具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，本發(fā)明提供的熱水系統(tǒng)主要包括：回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁爐膛、水冷壁上集箱、鍋筒、省煤器和再循環(huán)管，爐膛作為低溫受熱面，省煤器作為高溫受熱面供熱。鍋爐內(nèi)水循環(huán)流程為：回水集箱至水冷壁下集箱，再進(jìn)入水冷壁上集箱，再至鍋筒，由鍋筒流入省煤器，最終從省煤器出口流出。并設(shè)置第一再循環(huán)管和第二再循環(huán)管，當(dāng)熱水鍋爐停電時，鍋筒與回水集箱、鍋筒與省煤器之間的水循環(huán)轉(zhuǎn)換成兩相對獨立的自然循環(huán)回路，且保持正常工況水流方向，防止?fàn)t膛水冷壁和省煤器管路內(nèi)工質(zhì)受熱汽化而引發(fā)事故，實現(xiàn)了熱水鍋爐熱水系統(tǒng)自停電保護(hù)功能，也有效避免了受熱面的低溫腐蝕。
【專利說明】
具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熱能動力領(lǐng)域，尤其涉及一種具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熱水鍋爐是提供熱水的熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備，它把燃燒燃料釋放出的熱量傳遞給鍋內(nèi)的工質(zhì)-水，使鍋內(nèi)水溫度升高供用戶取暖或生活用。隨著我國北方冬季霧霾的加劇，國家對大氣污染治理的逐漸重視，近年來集中供熱用大容量熱水鍋爐得到了廣泛使用，以增加集中供熱減少環(huán)境污染。
[0003]熱水鍋爐因運行工況的特殊型，必須保證鍋爐熱水不汽化，保證水循環(huán)的安全可靠。特別是突然停電后，工質(zhì)流動性差而容易產(chǎn)生汽化，造成事故而影響安全。另外還存在低溫受熱面的低溫腐蝕等問題。
[0004]現(xiàn)有熱水鍋爐中主要通過管路及循環(huán)栗實現(xiàn)熱水鍋爐內(nèi)的強制水循環(huán)，實現(xiàn)鍋內(nèi)水溫升高，最終輸出符合供熱參數(shù)的熱水。圖1為典型熱水鍋爐水循環(huán)示意圖，如圖1所示，熱水鍋爐典型的水循環(huán)流程為:回水先流入省煤器進(jìn)口集箱I，再由省煤器進(jìn)口集箱I進(jìn)入省煤器2，經(jīng)省煤器2加熱后由導(dǎo)水管引入鍋筒的冷水段3;從鍋筒的冷水段3再經(jīng)下水管后分別為部分爐膛水冷壁下集箱4供水，然后經(jīng)部分爐膛水冷壁上行加熱后至部分水冷壁上集箱6，再分別由引入管引入鍋筒另一冷水段，再從鍋筒的另一冷水段和另外下水管后分別為爐膛的其他部分水冷壁下集箱5供水，經(jīng)爐膛的其他部分水冷壁上行加熱后至部分水冷壁上集箱6，再分別由引入管引入鍋筒另一冷水段，如此反復(fù)，最終達(dá)到額定供水參數(shù)后再經(jīng)部分水冷壁上集箱6導(dǎo)入鍋筒熱水段7，經(jīng)鍋筒熱水段7的出水閘閥進(jìn)入供熱系統(tǒng)向外供熱，從而完成熱水鍋爐水循環(huán)功能的轉(zhuǎn)變。
[0005]現(xiàn)有熱水鍋爐的熱水系統(tǒng)，采用與蒸汽鍋爐的汽水循環(huán)流程相同的介質(zhì)流程，將省煤器作為鍋爐回水低溫受熱面，而爐膛作為再次加熱的高溫水受熱面并通過鍋筒提供高溫出水滿足熱用戶需求。該熱水系統(tǒng)，由于省煤器低溫段的工質(zhì)為未經(jīng)鍋爐加熱的低溫回水，因此省煤器低溫段的管壁溫度很低，且處于煙氣低溫部位，使煙氣的露點溫度降低，從而造成受熱面的低溫腐蝕。
[0006]現(xiàn)有熱水鍋爐的熱水系統(tǒng)，因水循環(huán)流程的需求，需要對鍋筒內(nèi)部空間進(jìn)行功能分割。也即鍋筒既作為省煤器和爐膛部分的中間連接集箱，屬于低溫水(稱冷段)容器，同時又作為被爐膛再次加熱的高溫水(稱熱段)容器向外供熱，因此需要在鍋筒內(nèi)部通過設(shè)置鍋筒隔板來實現(xiàn)熱段和冷段等不同功能區(qū)的劃分并維持正常的熱水循環(huán)。為滿足多個水循環(huán)流程的需要，也為確保水循環(huán)的安全可靠，使鍋筒隔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修困難且安裝制造要求嚴(yán)格。一旦安裝或設(shè)計不合理將出現(xiàn)水循環(huán)系統(tǒng)的紊亂而導(dǎo)致嚴(yán)重的水循環(huán)安全問題。同時因為鍋筒存在冷段和熱段不同的功能區(qū)，造成鍋筒熱偏差不均而產(chǎn)生交變溫差應(yīng)力，容易造成疲勞破壞，危機(jī)安全。
[0007]現(xiàn)有熱水鍋爐的熱水系統(tǒng)，不具有自停電保護(hù)功能。雖對不同冷段工質(zhì)流程專門設(shè)有帶閥門控制的管道來實現(xiàn)該功能，但完全依賴人工控制，且數(shù)量較多，操作不變。當(dāng)鍋爐突然停電時，整個熱水循環(huán)系統(tǒng)因失去循環(huán)栗的動力而處于停滯循環(huán)狀態(tài)；由于鍋筒隔板的存在，造成鍋筒內(nèi)熱段與冷段之間，以及各冷段之間的工質(zhì)仍相對獨立，不能有效形成自然循環(huán)；而人工控制的限制，使鍋爐安全完全依賴人工處理，存在嚴(yán)重的滯后性，不能立刻滿足停電保護(hù)的要求；同時由于熱水系統(tǒng)在正常運行工況下管路內(nèi)充滿了水，此時爐內(nèi)仍然存在一定的熱量，會使熱水系統(tǒng)內(nèi)的水受熱汽化而發(fā)生停滯、倒流和水擊等現(xiàn)象，容易發(fā)生事故，存在較大安全隱患，熱水鍋爐水循環(huán)的安全性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有熱水鍋爐由于熱水系統(tǒng)問題而帶來的鍋筒疲勞及隔板問題、低溫腐蝕問題、水循環(huán)可靠性問題以及停電保護(hù)等問題，使得熱水系統(tǒng)更加安全可靠。
[0009]本發(fā)明提供的一種具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)包括:回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁爐膛、水冷壁上集箱、鍋筒、省煤器和再循環(huán)管；
[0010]水冷壁爐膛安裝在所述熱水鍋爐燃燒設(shè)備上方，用于部分吸收燃料燃燒產(chǎn)生熱量;省煤器安裝在熱水鍋爐尾部煙道內(nèi)，用于吸收尾部煙氣釋放的熱量；
[0011]回水集箱的出水端與水冷壁下集箱的入水端連接，回水集箱用于向水冷壁下集箱供水;水冷壁敷設(shè)在水冷壁爐膛側(cè)壁，水冷壁兩端分別與水冷壁下集箱的出水端和水冷壁上集箱的入水端連接，水冷壁用于吸收水冷壁爐膛內(nèi)產(chǎn)生的熱量，以加熱水冷壁內(nèi)的水；
[0012]水冷壁下集箱位于水冷壁爐膛底部，水冷壁下集箱用于將來自回水集箱的水送入水冷壁內(nèi)；
[0013]水冷壁上集箱位于水冷壁爐膛頂部，水冷壁上集箱的出水端與鍋筒連接，水冷壁上集箱用于將水冷壁流入的熱水送入鍋筒內(nèi)；
[0014]鍋筒布置在爐膛和省煤器管路中間，鍋筒內(nèi)不設(shè)置熱段和冷段功能劃分的鍋筒隔板，鍋筒內(nèi)部貫通，僅發(fā)揮中間混合聯(lián)箱的作用，鍋筒與省煤器的進(jìn)口集箱之間通過下水管連接，以使鍋筒內(nèi)的高溫水流入省煤器；
[0015]省煤器的出口集箱用于將省煤器內(nèi)再次加熱的高溫水送入供熱系統(tǒng)向外供熱；
[0016]再循環(huán)管包括第一再循環(huán)管和第二再循環(huán)管；
[0017]第一再循環(huán)管連接在鍋筒與回水集箱之間，自動運行。在正常運行時，與爐膛水冷壁為并聯(lián)上升流動，因采用按流量及水動力特性進(jìn)行配置并不受煙氣加熱且不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，不影響爐膛水冷壁的水流量。當(dāng)熱水鍋爐停電時，第一再循環(huán)管立即自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮下水管的作用，使鍋筒內(nèi)的水通過第一再循環(huán)管流入水冷壁下集箱；
[0018]第二再循環(huán)管連接在鍋筒與省煤器的出口集箱之間，自動運行。在正常運行時，與省煤器下水管為并聯(lián)下水流動，因采用按流量及水動力特性進(jìn)行配置并不受煙氣加熱且不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，不影響省煤器的水流量。當(dāng)熱水鍋爐停電時，第二再循環(huán)管立即自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮導(dǎo)水管的作用，使省煤器內(nèi)的水通過第二再循環(huán)管流入鍋筒內(nèi)。
[0019]可選的，省煤器的進(jìn)口集箱與所述鍋筒連接，以使鍋筒中的水經(jīng)過所述省煤器加熱后再送入所述供熱系統(tǒng)中。
[0020]可選的，所述鍋筒為內(nèi)部貫通的橫置式單鍋筒。
[0021]可選的，所述第一再循環(huán)管設(shè)置在所述回水集箱與所述鍋筒之間。
[0022]可選的，所述第二再循環(huán)管設(shè)置在所述高溫省煤器出口集箱與所述鍋筒之間。
[0023]可選的，所述第一再循環(huán)管和所述第二再循環(huán)管均為內(nèi)部液體自由轉(zhuǎn)換流動的管路;所述第一再循環(huán)管的最大流量小于分散管的最大流量;所述第二再循環(huán)管的最大流量小于下水管的最大流量。
[0024]可選的，所述水冷壁下集箱包括:前墻水冷壁下集箱、后墻水冷壁下集箱以及側(cè)墻水冷壁下集箱；
[0025]所述回水集箱的出水端通過下水管分別與所述前墻水冷壁下集箱、所述后墻水冷壁下集箱以及所述側(cè)墻水冷壁下集箱連接。
[0026]可選的，所述水冷壁上集箱包括有前墻水冷壁上集箱、后墻水冷壁上集箱以及側(cè)墻水冷壁上集箱；
[0027]所述水冷壁包括用于連接所述前墻水冷壁上集箱的入水端與所述前墻水冷壁下集箱的出水端的前墻水冷壁、用于連接所述后墻水冷壁上集箱的入水端與所述后墻水冷壁下集箱的出水端的后墻水冷壁以及用于連接所述側(cè)墻水冷壁上集箱的入水端與所述側(cè)墻水冷壁下集箱的出水端的側(cè)墻水冷壁。
[0028]可選的，所述鍋筒通過導(dǎo)水管分別與所述前墻水冷壁上集箱、所述后墻水冷壁上集箱以及所述側(cè)墻水冷壁上集箱連接。
[0029]可選的，所述省煤器具體包括:高溫省煤器和低溫省煤器；
[0030]所述低溫省煤器進(jìn)口集箱為所述省煤器的進(jìn)口集箱，所述低溫省煤器進(jìn)口集箱與所述鍋筒間設(shè)置有下水管；
[0031]所述低溫省煤器出口集箱與所述高溫省煤器進(jìn)口集箱間通過連通管連接；
[0032]所述高溫省煤器出口集箱用于向供熱系統(tǒng)向外供熱。
[0033]本發(fā)明提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)包括:回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁爐膛、水冷壁上集箱、鍋筒、省煤器和再循環(huán)管;水冷壁爐膛安裝在所述熱水鍋爐燃燒設(shè)備上方，用于部分吸收燃料燃燒產(chǎn)生熱量;省煤器安裝在熱水鍋爐尾部煙道內(nèi)，用于吸收尾部煙氣釋放的熱量；回水集箱的出水端與水冷壁下集箱的入水端連接，回水集箱用于向水冷壁下集箱供水;水冷壁敷設(shè)在水冷壁爐膛側(cè)壁，水冷壁兩端分別與水冷壁下集箱的出水端和水冷壁上集箱的入水端連接，水冷壁用于吸收水冷壁爐膛內(nèi)產(chǎn)生的熱量，以加熱水冷壁內(nèi)的水;水冷壁下集箱位于水冷壁爐膛底部，水冷壁下集箱用于將來自回水集箱的水送入水冷壁內(nèi)；水冷壁上集箱位于水冷壁爐膛頂部，水冷壁上集箱的出水端與鍋筒連接，水冷壁上集箱用于將水冷壁流入的熱水送入鍋筒內(nèi)；鍋筒內(nèi)不設(shè)置熱段和冷段功能劃分的鍋筒隔板，鍋筒與省煤器的進(jìn)口集箱之間通過下水管連接，以使鍋筒內(nèi)的水流入省煤器;省煤器的出口集箱用于將省煤器內(nèi)再次加熱的高溫水送入供熱系統(tǒng)向外供熱;再循環(huán)管包括第一再循環(huán)管和第二再循環(huán)管;第一、第二再循環(huán)管均按流量及水動力特性進(jìn)行配置并不受煙氣加熱且不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，自動運行;第一再循環(huán)管連接在鍋筒與回水集箱之間，當(dāng)熱水鍋爐停電時，鍋筒內(nèi)的水通過第一再循環(huán)管自動轉(zhuǎn)換功能而下降流入水冷壁下集箱;第二再循環(huán)管連接在鍋筒與省煤器的出口集箱之間，當(dāng)熱水鍋爐停電時，省煤器內(nèi)的水通過第二再循環(huán)管自動轉(zhuǎn)換功能而上升流入鍋筒內(nèi)。
[0034]本發(fā)明通過設(shè)置鍋筒并取消鍋筒隔板，使鍋筒內(nèi)部連通作為一個整體參與熱水鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)。該熱水系統(tǒng)的正常水循環(huán)流程為:回水由回水集箱經(jīng)分散管至水冷壁下集箱，再通過水冷壁進(jìn)入水冷壁上集箱，從而由水冷壁上集箱流入鍋筒內(nèi)，再從鍋筒經(jīng)下水管流入省煤器進(jìn)口集箱，最終從省煤器出口集箱流入供熱系統(tǒng)向外供熱，同時設(shè)置自動轉(zhuǎn)換功能的再循環(huán)管來滿足爐膛水冷壁和省煤器系統(tǒng)自停電保護(hù)的需要。該熱水系統(tǒng)流程簡單可靠，安全性更高。
[0035]同時，本發(fā)明采用與現(xiàn)有熱水鍋爐水循環(huán)流程相反的逆流程，將爐膛作為低溫受熱面，而將省煤器作為高溫受熱面將工質(zhì)再次加熱后送入供熱系統(tǒng)向外供熱。該熱水系統(tǒng)，由于省煤器低溫段的工質(zhì)來自鍋筒且經(jīng)過水冷壁爐膛加熱，其工質(zhì)溫度為遠(yuǎn)高于回水溫度的高溫水，相應(yīng)提高了省煤器低溫段的管壁溫度，雖仍處于煙氣低溫部位，卻使煙氣的露點溫度相應(yīng)大幅提高，從而解決受熱面的低溫腐蝕問題。
[0036]本發(fā)明還通過設(shè)置第一再循環(huán)管和第二再循環(huán)管，再循環(huán)管按流量及水動力特性進(jìn)行配置且不受煙氣加熱，不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，自動運行，結(jié)構(gòu)簡單；且不設(shè)置鍋筒隔板。在正常運行時，再循環(huán)管分別與爐膛水冷壁和省煤器為并聯(lián)流動，不影響爐膛水冷壁和省煤器的水流量。使得當(dāng)鍋爐停電時，再循環(huán)管立即自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮導(dǎo)水管的作用;在回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁、水冷壁上集箱、鍋筒和第一再循環(huán)管之間立即自動實現(xiàn)自然水循環(huán)；同時在鍋筒、省煤器和第二再循環(huán)管之間也立即自動實現(xiàn)了自然水循環(huán)，實現(xiàn)了對熱水鍋爐熱水系統(tǒng)的自停電保護(hù)功能，徹底避免了人工操作，極大提高了熱水鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)的安全性。同時，因采用兩個相對獨立的自然循環(huán)停電保護(hù)回路，各自相對獨立，自動運行，具有流動阻力小，各回路系統(tǒng)循環(huán)性增強，水動力特性優(yōu)越等諸多優(yōu)點。
[0037]此外，本發(fā)明通過設(shè)置鍋筒，并取消鍋筒隔板，使鍋筒僅發(fā)揮中間混合聯(lián)箱的作用，鍋筒內(nèi)部貫通作為一個整體參與熱水鍋爐水循環(huán)，簡化流程，徹底消除了因鍋筒隔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝制造難且檢修困難等對水循環(huán)系統(tǒng)的不良影響；而且制造安裝簡單可靠。同時，鍋筒內(nèi)部不存在冷段和熱段不同的功能區(qū)劃分，徹底消除了筒體熱偏差不均和停電時鍋筒內(nèi)不能有效恢復(fù)自然循環(huán)保護(hù)及需要人工及時處理的弊端。
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為典型熱水鍋爐水循環(huán)示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實施例一提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)示意圖；
[0041]圖3a為本發(fā)明實施例二提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3b為本發(fā)明實施例二提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044]實施例一
[0045]圖2為本發(fā)明實施例一提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)示意圖，如圖2所示，本實施例提供的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)包括:水冷壁爐膛100、水冷壁110、回水集箱200、水冷壁下集箱300、水冷壁上集箱400、鍋筒500、省煤器600和再循環(huán)管；
[0046]具體的，本實施例的熱水鍋爐的回水集箱200的入口與外部水管連接，以便于外部水管向回水集箱200送水。同時回水集箱200的出水端與水冷壁下集箱300的入水端連接，回水集箱200用于向水冷壁下集箱300內(nèi)供水。
[0047]水冷壁下集箱300位于水冷壁爐膛100的底部，水冷壁下集箱300用于將來自回水集箱200的水送入水冷壁110內(nèi)。
[0048]優(yōu)選的，本實施例提供的熱水鍋爐還包括循環(huán)栗(圖中未示出)，循環(huán)栗設(shè)置在熱水鍋爐本體水循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)栗用于提供動力將回水集箱200內(nèi)的水輸送入水冷壁110內(nèi)。
[0049]水冷壁爐膛100則安裝在熱水鍋爐燃燒設(shè)備上方，用于吸收燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。水冷壁爐膛100的側(cè)壁上敷設(shè)有水冷壁110，水冷壁110兩端分別與水冷壁下集箱300的出水端和水冷壁上集箱400的入水端連接。水冷壁110用于吸收水冷壁爐膛100內(nèi)產(chǎn)生的熱量，以加熱水冷壁110內(nèi)的水；
[0050]優(yōu)選的，水冷壁110采用由扁鋼與中空管拼焊而成的膜式水冷壁110，可以提高密封性能，減少爐膛漏風(fēng)，提高經(jīng)濟(jì)性。
[0051 ]可選的，膜式水冷壁110鰭片的厚度為5mm，材料為Q235A，光管的節(jié)距為100mm。[0052 ]可選的，上述水冷壁110也可以為僅由光管中空管組成的水冷壁，以控制熱水鍋爐的制造成本。
[0053]具體的，水冷壁上集箱400位于水冷壁爐膛100的頂部，水冷壁上集箱400的出水端通過導(dǎo)水管與鍋筒500連接，使得水冷壁上集箱400將水冷壁110流入的熱水送入鍋筒500內(nèi)。
[0054]進(jìn)一步的，鍋筒500為橫置式單鍋筒，鍋筒500內(nèi)不設(shè)置隔板，鍋筒500內(nèi)部為一整體貫通的容器，用于容納來自水冷壁上集箱400內(nèi)的熱水。鍋筒布置在爐膛和省煤器管路中間，取消了現(xiàn)有熱水鍋爐中將鍋筒劃分為冷段和熱段的功能區(qū)域的鍋筒隔板，使鍋筒僅發(fā)揮中間混合聯(lián)箱的作用，其流程簡單可靠，消除了由于存在鍋筒隔板而引起的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修困難、筒體熱偏差不均和停電時鍋筒內(nèi)不能有效恢復(fù)自然循環(huán)保護(hù)的弊端，也使得對鍋筒的安裝要求降低，便于安裝。另外，也克服了由鍋筒內(nèi)部裝置的不合理或安裝不善而造成水循環(huán)不良，引起熱水鍋爐水循環(huán)短路、局部汽化和影響熱水鍋爐工作參數(shù)等惡性事故。
[0055]優(yōu)選的，將鍋筒500選用較大的內(nèi)徑和較長的長度，使得鍋筒500具有較大的容量，能夠存儲較多的水量，從而確保受熱面具有更長的汽化時間和更高的吸熱量，以便當(dāng)熱水鍋爐發(fā)生突然停電時，有效防止汽化和水擊的發(fā)生，增強了鍋爐的自停電保護(hù)能力。
[0056]進(jìn)一步，鍋筒500與省煤器600的進(jìn)口集箱之間通過下水管510連接，以使鍋筒500內(nèi)的熱水流入省煤器600中。
[0057]優(yōu)選的，為了保證足夠的水流量，將下水管的數(shù)量設(shè)置為多個。
[0058]進(jìn)一步的，省煤器600的出口集箱與外部供熱系統(tǒng)管路連接，用于將省煤器600內(nèi)的熱水送入供熱系統(tǒng)；
[0059]可選的，為了防止磨損和減少積灰，省煤器采用雙管圈錯列布置，同時還在省煤器的彎頭和穿墻部位加裝防磨護(hù)瓦，省煤器的支撐梁采用風(fēng)冷卻梁。
[0060]通過改變鍋爐的水循環(huán)系統(tǒng)，本實施例提供了一種新的水循環(huán)流程，如圖2所示，熱水系統(tǒng)在正常運行下的水循環(huán)流程為:回水集箱—水冷壁下集箱—爐膛水冷壁—水冷壁上集箱—鍋筒—下水管—省煤器—供熱系統(tǒng)。本實施例提供的熱水鍋爐采用與現(xiàn)有熱水鍋爐水循環(huán)流程相反的逆流程設(shè)計，將爐膛作為低溫受熱面，而將省煤器作為高溫受熱面將工質(zhì)再次加熱后送入供熱系統(tǒng)向外供熱。有效避免了省煤器管束的低溫腐蝕，提高了省煤器的使用壽命，確保了熱水鍋爐的安全運行。
[0061]進(jìn)一步的，上述再循環(huán)管包括第一再循環(huán)管710和第二再循環(huán)管720。具體的，第一再循環(huán)管710連接在鍋筒500與回水集箱200之間。通過設(shè)置第一再循環(huán)管710，當(dāng)熱水鍋爐停電后，第一再循環(huán)管710可在鍋筒和水冷壁間自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮下水管的作用，使?fàn)t膛水冷壁受熱面的水循環(huán)仍然保持正常運行下的水流方向。也就是說，此時鍋筒和回水集箱之間的水循環(huán)流程為:回水集箱至水冷壁下集箱管，再由水冷壁至鍋筒，最后由鍋筒經(jīng)第一再循環(huán)管流回至回水集箱。由于保證了原有的水冷壁受熱管路仍然為一個整體上升的回路，防止了管路內(nèi)水因受熱汽化而發(fā)生倒流、停滯和水擊等現(xiàn)象，避免了熱水鍋爐事故的發(fā)生，從而實現(xiàn)了自停電保護(hù)功能，增加了熱水系統(tǒng)的安全性。
[0062]第二再循環(huán)管720連接在鍋筒500與省煤器的出口集箱之間。當(dāng)熱水鍋爐突然停電時，第二再循環(huán)管720可在鍋筒500和省煤器管之間自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮導(dǎo)水管的作用，使省煤器受熱面的水循環(huán)仍然保持原有正常運行下的水流方向，在省煤器出口集箱處通過第二再循環(huán)管720導(dǎo)入鍋筒500。也就是說，此時省煤器受熱面回路均保持為一個整體上升的回路，防止了管路內(nèi)水因受熱汽化而發(fā)生倒流、停滯和水擊等現(xiàn)象，避免了熱水鍋爐事故的發(fā)生，從而實現(xiàn)了自停電保護(hù)功能，增加了鍋爐的安全性。其中，再循環(huán)管按流量及水動力特性進(jìn)行配置并不受煙氣加熱，且不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，自動運行。同時，第一再循環(huán)管的最大流量小于所分散下水管的最大流量;第二再循環(huán)管的最大流量小于下水管的最大流量。
[0063]這樣在鍋筒內(nèi)部不設(shè)置熱段和冷段功能劃分的鍋筒隔板，同時在鍋筒與回水集箱之間以及鍋筒與省煤器出口集箱之間的分別設(shè)置有再循環(huán)管，而再循環(huán)管按流量及水動力特性進(jìn)行配置并不受煙氣加熱，且不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，自動運行。
[0064]本實施例提供的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，通過設(shè)置內(nèi)部貫通的鍋筒，取消現(xiàn)有熱水鍋爐中通過鍋筒隔板將鍋筒劃分為冷段和熱段的功能區(qū)域，簡化流程，消除了鍋筒由于存在鍋筒隔板而引起的鍋筒結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修困難、筒體熱偏差不均和停電時鍋筒內(nèi)不能有效恢復(fù)自然循環(huán)保護(hù)的弊端。同時，通過在鍋筒與回水集箱之間設(shè)置第一再循環(huán)管，和在鍋筒與省煤器的出口集箱之間設(shè)置第二再循環(huán)管，再循環(huán)管按流量及水動力特性進(jìn)行配置且不受煙氣加熱，不再專設(shè)用于停電保護(hù)的人工控制閥門，自動運行，結(jié)構(gòu)簡單。在正常運行時，再循環(huán)管分別與爐膛水冷壁和省煤器為并聯(lián)流動，不影響爐膛水冷壁和省煤器的水流量。使得當(dāng)熱水鍋爐突然停電時，鍋筒與水冷壁、鍋筒與省煤器之間的水循環(huán)仍然保持在正常運行下的水流方向，防止了管路內(nèi)水因受熱汽化而發(fā)生倒流、停滯和水擊等現(xiàn)象，從而避免了爆管事故的發(fā)生，同時由于管路內(nèi)的水仍然保持自然循環(huán)狀態(tài)，實現(xiàn)了熱水鍋爐的自停電保護(hù)功能，增加了熱水鍋爐的安全性。
[0065]實施例二
[0066]圖3a為本發(fā)明實施例二提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3b為本發(fā)明實施例二提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)另一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3a、圖3b所示，在上述實施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，本實施例提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)的水冷壁下集箱300包括:前墻水冷壁下集箱310、后墻水冷壁下集箱320以及側(cè)墻水冷壁下集箱330，其中，側(cè)墻水冷壁下集箱330至少為兩個。
[0067]具體的，回水集箱200的出水端通過多個分散管210分別與前墻水冷壁下集箱310、后墻水冷壁下集箱320以及側(cè)墻水冷壁下集箱330連接。
[0068]相應(yīng)的，本實施例中的水冷壁上集箱400包括:前墻水冷壁上集箱、后墻水冷壁上集箱420以及側(cè)墻水冷壁上集箱430，其中，側(cè)墻水冷壁上集箱430的數(shù)量與側(cè)墻水冷壁下集箱330的數(shù)量相一致。
[0069]可選的，本實施例中的前墻水冷壁上集箱和后墻水冷壁上集箱也可以合并設(shè)計為一個整體的前后墻水冷壁上集箱;也可取消該集箱，使前墻水冷壁和后墻水冷壁管子直接與鍋筒500相連。
[0070]進(jìn)一步的，本實施例中的水冷壁包括:前墻水冷壁111、后墻水冷壁112以及側(cè)墻水冷壁113。
[0071]具體的，前墻水冷壁111用于將前墻水冷壁上集箱的入水端與前墻水冷壁下集箱310的出水端的進(jìn)行連接，后墻水冷壁112用于將后墻水冷壁上集箱420的入水端與后墻水冷壁下集箱320的出水端進(jìn)行連接，側(cè)墻水冷壁113用于將側(cè)墻水冷壁上集箱430的入水端與側(cè)墻水冷壁下集箱330的出水端進(jìn)行連接。
[0072]進(jìn)一步的，鍋筒500通過多根導(dǎo)水管520分別與前墻水冷壁上集箱、后墻水冷壁上集箱420以及側(cè)墻水冷壁上集箱430連接。
[0073]通過設(shè)置多個水冷壁下集箱300和水冷壁上集箱400可以提高熱水鍋爐的輸水效率和熱能的利用率。
[0074]進(jìn)一步，本實施例提供的熱水鍋爐的省煤器600包括高溫省煤器610和低溫省煤器620。其中，低溫省煤器620進(jìn)口集箱621為省煤器600的進(jìn)口集箱，低溫省煤器620進(jìn)口集箱621通過多個下水管510與鍋筒500連接，使鍋筒500內(nèi)的熱水流入低溫省煤器620進(jìn)口集箱621內(nèi)，以進(jìn)一步加熱。低溫省煤器620出口集箱622與高溫省煤器610進(jìn)口集箱611間通過至少一個連通管623連接，從而使低溫省煤器620內(nèi)的熱水進(jìn)入高溫省煤器610內(nèi)，將熱水進(jìn)一步加熱。高溫省煤器610出口集箱612與供熱系統(tǒng)連接，也即當(dāng)熱水在高溫省煤器610內(nèi)進(jìn)行加熱后，通過高溫省煤器610出口集箱進(jìn)入供熱系統(tǒng)管路內(nèi)，為供熱系統(tǒng)提供熱水。
[0075]進(jìn)一步的，本實施例提供的第一再循環(huán)管710連接在鍋筒500與回水集箱200之間。通過設(shè)置第一再循環(huán)管710，當(dāng)熱水鍋爐停電后，第一再循環(huán)管710可在鍋筒和水冷壁間自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮下水管的作用，使?fàn)t膛水冷壁受熱面的水循環(huán)仍然保持正常運行下的水流方向。也就是說，此時鍋筒和回水集箱之間的水循環(huán)流程為:回水集箱至水冷壁下集箱管，再由水冷壁至鍋筒，最后由鍋筒經(jīng)第一再循環(huán)管流回至回水集箱。由于保證了原有的水冷壁受熱管路仍然為一個整體上升的回路，防止了管路內(nèi)水因受熱汽化而發(fā)生倒流、停滯和水擊等現(xiàn)象，避免了熱水鍋爐事故的發(fā)生，從而實現(xiàn)了自停電保護(hù)功能，增加了熱水鍋爐的安全性。
[0076]進(jìn)一步的，本實施例提供的第二再循環(huán)管720設(shè)置在高溫省煤器610出口集箱與鍋筒500之間。當(dāng)熱水鍋爐突然停電時，第二再循環(huán)管720可在高溫省煤器610出口集箱與鍋筒500自動轉(zhuǎn)換功能而發(fā)揮導(dǎo)水管的作用，使高溫省煤器610內(nèi)的熱水能夠通過第二再循環(huán)管720流回至鍋筒500內(nèi)，也就是說，此時鍋筒與省煤器之間的水循環(huán)流程為:鍋筒500—下水管510—低溫省煤器620進(jìn)口集箱—低溫省煤器620出口集箱—連通管—高溫省煤器610進(jìn)口集箱—第二再循環(huán)管720—鍋筒500，確保了當(dāng)熱水鍋爐突然停電時，鍋筒500與省煤器600之間的水循環(huán)仍然保持在正常運行下的水流方向，防止了管路內(nèi)水因受熱汽化而發(fā)生倒流、停滯和水擊等現(xiàn)象，避免了熱水鍋爐爆管事故的發(fā)生。
[0077]進(jìn)一步的，為了減小再循環(huán)管對熱水鍋爐正常負(fù)荷工作時的影響，避免再循環(huán)管對鍋筒500內(nèi)水流量產(chǎn)生過多的分流，將第一再循環(huán)管710可通過的最大流量設(shè)置為小于分散管210可通過的最大流量;第二再循環(huán)管720可通過的最大流量值設(shè)為小于下水管510可通過的最大流量。
[0078]可選的，當(dāng)?shù)谝辉傺h(huán)管710的數(shù)量與分散管210的數(shù)量相同，第二再循環(huán)管7520的數(shù)量與下水管510的數(shù)量相同時，可將第一再循環(huán)管710管道的流通截面積設(shè)置為小于分散管210管道的流通截面積，以及將第二再循環(huán)管720管道的流通截面積設(shè)置為小于下水管510管道的流通截面積;或者，當(dāng)?shù)谝辉傺h(huán)管710管道的流通截面積與分散管210管道的流通截面積相同，第二再循環(huán)管7520管道的流通截面積與下水管510管道的流通截面積相同時，可將第一再循環(huán)管710的數(shù)量設(shè)置為小于分散管210的數(shù)量，以及將第二再循環(huán)管720的數(shù)量設(shè)置為小于下水管510的數(shù)量。
[0079]總之，可通過改變第一再循環(huán)管710與分散管210的管道數(shù)量和管道流通截面積的方式，使得第一再循環(huán)管710可通過的最大流量設(shè)置為小于分散管210可通過的最大流量；以及通過改變第二再循環(huán)管720與下水管510的管道數(shù)量和管道流通截面積的方式，使得第二再循環(huán)管720可通過的最大流量設(shè)置為小于下水管510可通過的最大流量。
[0080]進(jìn)一步的，本實施例提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，能夠應(yīng)用在熱水鍋爐中，而熱水鍋爐除了強制循環(huán)熱水系統(tǒng)外，還可以包括分離器、分離出口轉(zhuǎn)向煙道、尾部豎井煙道、空氣預(yù)熱器、灰斗、返料器和返料管。
[0081]具體的，分離器上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口、第一出口以及第二出口。其中，分離器的進(jìn)風(fēng)口與水冷壁爐膛100的出口煙道連接。分離器內(nèi)設(shè)置有至少一個高溫旋風(fēng)分離器，用于將從水冷壁爐膛100的出口煙道內(nèi)進(jìn)入的煙氣與物料進(jìn)行分離。
[0082]分離器的第一出口與分離出口轉(zhuǎn)向煙道的入口連接，用于將分離后的煙氣送入分離出口轉(zhuǎn)向煙道內(nèi)。
[0083]分離器的第二出口與返料器的入料口連接，用于將分離后的物料送入返料器。
[0084]返料器的出口與水冷壁爐膛100通過返料管連接，用于將分離后的物料重新送入水冷壁爐膛內(nèi)，其中返料管的數(shù)量可以為多個，均設(shè)置在水冷壁爐膛10的外側(cè)壁上。
[0085]也就是說，當(dāng)燃料和空氣在水冷壁爐膛100內(nèi)混合燃燒時，燃料在流態(tài)化狀況下進(jìn)行燃燒并釋放出熱量，高溫物料、煙氣與水冷壁110受熱面進(jìn)行熱交換，加熱水冷壁110內(nèi)的水。而水冷壁爐膛100內(nèi)的煙氣在水冷壁爐膛100上部進(jìn)一步燃燒放熱，同時煙氣(攜帶大量的未充分燃燒的物料)自下而上從水冷壁爐膛100上部的出口煙道進(jìn)入分離器，在高溫旋風(fēng)分離器作用下進(jìn)行煙氣和固體顆粒的分離，并將分離的煙氣通過分離器的第一出口送入分離出口轉(zhuǎn)向煙道內(nèi)，而將分離后的物料通過第二出口送入返料器內(nèi)，再由返料器通過返料管重新送入水冷壁爐膛100，使其充分燃燒，提高燃料的利用率，還有利于環(huán)保。
[0086]進(jìn)一步的，尾部豎井煙道的入口與分離出口轉(zhuǎn)向煙道的出口連接，經(jīng)過分離后的煙氣通過分離出口轉(zhuǎn)向煙道進(jìn)入尾部豎井煙道內(nèi)。而在尾部豎井煙道內(nèi)依次設(shè)置有高溫省煤器610、低溫省煤器620和空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器位于尾部豎井煙道的出口端。由于分離后的煙氣仍然具有較高的溫度，通過將高溫省煤器610、低溫省煤器620和空氣預(yù)熱器設(shè)置在尾部豎井煙道內(nèi)，可以使其充分吸收尾部豎井煙道內(nèi)煙氣的熱量，以加熱熱水和充分利用熱能。
[0087]其中，空氣預(yù)熱器就是利用熱水鍋爐尾部豎井煙道中的煙氣通過散熱片將進(jìn)入熱水鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的受熱面，可用于提高熱水鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。空氣預(yù)熱器可以采用管束立式錯列布置，并通過箱形梁將其重量傳遞至熱水鍋爐尾部鋼架上，進(jìn)行支撐。
[0088]進(jìn)一步，尾部豎井煙道的出口連接有灰斗，灰斗呈漏斗形，灰斗較大的一端為入口，該入口與尾部豎井煙道的出口連接，同時在灰斗較小的一端的側(cè)面設(shè)置有出煙口，灰斗的出煙口用于將來自尾部豎井煙道的煙氣排出至爐外。
[0089]本實施例提供的具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)通過設(shè)置多個水冷壁下集箱和水冷壁上集箱以提高鍋爐的水動力均勻性和輸水量，并且在熱水鍋爐上還設(shè)置有分離器，對從水冷壁爐膛出口煙道內(nèi)進(jìn)入的煙氣進(jìn)行煙氣和固體顆粒的分離，并將分離的煙氣通過分離器的第一出口送入分離出口轉(zhuǎn)向煙道內(nèi)，而將分離后的物料通過第二出口送入返料器內(nèi)，再由返料器重新送入爐膛，使物料充分燃燒，提高燃料的利用率，同時排出的廢氣則更利于環(huán)保。
[0090]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有自停電保護(hù)功能的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，包括:回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁爐膛、水冷壁上集箱、鍋筒、省煤器和再循環(huán)管； 所述水冷壁爐膛安裝在熱水鍋爐的燃燒設(shè)備上方，用于部分吸收燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量;所述省煤器安裝在所述熱水鍋爐的尾部煙道內(nèi)，用于吸收尾部煙氣釋放的熱量； 所述回水集箱的出水端與所述水冷壁下集箱的入水端連接，所述回水集箱用于向所述水冷壁下集箱供水;水冷壁敷設(shè)在所述水冷壁爐膛側(cè)壁，所述水冷壁兩端分別與所述水冷壁下集箱的出水端和所述水冷壁上集箱的入水端連接，所述水冷壁用于吸收所述水冷壁爐膛內(nèi)產(chǎn)生的熱量，以加熱水冷壁內(nèi)的水； 所述水冷壁下集箱位于所述水冷壁爐膛底部，所述水冷壁下集箱用于將來自所述回水集箱的水送入所述水冷壁內(nèi)； 所述水冷壁上集箱位于所述水冷壁爐膛頂部，所述水冷壁上集箱的出水端與所述鍋筒連接，所述水冷壁上集箱用于將所述水冷壁流入的高溫水送入所述鍋筒內(nèi)； 所述鍋筒，布置在所述水冷壁爐膛和所述省煤器的管路中間并作為中間混合聯(lián)箱，所述鍋筒與所述省煤器的進(jìn)口集箱之間通過所述下水管連接，以使所述鍋筒內(nèi)的水流入所述省煤器； 所述省煤器的出口集箱用于將所述省煤器內(nèi)再次加熱的高溫水送入供熱系統(tǒng)； 所述再循環(huán)管包括第一再循環(huán)管和第二再循環(huán)管； 所述第一再循環(huán)管連接在所述鍋筒與所述回水集箱之間，當(dāng)所述熱水鍋爐斷電時，所述鍋筒內(nèi)的水通過所述第一再循環(huán)管流入所述水冷壁下集箱； 所述第二再循環(huán)管連接在所述鍋筒與所述省煤器的出口集箱之間，當(dāng)所述熱水鍋爐斷電時，所述省煤器內(nèi)的水通過所述第二再循環(huán)管流入所述鍋筒內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷壁下集箱與所述回水集箱連接，所述省煤器的進(jìn)口集箱與所述鍋筒連接，以使所述鍋筒中的水經(jīng)過所述省煤器加熱后再送入所述供熱系統(tǒng)中，所述水冷壁爐膛作為低溫受熱面，所述省煤器作為高溫受熱面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋筒為內(nèi)部貫通，且不設(shè)置用于熱段和冷段功能劃分的鍋筒隔板的單鍋筒。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述第一再循環(huán)管設(shè)置在所述回水集箱與所述鍋筒之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述第二再循環(huán)管設(shè)置在高溫省煤器出口集箱與所述鍋筒之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述再循環(huán)管為不受煙氣加熱的管道;所述第一再循環(huán)管和所述第二再循環(huán)管均為內(nèi)部液體按水動力特性自由轉(zhuǎn)換流動的管路;所述第一再循環(huán)管的最大流量小于分散管的最大流量;所述第二再循環(huán)管的最大流量小于下水管的最大流量。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷壁下集箱包括:前墻水冷壁下集箱、后墻水冷壁下集箱以及側(cè)墻水冷壁下集箱； 所述回水集箱的出水端通過下水管分別與所述前墻水冷壁下集箱、所述后墻水冷壁下集箱以及所述側(cè)墻水冷壁下集箱連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷壁上集箱包括:前墻水冷壁上集箱、后墻水冷壁上集箱以及側(cè)墻水冷壁上集箱； 所述水冷壁包括:用于連接所述前墻水冷壁上集箱的入水端與所述前墻水冷壁下集箱的出水端的前墻水冷壁、用于連接所述后墻水冷壁上集箱的入水端與所述后墻水冷壁下集箱的出水端的后墻水冷壁以及用于連接所述側(cè)墻水冷壁上集箱的入水端與所述側(cè)墻水冷壁下集箱的出水端的側(cè)墻水冷壁。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋筒通過導(dǎo)水管分別與所述前墻水冷壁上集箱、所述后墻水冷壁上集箱以及所述側(cè)墻水冷壁上集箱連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述省煤器具體包括:高溫省煤器和低溫省煤器； 所述低溫省煤器的進(jìn)口集箱為所述省煤器的進(jìn)口集箱，所述低溫省煤器的進(jìn)口集箱與所述鍋筒間設(shè)置有下水管； 所述低溫省煤器的出口集箱與所述高溫省煤器的進(jìn)口集箱間通過連通管連接； 所述高溫省煤器的出口集箱用于向供熱系統(tǒng)向外供熱。
【文檔編號】F22D1/00GK105890177SQ201610388395
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】曹習(xí)功, 陳國喜, 范高峰, 賈金嶺, 牛講偉, 張鳳兵, 閆軍政, 呂寧, 謝曙光, 朱麗華, 王凌云, 吳紅偉
【申請人】鄭州鍋爐股份有限公司