專利名稱：多層水套式環保鍋爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及鍋爐設備，特別是涉及到一種清潔燃燒的環保鍋爐。
背景技術：
鍋爐是人們生活和生產的必要設備，目前應用的鍋爐主要有火管鍋爐、水管鍋爐、 水火管組合鍋爐、鍋殼鍋爐，這些鍋爐的有效受熱面都不大，存在著熱交換能力差、熱效率低、排放的煙氣溫度高、生產蒸汽慢等缺點，通常需增加附屬受熱面，如采取在爐膛的上部或出口安裝過熱器、在鍋爐尾部煙道設置省煤器的措施來提高鍋爐的熱效率。
長期以來，鍋爐以直接燃燒固體燃料為主，普遍存在燃燒不充分、鍋爐的熱效率低、煤炭資源浪費嚴重，并且污染環境。
中國發明專利申請公布號CN102816600A公開了一種“等離子體燃料轉化裝置”， 該裝置以水蒸汽為氣化劑，應用等離子體技術把固體燃料或液體燃料轉化為氣體燃料，使水蒸汽成為燃料的組分，實現增值燃燒和清潔燃燒，該裝置噴出的合成氣直接作清潔燃氣利用或作化工原料利用，當把合成氣直接作清潔燃氣利用時，合成氣直接噴入鍋爐的爐膛， 再向爐膛內配入助燃空氣進行燃燒，實現降低煤炭資源消耗和減少污染物排放。
節約能源和環境保護是人類關心的問題，人們正在積極研究和推廣清潔燃燒技術，以減少資源消耗和減少對環境的破壞，人類需要一種熱效率高、對環境污染少、適合清潔燃燒的鍋爐設備來提供熱能，滿足生產和生活需要。發明內容
本發明的目的是要克服常規鍋爐熱交換能力差、熱效率低的缺點，設計一種熱效率高、適合清潔燃燒的多層水套式環保鍋爐，以減少資源消耗和保護生態環境。
本發明的一種多層水套式環保鍋爐，其特征是鍋爐主要由內層水套(8)、中間層水套(10)、外層水套(7)和鍋筒(3)組成，其中，所述的水套各由內筒壁體和外筒壁體構成的雙層圓筒結構，在雙層圓筒之間的兩端分別有上環形封板和下環形封板；內層水套(8)、中間層水套(10)和外層水套(7)同軸直立設置，內層水套(8)置于中間層水套(10)的內空之中，外層水套(7)套置于中間層水套(10)之外；中間層水套(10)有向下的延伸段，延伸段的內空間構成爐膛a (24)，爐膛a (24)的底部或側面有燃燒器接口(20);內層水套(8)、中間層水套(10)和外層水套(7)的上部空間構成爐膛b (4)，鍋筒(3)設置在爐膛b (4)中；內層水套(8)的內筒壁體下部有U形管a (15)連接到中間層水套(10)的內筒壁體上；外層水套(7)的外筒壁體下部有U形管b (13)連接到中間層水套(10)的外筒壁體上；內層水套[8]、中間層水套(10)和外層水套(7)各自的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3); 內層水套(8)的內空間構成火氣通道a (27)，內層水套(8)與中間層水套(10)之間的空間構成火氣通道b (25)，中間層水套(10)與外層水套(7)之間的空間構成煙氣通道(28)，外層水套(7)和煙氣通道(28)的底下有煙氣室(13)，爐膛a (24)通過火氣通道a (27)和火氣通道b (25)連通到爐膛b (4)，爐膛b (4)通過煙氣通道(28)連通到煙氣室(13)，煙氣室(13)有煙氣排出接口。
上述發明中，在內層水套(8 )和中間層水套(10 )之間有內夾層水套(9 )，內夾層水套(9)為一只以上；當在內層水套(8)和中間層水套(10)之間有內夾層水套(9)時，U形管 a (15)為二只以上，內夾層水套(9)的內筒壁體下部各自有U形管a (15)連接到中間層水套(10)的內筒壁體上，內夾層水套(9)的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3)。在中間層水套(10)和外層水套(7)之間有外夾層水套(11)，外夾層水套(11)為一只以上；當在中間層水套(10)和外層水套(7)之間有外夾層水套(11)時，U形管b (13)為二只以上， 外夾層水套(11)的外筒壁體下部各自有U形管b (13)連接到中間層水套(10)的外筒壁體上，外夾層水套(11)的的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3)。
上述發明中，在中間層水套(10)的下環形封板上分別有補水管(18)接入和排污管(22)接出。
上述發明中，鍋爐有隔熱保溫層(5)進行圍護，隔熱保溫層(5)的外層有外殼(29)。
上述發明中，安裝在燃燒器接口( 20 )的燃燒器包括等離子體燃燒器、燃油燃燒器、 燃氣燃燒器。
上述發明中，中間層水套(10)為鍋爐的支撐部件，中間層水套(10)的內筒壁體支撐著內層水套(8)和內夾層水套(9)，中間層水套(10)的外筒壁體支撐著外夾層水套(11) 和外層水套(7)，鍋爐底腳(17)焊接在中間層水套(10)的外筒壁體上；中間層水套(10)還兼作隔離組件，把爐膛a (24)、火氣通道a (27)、火氣通道b (25)與煙氣通道(28)、煙氣室 (14)進行分隔。
上述的發明中，內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11) 和外層水套(7)為爐水容器，其內筒壁體和外筒壁體均為爐水的有效受熱面，中間層水套(10)的內筒壁體、內層水套(8)的內筒壁體和外筒壁體、內夾層水套(9)的內筒壁體和外筒壁體、爐膛b (4)中的連通管受熱面及鍋筒(3)受熱面同時吸收爐膛內火氣的輻射傳熱和對流傳熱的熱量，中間層水套(10)的外筒壁體、外夾層水套(11)的內筒壁體和外筒壁體、外層水套(7)的內筒壁體吸收煙氣通道中煙氣對流傳熱的熱量，在相同體積的情況下，本發明的鍋爐比常規鍋爐的有大得多的有效受熱面，因此，本發明的鍋爐熱效率高，節省資源。為了實現清潔燃燒，本發明的鍋爐適合應用等離子體燃燒器、燃油燃燒器、燃氣燃燒器，當在鍋爐上安裝等離子體燃燒器時，使用的燃料包括煤粉、水煤漿、生物質粉料、重油和常規燃油，所述的重油包括廢機油，等離子體燃燒器以水蒸汽為氣化劑，先把固體燃料或液體燃料轉化為以氫氣和一氧化碳為主要成份的氣體燃料，然后噴入鍋爐的爐膛a (24)中進行清潔燃燒，生產熱水或蒸汽。實際應用時，在等離子體燃燒器設置配風裝置，向鍋爐的爐膛輸入助燃空氣。
本發明作為蒸汽鍋爐或熱水鍋爐應用，當作為蒸汽鍋爐應用時，在鍋筒(3)內有汽水分離器，以使輸出蒸汽不帶水，保證蒸汽品質。
本發明具體實施時，在鍋筒(3)的側面有水位計(2)，在鍋筒(3)的頂部有安全閥接口、壓力表接口、蒸汽閥或熱水閥接口(1)，在鍋筒(3)的底部有下降管(33)接出，下降管(33)連接到中間層水套(10)的下部，下降管(33)為2根以上，下降管(33)同時作為鍋筒(3)的支撐部件。
本發明在運行時，火氣和煙氣的流程為等離子體燃燒器或燃油燃燒器或燃氣燃燒器向爐膛a (24)噴發燃燒火焰,火氣分別通過火氣通道a (27)和火氣通道b (25),在把熱量傳遞給沿途的有效受熱面的同時上升到爐膛b (4)中，繼續把熱量傳遞給爐膛b (4) 中的有效受熱面，然后成為煙氣，煙氣再通過煙氣通道(28)下降到煙氣室(14)中，煙氣余熱傳遞給沿途的有效受熱面后，使煙氣的溫度下降到180°C左右，再經排氣接口排出鍋爐， 從鍋爐排出的煙氣通過由煙囪排入大氣。實際應用時，可在煙道中設置熱交換器，以進一步吸收煙氣的余熱進行綜合利用，同時，使煙氣的溫度降得更低。
本發明在運行時，爐水為自然循環方式鍋筒(3)下部的爐水通過下降管由中間層水套(10)的下部進入到中間層水套(10)內，然后通過各自的U形管a (15)和U形管b(13)分別進入到內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)和外層水套(7)內，吸收熱量后，分別由連通管(6)進入到鍋筒(3)內，達到爐水水循環加熱；當本發明為蒸汽鍋爐時，爐水通過循環受熱達到飽和溫度，繼續受熱后，轉化為蒸汽，在內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)和外層水套(7)內的爐水為汽水混合物，汽水混合物進入鍋筒(3)后分離出蒸汽，蒸汽再通過汽水分離器進一步分離出水分后，由蒸汽閥輸出，提供給用戶使用，鍋爐消耗的爐水通過補水接口(19)由補水管(18) 進入到中間層水套(10)的下部；當本發明為熱水鍋爐時，爐水通過循環受熱達到預定溫度的熱水，熱水通過熱水閥輸出，提供給用戶使用，補充水通過補水管(18)進入到中間層水套(10)的下部。
本發明的有益效果是多層水套的有效受熱面大，鍋爐的熱效率高，實現減少資源消耗，采用清潔燃燒技術，實現環境保護。


圖I是本發明的一種多層水套式環保鍋爐的結構圖。
圖2是圖I的A-A剖面圖。
圖中1.蒸汽閥或熱水閥接口，2.水位計，3.鍋筒，4.爐膛b，5.隔熱保溫層，6.連通管，7.外層水套，8.內層水套，9.內夾層水套，10.中間層水套，11.外夾層水套，12.爐水，13. U形管b，14.煙氣室，15. U形管a，16.觀火口，17.鍋爐底腳，18.補水管，19.補水接口，20.燃燒器接口，21.排污接口，22.排污管，23.底腳加強肋板，24.爐膛a，25.火氣通道 b，26.下環形封板，27.火氣通道a，28.煙氣通道，29.外殼，30.水套的內筒壁體，31.水套的外筒壁體，32.上環形封板，33.下降管。
具體實施方式
圖I和圖2所示的實施方式中，多層水套式環保鍋爐主要由內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)、外層水套(7)、鍋筒(3)、隔熱保溫層(5)和外殼(29)組成，其中，內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)和外層水套(7)各由內筒壁體和外筒壁體構成的雙層圓筒結構，在雙層圓筒之間的兩端分別有上環形封板和下環形封板；內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)和外層水套(7)同軸直立設置，內層水套(8)置于最里層，內層水套(8)的外層為內夾層水套(9)，內夾層水套(9)的外層為中間層水套(10)，中間層水套(10)的外層為二個外夾層水套(11)，外層水套(7)設置在最外層，內夾層水套(9)和內層水套(8)由外及內呈階梯式升高，外夾層水套(11)和外層水套(7)由內及外呈階梯式升高；中間層水套(10)為鍋爐的支撐組件，中間層水套(10)的內筒壁體支撐著內層水套(8)和內夾層水套(9)，中間層水套(10)的外筒壁體支撐著外夾層水套(11)和外層水套(7)，三只鍋爐底腳焊接在中間層水套(10)的外筒壁體上；中間層水套(10)有向下的延伸段，延伸段的內空間構成爐膛a(24)，爐膛a (24)的底部或側面有燃燒器接口(20);內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)和外層水套(7)的上部空間構成爐膛b (4)，鍋筒(3)設置在爐膛b (4)中；內層水套(8)的內筒壁體下部和內夾層水套(9)的內筒壁體下部各自有U形管a (15)連接到中間層水套(10)的內筒壁體上；外夾層水套(11)的外筒壁體下部和外層水套(7)的外筒壁體下部各有U形管b (13)連接到中間層水套(10)的外筒壁體上；內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)、外夾層水套(11)和外層水套(7)各自的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3);內層水套(8)的內空間構成火氣通道a (27)，內層水套(8)、內夾層水套(9)、中間層水套(10)之間的空間構成火氣通道b (25)，中間層水套(10)、外夾層水套(11)、外層水套(7)之間的空間構成煙氣通道(28)，外夾層水套(11)、外層水套(7)和煙氣通道(28)的底下有煙氣室(13);中間層水套(10)把爐膛a (24)、火氣通道a (27)、火氣通道b (25)與煙氣通道(28)、煙氣室(14)進行分隔；爐膛a (24)通過火氣通道a (27)和火氣通道b (25)連通到爐膛b (4)，爐膛b (4)通過煙氣通道(28)連通到煙氣室(13)，煙氣室(13)有煙氣排出接口。本實施例在中間層水套(10)的下環形封板上分別有補水管(18)接入和排污管(22)接出；在鍋筒(3)的側面有水位計(2);在鍋筒 (3 )的頂部有安全閥接口、壓力表接口、蒸汽閥或熱水閥接口( I);在鍋筒(3 )的底部有下降管(33)接出，下降管(33)連接到中間層水套(10)的下部，下降管(33)為2根以上，下降管(33)同時作為鍋筒(3)的支撐部件；在中間層水套(10)的下部有補水管(18)接入；在爐膛 a (24)有觀火口(16)。
本實施例應用等離子體燃燒器，使用的燃料包括煤粉、水煤漿、生物質粉料、重油和常規燃油，等離子體燃燒器以水蒸汽為氣化劑，先把固體燃料或液體燃料轉化為以氫氣和一氧化碳為主要成份的氣體燃料，然后噴入鍋爐的爐膛a (24)中進行清潔燃燒，生產熱水或蒸汽。在等離子體燃燒器設置配風裝置，向鍋爐的爐膛輸入助燃空氣。
權利要求
1.一種多層水套式環保鍋爐，其特征是鍋爐主要由內層水套(8)、中間層水套(10)、夕卜層水套(7)和鍋筒(3)組成，其中，所述的水套各由內筒壁體和外筒壁體構成的雙層圓筒結構，在雙層圓筒之間的兩端分別有上環形封板和下環形封板；內層水套(8)、中間層水套 (10)和外層水套(7)同軸直立設置，內層水套(8)置于中間層水套(10)的內空之中，外層水套(7)套置于中間層水套(10)之外；中間層水套(10)有向下的延伸段，延伸段的內空間構成爐膛a (24)，爐膛a (24)的底部或側面有燃燒器接口(20);內層水套(8)、中間層水套 (10)和外層水套(7)的上部空間構成爐膛b (4)，鍋筒(3)設置在爐膛b (4)中；內層水套 (8)的內筒壁體下部有U形管a (15)連接到中間層水套(10)的內筒壁體上；外層水套(7) 的外筒壁體下部有U形管b (13)連接到中間層水套(10)的外筒壁體上；內層水套(8)、中間層水套(10)和外層水套(7)各自的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3);內層水套(8 )的內空間構成火氣通道a (27 )，內層水套(8 )與中間層水套(10 )之間的空間構成火氣通道b (25)，中間層水套(10)與外層水套(7)之間的空間構成煙氣通道(28)，外層水套 (7)和煙氣通道(28)的底下有煙氣室(13)，爐膛a (24)通過火氣通道a (27)和火氣通道 b (25)連通到爐膛b (4)，爐膛b (4)通過煙氣通道(28)連通到煙氣室(13)，煙氣室(13) 有煙氣排出接口。
2.根據權利要求I所述的一種多層水套式環保鍋爐，其特征是在內層水套(8)和中間層水套(10)之間有內夾層水套(9)，內夾層水套(9)為一只以上；當在內層水套(8)和中間層水套(10)之間有內夾層水套(9)時，U形管a (15)為二只以上，內夾層水套(9)的內筒壁體下部各自有U形管a (15)連接到中間層水套(10)的內筒壁體上，內夾層水套(9)的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3 )。
3.根據權利要求I所述的一種多層水套式環保鍋爐，其特征是在中間層水套(10)和外層水套(7)之間有外夾層水套(11)，外夾層水套(11)為一只以上；當在中間層水套(10)和外層水套(7)之間有外夾層水套(11)時，U形管b (13)為二只以上，外夾層水套(11)的外筒壁體下部各自有U形管b (13)連接到中間層水套(10)的外筒壁體上，外夾層水套(11) 的的上環形封板上分別有連通管連接到鍋筒(3 )。
4.根據權利要求I所述的一種多層水套式環保鍋爐，其特征是在中間層水套(10)的下環形封板上分別有補水管(18)接入和排污管(22)接出。
5.根據權利要求I所述的一種多層水套式環保鍋爐，其特征是鍋爐有隔熱保溫層(5) 進行圍護，隔熱保溫層(5)的外層有外殼(29)。
全文摘要
一種多層水套式環保鍋爐，涉及清潔燃燒的環保鍋爐。其特征是鍋爐主要由內層水套、中間層水套、外層水套和鍋筒組成，其中，內層水套、中間層水套和外層水套同軸直立設置，內層水套置于中間層水套的內空之中，外層水套套置于中間層水套之外；中間層水套有向下的延伸段，延伸段的內空間構成爐膛a，爐膛a的底部或側面有燃燒器接口；內層水套、中間層水套和外層水套的上部空間構成爐膛b，鍋筒設置在爐膛b中；內層水套的內空間構成火氣通道a，內層水套與中間層水套之間的空間構成火氣通道b，中間層水套與外層水套之間的空間構成煙氣通道，外層水套和煙氣通道的底下有煙氣室。本發明的多層水套受熱面大，鍋爐的熱效率高，實現減少資源消耗和環境保護。
文檔編號F24H9/18GK102980296SQ201210549439
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者周昀煜 申請人:衢州昀睿工業設計有限公司