一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，外側(cè)墻水冷壁下部豎直與外側(cè)墻水冷壁下集箱相連通，上部?jī)A斜彎向上鍋筒與上鍋筒相連通，外側(cè)墻水冷壁的兩端，外側(cè)墻水冷壁下集箱和上鍋筒之間安裝兩根下降管，內(nèi)側(cè)墻水冷壁直接安裝在上鍋筒和下鍋筒上將上鍋筒和下鍋筒連通；后墻水冷壁上下分別與后墻水冷壁上集箱和后墻水冷壁下集箱連接，后墻水冷壁上集箱和后墻水冷壁下集箱再分別與上鍋筒和下鍋筒相連；前墻水冷壁上下分別與前墻水冷壁上集箱和前墻水冷壁下集箱連接，前墻水冷壁上集箱和前墻水冷壁下集箱再分別和上鍋筒和下鍋筒相連；燃燒器安裝在在爐膛下部的支架上。本發(fā)明的有益效果是能夠很好地安裝低濃度煤層氣或瓦斯燃燒器。
【專利說(shuō)明】一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]低濃度煤層氣(瓦斯)通常指濃度低于30%的煤層氣或瓦斯，是甲烷與空氣的混合物。低濃度煤層氣(瓦斯)鍋爐是指燃燒低濃度煤層氣(瓦斯)產(chǎn)生蒸汽的鍋爐，是一種中低壓小型鍋爐。
[0003]高瓦斯礦井井下抽采煤層氣(瓦斯)一般濃度低于30%，由于熱值低，又處于或接近爆炸濃度范圍內(nèi)，在現(xiàn)有燃燒設(shè)備上無(wú)法安全穩(wěn)定高效燃燒并加以利用。另外，還有其它類似氣體，如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、地下氣化氣、垃圾填埋氣、常規(guī)天然氣等。由于低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器與現(xiàn)有的燃?xì)馊紵魅紵绞讲煌?，在功率相同的情況下，其需要的布置面積要比現(xiàn)有的燃?xì)馊紵鞔髱资叮倚枰⑹讲贾茫虼瞬荒苤苯优c現(xiàn)有的燃?xì)庹羝仩t相結(jié)合。
[0004]現(xiàn)有的燃?xì)釪型鍋爐，燃燒器一般布置在鍋爐爐膛前墻，燃燒過(guò)程發(fā)生在整個(gè)爐膛內(nèi)部。而低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器屬于無(wú)焰燃燒，燃燒過(guò)程發(fā)生在燃燒器內(nèi)部，屬于表面輻射式燃燒器，與鍋爐相配合往往需要很大的布置面積才能達(dá)到足夠的容量。
[0005]低濃度煤層氣(瓦斯)鍋爐運(yùn)行方式為:低濃度煤層氣(瓦斯)進(jìn)入布置在爐膛底部的低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器。在燃燒器內(nèi)部充分燃燒，釋放的熱量一部分被高溫?zé)煔鈳ё?，一部分通過(guò)燃燒器基質(zhì)表面向爐膛水冷壁輻射，被水冷壁內(nèi)的飽和水吸收。煙氣邊向后流動(dòng)邊向爐膛內(nèi)釋放熱量，通過(guò)爐膛后部的轉(zhuǎn)彎煙室后沖刷尾部對(duì)流受熱面繼續(xù)釋放熱量，再經(jīng)過(guò)省煤器降低到一定溫度后經(jīng)由煙囪排向大氣。
[0006]現(xiàn)有的燃?xì)庹羝仩tD型結(jié)構(gòu)一般是與擴(kuò)散式燃?xì)馊紵飨嗯浜隙O(shè)計(jì)的，燃燒器一般布置在爐膛前墻或側(cè)墻，同時(shí)前、側(cè)墻也布置水冷壁。燃燒器布置所需要的面積很小，容易在前、側(cè)墻布置。同樣容量的鍋爐，布置低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器所需的爐墻面積要比布置現(xiàn)有燃?xì)馊紵髅娣e大十幾倍。同時(shí)，現(xiàn)有燃燒器是室燃方式，燃燒發(fā)生在整個(gè)爐膛內(nèi)，燃燒火焰需要爐膛有足夠的空間，才能保證燃料充分燃燒和爐膛安全。而低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器是表面輻射式燃燒器，燃燒在燃燒器內(nèi)部已經(jīng)完成，對(duì)爐膛結(jié)構(gòu)和空間大小的要求和現(xiàn)有燃?xì)馊紵鞑煌?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，解決了現(xiàn)有的燃?xì)忮仩t爐膛結(jié)構(gòu)不能直接安裝低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器的問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
[0009]包括上鍋筒和下鍋筒，外側(cè)墻水冷壁下部豎直與外側(cè)墻水冷壁下集箱相連通，外側(cè)墻水冷壁上部?jī)A斜彎向上鍋筒與上鍋筒相連通，為保證外側(cè)墻水冷壁內(nèi)良好的水動(dòng)力特性，在外側(cè)墻水冷壁的兩端，外側(cè)墻水冷壁下集箱和上鍋筒之間安裝兩根下降管，內(nèi)側(cè)墻水冷壁直接安裝在上鍋筒和下鍋筒上將上鍋筒和下鍋筒連通；
[0010]后墻水冷壁上下分別與后墻水冷壁上集箱和后墻水冷壁下集箱連接，后墻水冷壁上集箱和后墻水冷壁下集箱再分別與上鍋筒和下鍋筒相連；
[0011]前墻水冷壁上下分別與前墻水冷壁上集箱和前墻水冷壁下集箱連接，前墻水冷壁上集箱和前墻水冷壁下集箱再分別和上鍋筒和下鍋筒相連；
[0012]外側(cè)墻水冷壁、內(nèi)側(cè)墻水冷壁、前墻水冷壁、后墻水冷壁構(gòu)成爐膛，燃燒器安裝在爐膛下部。
[0013]進(jìn)一步，所述燃燒器為多孔介質(zhì)燃燒器，采用的多孔介質(zhì)可以是泡沫型、顆粒堆積型、直孔網(wǎng)格型或纖維網(wǎng)格型。進(jìn)一步，鍋爐燃料為低濃度煤層氣或瓦斯，也可以是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、地下氣化氣、垃圾填埋氣、常規(guī)天然氣等。
[0014]進(jìn)一步，所述燃燒器布置在爐膛下部，根據(jù)鍋爐容量大小，分多組安裝。
[0015]進(jìn)一步，所述鍋爐為一 D型爐，雙鍋筒縱置式結(jié)構(gòu)，上鍋筒和下鍋筒之間為對(duì)流受熱面，對(duì)流受熱面為光管或者低肋管。
[0016]本發(fā)明的有益效果是能夠很好地安裝低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明鍋爐橫向示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明鍋爐縱向示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明鍋爐后墻水冷壁和下降管連接示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明鍋爐前墻水冷壁連接示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明鍋爐本體俯視剖面示意圖；
[0022]圖6鍋爐與燃燒器總裝示意圖；
[0023]圖7燃燒器安裝俯視剖面示意圖。
[0024]圖中，I一上鍋筒、2—下鍋筒、3—對(duì)流受熱面、4一外側(cè)墻水冷壁、5—外側(cè)墻水冷壁下集箱、6—下降管、7—后墻水冷壁、8—后墻水冷壁下集箱、9 一后墻水冷壁上集箱、10—前墻水冷壁、11一前墻水冷壁下集箱、12—內(nèi)側(cè)墻水冷壁、13—前墻水冷壁上集箱、14一省煤器、15—燃燒器、16—外保溫層、17—內(nèi)保溫層。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]本發(fā)明如圖1至圖5所示，鍋爐為一雙鍋筒縱置式D型鍋爐，鍋爐為一 D型爐，雙鍋筒縱置式結(jié)構(gòu)，上鍋筒I和下鍋筒2之間為對(duì)流受熱面3，對(duì)流受熱面3為光管或者低肋管。外側(cè)墻水冷壁4下部豎直與外側(cè)墻水冷壁下集箱5相連通，外側(cè)墻水冷壁4上部?jī)A斜彎向上鍋筒I與上鍋筒I相連通。為保證外側(cè)墻水冷壁4內(nèi)良好的水動(dòng)力特性，在外側(cè)墻水冷壁4的兩端，外側(cè)墻水冷壁下集箱5和上鍋筒I之間分別安裝兩根下降管6。此部分水循環(huán)方式是:上鍋筒I一下降管6—外側(cè)墻水冷壁下集箱5—外側(cè)墻水冷壁4一上鍋筒1，這樣形成一個(gè)循環(huán)。下降管6經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的保溫，里面的水不受熱，密度不變，而外側(cè)墻水冷壁4吸收爐膛輻射熱量，里面的水氣化，密度變小，在靜壓差作用下，水形成了良好的自然循環(huán)。外側(cè)墻水冷壁4頂部為一坡面，既可保證爐膛有足夠的容積熱強(qiáng)度，又有利于水自然循環(huán)。
[0027]內(nèi)側(cè)墻水冷壁12直接安裝在上鍋筒I和下鍋筒2上，將上鍋筒I和下鍋筒2連通，這樣構(gòu)成了內(nèi)側(cè)墻水冷壁12—上鍋筒I一下鍋筒2 —內(nèi)側(cè)墻水冷壁12之間水循環(huán)回路。
[0028]后墻水冷壁7上下分別與后墻水冷壁上集箱9和后墻水冷壁下集箱8連接、后墻水冷壁上集箱9和后墻水冷壁下集箱8再分別和上鍋筒I和下鍋筒2相連，形成上鍋筒I一下鍋筒2—后墻水冷壁下集箱8—后墻水冷壁7—后墻水冷壁上集箱9一上鍋筒I之間的水循環(huán)回路。
[0029]前墻水冷壁10上下分別與前墻水冷壁上集箱13和前墻水冷壁下集箱11連接、前墻水冷壁上集箱13和前墻水冷壁下集箱11再分別和上鍋筒I和下鍋筒2相連，形成上鍋筒I一下鍋筒2—前墻水冷壁下集箱11一前墻水冷壁10—后墻水冷壁上集箱13—上鍋筒I之間的水循環(huán)回路。
[0030]圖6為鍋爐與燃燒器總裝示意圖，產(chǎn)生的煙氣熱量通過(guò)省煤器14進(jìn)行吸收。鍋爐爐膛水冷壁除后墻外都采用膜式水冷壁，后墻采用光管水冷壁，便于彎管，形成檢查孔。低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器15布置在爐膛下部，通過(guò)法蘭與鍋爐爐膛支架相連接。
[0031]如圖7所示的燃燒器安裝方式，為保證燃燒的均勻性，燃燒器15根據(jù)鍋爐容量的大小分多組安裝。低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器15是表面福射式燃燒器,燃燒過(guò)程發(fā)生在燃燒器內(nèi)部，在燃燒器15內(nèi)部已經(jīng)完成燃燒，其燃燒和傳熱方式與現(xiàn)有擴(kuò)散式燃?xì)馊紵饔泻艽蟮牟煌，F(xiàn)有的鍋爐結(jié)構(gòu)不能直接和低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器相配合，這就要求鍋爐要有特別的燃燒器布置方式、爐膛水冷壁結(jié)構(gòu)和尾部對(duì)流受熱面形式，才能保證良好的傳熱、水動(dòng)力特性、以及較高的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明根據(jù)該燃燒器的燃燒特點(diǎn)和傳熱方式，對(duì)D型燃?xì)忮仩t進(jìn)行了改造，將其下部水冷壁全部拆掉，用于安裝低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器。為了防止低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒不均勻，采用多個(gè)燃燒器，分塊布置、分組進(jìn)氣的方案。燃燒器15采用的多孔介質(zhì)類型可以是泡沫型、顆粒堆積型、直孔網(wǎng)格型或纖維網(wǎng)格型。在外側(cè)墻水冷壁4外還可加裝內(nèi)保溫層17和外保溫層16，進(jìn)一步對(duì)外側(cè)墻水冷壁4進(jìn)行保溫。鍋爐燃料為低濃度煤層氣或瓦斯，也可是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、地下氣化氣、垃圾填埋氣、常規(guī)天然氣等類似氣體。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用低濃度煤層氣(瓦斯)燃燒器，解決大量低濃度煤層氣(瓦斯)無(wú)法利用的問(wèn)題，可為礦區(qū)提供生產(chǎn)和生活用蒸汽或熱水，代替常規(guī)燃煤鍋爐，具有較好的節(jié)能減排效益。
[0033]以上所述僅是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施方式所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，其特征在于:包括上鍋筒(I)和下鍋筒(2)，外側(cè)墻水冷壁(4)下部豎直與外側(cè)墻水冷壁下集箱(5)相連通，外側(cè)墻水冷壁(4)上部?jī)A斜彎向上鍋筒(I)與上鍋筒(I)相連通，為保證外側(cè)墻水冷壁(4)內(nèi)良好的水動(dòng)力特性，在外側(cè)墻水冷壁(4)的兩端，外側(cè)墻水冷壁下集箱(5)和上鍋筒(I)之間安裝兩根下降管(6)，內(nèi)側(cè)墻水冷壁(12)直接安裝在上鍋筒(I)和下鍋筒(2)上將上鍋筒(I)和下鍋筒(2)連通； 后墻水冷壁(7)上下分別與后墻水冷壁上集箱(9)和后墻水冷壁下集箱(8)連接，后墻水冷壁上集箱(9)和后墻水冷壁下集箱(8)再分別與上鍋筒(I)和下鍋筒(2)相連； 前墻水冷壁(10)上下分別與前墻水冷壁上集箱(13)和前墻水冷壁下集箱(11)連接，前墻水冷壁上集箱(13)和前墻水冷壁下集箱(11)再分別和上鍋筒(I)和下鍋筒(2)相連； 外側(cè)墻水冷壁(4)、內(nèi)側(cè)墻水冷壁(12)、前墻水冷壁(10)、后墻水冷壁(7)構(gòu)成爐膛，燃燒器(15)安裝在爐膛內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，其特征在于:所述燃燒器(15)為多孔介質(zhì)燃燒器，采用的多孔介質(zhì)類型為泡沫型、顆粒堆積型、直孔網(wǎng)格型或纖維網(wǎng)格型。
3.按照權(quán)利要求2所述一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，其特征在于:所述燃燒器(15)的燃料為低濃度煤層氣或瓦斯、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、地下氣化氣、垃圾填埋氣、常規(guī)天然氣。
4.按照權(quán)利要求1所述一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，其特征在于:所述燃燒器(15)根據(jù)鍋爐容量大小，分多組安裝。
5.按照權(quán)利要求1所述一種低濃度煤層氣或瓦斯蒸汽鍋爐，其特征在于:所述鍋爐為一 D型爐，雙鍋筒縱置式結(jié)構(gòu)，上鍋筒(I)和下鍋筒(2)之間為對(duì)流受熱面(3)，對(duì)流受熱面(3)為光管或者低肋管。
【文檔編號(hào)】F23C5/08GK104456505SQ201410718065
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】宋正昶, 張保生 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)