專利名稱：管式爐x式爐管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鍋爐爐管結構的改進。
目前在用的蒸汽鍋爐或煉油廠原油加熱爐，為了防止爐管破裂和900°F蒸汽阻滯導致爐管腐蝕現象發(fā)生，大都采用爐膛輻射式、煙道對流式爐管取熱。其結構多是在爐膛壁采用豎直爐管構成的冷水壁合圍而成，鍋爐蒸發(fā)量越大，爐管就越高，爐膛也就越高大；在煙道對流室里，采用多層多段的橫向水平爐管進行采熱；在熱水鍋爐的爐膛內也大都采用平、豎貼壁式爐管取熱。采用這些結構，雖然較有效地使鍋爐避開了火焰高溫區(qū)，但由于其結構的制約，使豎式爐管受熱不均勻，水平爐管存在對流障礙，爐管內的介質無法獲得較好的對流導熱條件，不僅嚴重影響鍋爐的熱效率，也容易導致爐管蒸汽阻滯現象的發(fā)生，使爐管容易結垢、變形。
本實用新型的目的是為了提供一種新的鍋爐爐管結構，以改善爐管內介質的對流條件和導熱速率，提高其導熱效果，進而也提高爐管的抗熱強度，使爐管不僅能抵抗熱輻射，還可以抵抗一定溫度的火焰灼燒，因而可變火焰輻射爐管式爐膛為火焰直接加熱爐管式爐膛，以便有效地降低爐膛的加熱強度，減少燃料消耗，提高爐管的熱負荷和熱效率。
本實用新型的技術解決方案是這樣實現的，一種管式爐的X式爐管，由爐管和導管相互連接而構成，其特殊之處在于，爐管架由兩個相互交叉的爐管組構成，每個爐管組由并列的、與水平面傾斜成一定角度的爐管構成，在每個爐管組中，每根爐管的上端由上導管相連通，其下端由下導管相連通，兩個爐管組的兩根上導管由橫導管相連通，作為介質的輸出端，兩根下導管由橫導管相連通，作為介質的輸入端。(適用于豎式爐膛和上行煙道中)一種管式爐的X式爐管，由爐管和導管相互連接而構成，其特殊之處在于，由與水平面垂直的、相互間隔的爐管組連接構成，各爐管組由相互平行的、與水平面傾斜成45度角的爐管構成，各相鄰爐管組的爐管與水平面傾斜的方向相反，在每一組爐管中，每根爐管的上端由上導管相連通，為介質的輸出端，每根爐管的下端由下導管相連通，為介質的輸入端。(適用于臥式爐膛中)在上述第一種技術解決方案中，其特殊之處還在于，由多層爐管架通過側導管依次相互串聯(lián)連接而構成，第一層的輸入端為其總輸入端，最后一層的輸出端為其總輸出端。
在上述第一種技術解決方案中，其特殊之處在于，每兩層爐管架通過側導管相互連接而構成。
在上述第二種技術解決方案中，其特殊之處在于，每兩組爐管通過側導管相互連接而構成。
在上述第二種技術解決方案中，其特殊之處在于，由多組爐管組通過側導管依次相互串聯(lián)連接而構成。
本實用新型的優(yōu)點是，利用這種爐管結構，可以改善爐管內介質的對流條件和導熱速率，提高其導熱效果，同時可提高爐管表面的抗熱強度，因此在熱效果不變的情況下可以明顯降低爐膛熱強度，節(jié)約燃料。利用該結構，可以縮短爐程，使加熱強度易于控制，介質升溫均勻，不易產生蒸汽阻滯現象。
附


圖1是豎式鍋爐中多層爐管架依次串聯(lián)在一起的爐管結構示意圖。
附圖2是附
圖1的右視圖。
附圖3是豎式鍋爐中每兩層爐管架連接在一起的爐管結構示意圖。
附圖4是附圖3的右視圖。
附圖5是臥式鍋爐中每兩組爐管組連接在一起的爐管結構示意圖。
附圖6是附圖5的右視圖。
附圖7是附圖5中第二組爐管組樣圖。
附圖8是臥式鍋爐中多組爐管組依次串聯(lián)在一起的爐管結構側視圖。
本實用新型所依據的基本原理是1.將受熱管斜置，便建立了令其中介質全量、自然對流的極佳條件，可以克服受熱管平、豎設置時介質的許多對流障礙和受熱障礙。從而可大大提高介質的攜熱速度和攜熱量，改善受熱效果，同時也使受熱管的受熱應力和耐熱強度得到改善和提高。受熱管的傾斜程度可以依其環(huán)境而定，當介質和熱源的溫差越大時，其傾斜程度越需要加大，直到45度為最大。
2.在火焰焰心取熱效率是在火焰周圍取熱效率的數倍。
以下結合附圖作進一步的說明實施例1由8根爐管13和9根爐管5相互間隔交叉設置，通過上導管1和下導管7將8根爐管13的上端和下端分別連接在一起，組成第一個爐管組，其每根爐管13與水平面傾斜成34度；通過上導管3和下導管14將9根爐管5的上端和下端分別連接在一起，組成第二個爐管組，其每根爐管5與水平面傾斜成34度，但與第一個爐管組中的爐管13傾斜的方向相反，使其形成相互交叉狀即X形，這樣的兩組爐管交叉組成一層爐管架。下導管7、14通過橫導管6相連通，并與本層爐管架的輸入管15相連接，形成輸入端；上導管1、3通過橫導管2相連通，并與本層爐管架的輸出管4象連接，形成輸出端，再與側導管8相連接。本實施例中共有4層爐管架組成，每層爐管架的結構與上述爐管架結構相同，僅爐管與水平面的傾斜角度不同，即第二層為38度，第三層為42度，第四層為45度。最上層爐管架的輸入管15也即是本實施例的總輸入管，其輸出管4通過側導管8與下一層爐管架的輸入管9相連通，該層爐管架輸出管16通過側導管17與下面的第三層爐管架的輸入管18相連通，其輸出管10通過側導管11與最底層的爐管架的輸入管12相連通，最底層爐管架的輸出管19為本實施例的總輸出管。本實施例適用于煉油廠原油加熱爐，以代替圓筒形加熱爐。
實施例2由8根爐管21和9根爐管24相互間隔交叉設置，通過上導管20和下導管26將8根爐管21的上端和下端分別連接在一起，組成一個爐管組，每根爐管21與水平面傾斜成一定角度，通過上導管23和下導管36將9根爐管24的上端和下端分別連接在一起，組成另一個爐管組，其每根爐管24的傾斜方向與爐管21相反，傾斜角度相同，使其形成相互交叉狀即X形，這樣每兩組爐管互相交叉成一層爐管架，下導管36、26通過橫導管25相連通，與輸入管37相連接后形成本層爐管架的輸入端，上導管20、23通過橫導管22相連通，與輸出管27相連接后形成本層爐管架的輸出端。本實施例共由6層爐管架組成，每層爐管架中的爐管與水平面傾斜的角度不完全一樣，最下一層(第VI層)為45度，每向上一層減少3度，第V層為42度，第IV層為39度……一直到最上一層為30度。本實施例中，以每兩層爐管架串聯(lián)在一起，組成一個冷熱循環(huán)，6層爐管架共組成3個取熱強度基本相當的冷熱循環(huán)，即第I層爐管架的輸出管27通過側導管28與第VI層爐管架的輸入管35相連通，第II層爐管架的輸出管29通過側導管30與第V層爐管架的輸入管34相連通，第III層爐管架的輸出管31通過側導管32與第IV層爐管架的輸入管33相連通。第I、II、III層爐管架的輸入管37、38、39分別為本實施例的輸入端，第IV、V、VI層爐管架的輸出管40、41、42分別為本實施例的輸出端。本實施例適用于蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。以上兩個實施例適合于豎式爐膛或上行煙道中取熱。
實施例3由4根爐管45平行、間隔并列設置，爐管45與水平面傾斜成45度，其上端均與導管46連通，其下端均與下導管48連通，構成第①組爐管組，由4根爐管44平行、間隔并列設置，爐管44與水平面傾斜成45度，其上端均與導管43相連通，其下端均與導管47相連通構成第②組爐管組……，爐管組所在的平面與水平面垂直，爐管組的上、下導管可根據爐膛形狀設計成圓弧形或菱形等。本實施例共有八組爐管組，其中①③⑤⑦爐管組的爐管與②④⑥⑧爐管組的爐管傾斜方向相反，各組爐管依次交叉排列，即每相鄰兩組爐管與水平面傾斜方向相反，但傾斜角度均為45度。而且每兩組爐管組的首尾相連接，共構成4組取熱強度大致相等的冷熱循環(huán)，即第⑧組爐管組的上導管的上端通過側導管52與第①組爐管組下導管的下端相連接，第⑦組爐管組上導管的上端通過側導管51與第②組爐管組下導管的下端相連接，第⑥組爐管組上導管的上端通過側導管50與第③組爐管組下導管的下端相連接，第⑤組爐管組上導管的上端通過側導管49與第④組爐管組下導管的下端相連接。圖6左側箭頭M所指方向為火焰噴射方向。本實施例適合于安裝在臥式爐膛中。
實施例4本實施例爐管組的構成和安置與實施例3基本相同，僅是各爐管組的連接方式不同。本實施例是將所有爐管組的首尾依次相連接，即從爐膛末尾開始，爐管組a的上導管上端通過側導管53與爐管組b的下導管下端相連接，爐管組b的上導管上端通過側導管54與爐管組c的下導管下端相連接……，如此依次相連接，一直到最后一組爐管組h，爐管組h的上導管上端與介質輸出管線相連接，作為總輸出端，爐管組a的下導管下端與介質輸入管線相連接，作為總輸入端。圖8左側箭頭N所指方向為火焰噴射方向。本實施例可以作為油田活動式車載洗井鍋爐的爐管結構。
在以上四個實施例中，1.爐管層數可以增加也可以減少，其流程區(qū)段也可以根據溫度需要任意選取、組合。2.爐管組中的爐管可以是直管，也可以是彎曲形的管子(即蛇彎管)，若是蛇彎管，則蛇彎所在的平面應被包含在爐管組的平面內。3.在爐內，爐管中介質流動方向是自下而上；在爐側，導管中介質流動方向則是自上而下，因此必須注意考慮導管中的蒸氣阻尼現象。4.進入火焰灼燒層爐管中的介質必須是液體，或中低溫液體。5.本實用新型所適用的火焰為中、低溫長波火焰，即火焰溫度一般不高于1200℃，波長不小于2.4微米。6.為了充分挖掘鍋爐余熱，可在臥式爐膛末端接入豎式煙道繼續(xù)取熱，即可以將兩種爐管組聯(lián)合使用。
權利要求1.一種管式爐X式爐管，由爐管(5、13)和導管相互連接而構成，其特征是，爐管架由兩個相互交叉的爐管組構成，每個爐管組由并列的、與水平面傾斜成一定角度的爐管(5、13)構成，在每個爐管組中，每根爐和的上端由上導管(1、3)相連通，其下端由下導管(7、14)相連通，兩個爐管組的上導管(1、3)由橫導管(2)相連通，作為介質的輸出端(4)，其下導管(7、14)由橫導管(6)相連通，作為介質的輸入端。
2.根據權利要求1所述的管式爐X式爐管，其特征是，由多層爐管架通過側導管(8、17、11)依次相互串聯(lián)連接而構成，第一層的輸入端(15)為其總輸入端，最后一層的輸出端(19)為其總輸出端。
3.根據權利要求1所述的管式爐X式爐管，其特征是，每兩層爐管架(I、VI；II、V；II、IV)通過側導管(28、30、32)相互連接而構成。
4.一種管式爐X式爐管，由爐管(44、45)和導管相互連接而構成，其特征是，由與水平面垂直的、相互間隔的爐管組(①-⑧)連接構成，各爐管組由相互平行的、與水平面傾斜成45度角的爐管(44、45)構成，各相鄰爐管組的爐管與水平面傾斜的方向相反，在每一個爐管組中，每根爐管的上端由上導管(43、46)相連通，為介質的輸出端，每根爐管的下端由下導管(47、48)相連通，為介質的輸入端。
5.根據權利要料所述的管式爐X式爐管，其特征是，每兩組爐管組(①⑧、②⑦、③⑥、④⑤)通過側導管(49、50、51、52)相互連接而構成。
6.根據權利要求4所述的管式爐X式爐管，其特征是，由多組爐管組(a-h)通過側導管(53-59)依次相互串聯(lián)連接而構成。
專利摘要本實用新型涉及一種鍋爐爐管結構的改進。其主要特征是將爐管傾斜交叉安置,每組爐管的上、下端分別通過導管連接在一起,組成爐管組,再通過橫導管和側導管將每組爐管組串聯(lián)或并聯(lián)在一起,安置在爐膛中間。采用這種爐管結構,可以改善爐管內介質的對流條件和導熱速率,可采用火焰直接圍撲爐管,提高鍋爐效率,減少燃料消耗。其不僅適用于各種蒸汽鍋和原油加熱爐,其原理尤其適用于各種熱水鍋爐和換熱、補熱裝置。
文檔編號F22B37/10GK2297631SQ97201780
公開日1998年11月18日 申請日期1997年3月18日 優(yōu)先權日1997年3月18日
發(fā)明者盧竟翔 申請人:盧竟翔