140)、冷凝热交换模块(150)及蒸汽换热管路(160)；所述封装基壳(110)开设有进风口(111)和出风口(112)，所述燃烧器(120)、高温热交换模块(130)、过热热交换模块(140)和冷凝热交换模块(150)在进风口(111)朝出风口(112)的路径上依次设置于所述封装基壳(110)内；所述蒸汽换热管路(160)包括有依次连通的水体输入段(161)、冷凝换热段(162)、外置连接段(163)、流体换热段(164)、高温换热段(165)及蒸汽输出段(166)；所述冷凝换热段(162)设置于所述冷凝热交换模块(150)；所述流体换热段(164)设置于所述过热热交换模块(140)；所述高温换热段(165)设置于所述高温热交换模块(130)；所述水体输入段(161)与所述水体集成输入管道(300)连接；所述蒸汽输出段(166)与所述蒸汽集成输出管道(200)连接；所述外置连接段(163)设置有循环水泵(170)及排水阀(180)；所述蒸汽输出段(166)设置有蒸汽回流检测组件(190)，可检测所述蒸汽输出段(166)的蒸汽是否回流至所述高温换热段(165)。2.根据权利要求1所述的防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽回流检测组件(190)包括旁通水盒(191)及水位探测针(192)；所述蒸汽输出段(166)沿竖向布置，所述旁通水盒(191)并联于所述蒸汽输出段(166)的一侧；所述蒸汽输出段(166)的液面高度与所述旁通水盒(191)的液面高度一致，所述水位探测针(192)可检测所述旁通水盒(191)的水位。3.根据权利要求2所述的防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述旁通水盒(191)与所述蒸汽输出段(166)沿竖向设置有两个旁通管路(193)；两个所述旁通管路(193)分别靠近所述旁通水盒(191)的顶部和底部设置；所述水位探测针(192)安装于所述旁通水盒(191)的顶部，且底部延伸至底部的所述旁通管路(193)。4.根据权利要求1所述的防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽换热管在所述冷凝热交换模块(150)、过热热交换模块(140)和高温热交换模块(130)内，沿由下至上多层迂回管路结构布置。5.根据权利要求1所述的防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述外置连接段(163)还设置有稳压水箱(171)，所述稳压水箱(171)的进水口和出水口设置于所述稳压水箱(171)的底部，所述冷凝热交换模块(150)内水路的空气可聚集在稳压水箱(171)内。6.根据权利要求1所述的防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽换热管路(160)为扁管、圆管、矩形管或翅片管的一种或多种的组合。7.根据权利要求1所述的防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽集成输出管道(200)安装有气压仪、温度计及泄压阀。

技术总结
本发明公开了一种防干烧易排水的全预混冷凝蒸汽锅炉，燃烧换热装置包括封装基壳、燃烧器、高温热交换模块、过热热交换模块、冷凝热交换模块及蒸汽换热管路；蒸汽换热管路包括有依次连通的水体输入段、冷凝换热段、外置连接段、流体换热段、高温换热段及蒸汽输出段；外置连接段设置有循环水泵及排水阀；蒸汽输出段设置有蒸汽回流检测组件。本发明，蒸汽换热管路未设置回绕的路径，不存在“U”型流动结构，蒸汽换热管路内部的水，可更为顺畅的朝下流动并排出。从两个区段进行排水，排水效果更好，不易产生堵塞的现象。且可检测蒸汽是否回流至高温换热段，并及时发出警报和停机的操作，避免干烧。避免干烧。避免干烧。


技术研发人员：江华亮
受保护的技术使用者：广东江工电气有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/20