一种全预混倒置式燃烧水套立管式蒸汽发生器的制作方法

本实用新型涉及一种燃气蒸汽发生器，具体涉及一种可达到安全、免检、低氮、高效、方便快捷的全预混倒置式燃烧水套立管式蒸汽发生器，属于蒸汽发生器技术领域。

背景技术：

目前，燃气蒸汽发生器主要分为模块式外置汽水分离，模块式无汽水分离，容积式火管、立式水管及全预混盘管外置汽水分离。

以上几种结构蒸汽发生器存在以下缺点：

模块式管路复杂，控制复杂，故障点多；

模块式对水质要求极高，很容易结垢堵塞；

模块式无汽水分离器一般2-3个模块串联，最后一个换热器干烧，寿命短，蒸汽品质差；

模块式普通大气式燃烧，排烟温度高，氮氧化物排放量高；

外置汽水分离器占用空间影响实用性和美观，需要高温循环泵将分离出的高温水重新抽出参与循环加热直至汽化，高温汽水混合物在水泵内容易汽化导致水泵空转报水流故障，且高温循环水泵试用寿命短；

容积式火管结构蒸汽发生器水容量难以控制在30l以内，不符合免检要求；

普通立管式蒸汽发生器管与管间隙较大，换热面积小，产汽速度慢，热效率低排烟温度极高，且受限于水容量单台额定蒸汽量较小。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种全预混倒置式燃烧水套立管式蒸汽发生器，以解决市场上现有的蒸汽发生器故障点多、蒸汽品质差、寿命短、氮氧化物排放量高、效率低及单台额定蒸汽量较小等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种全预混倒置式燃烧水套立管式蒸汽发生器，包括外包筒，外包筒内靠近中部的位置设置有燃烧单元，外包筒上端设置有与燃烧单元连接的燃料输送单元，外包筒与燃烧单元之间设置有换热单元。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：所述外包筒内设置有隔板，该隔板使外包筒的上段形成密闭的上集气包。

进一步优化：所述外包筒上设置有蒸汽出口，外包筒内与蒸汽出口相对应的位置设置有梳形汽水分离器。

进一步优化：所述燃烧单元包括金属纤维燃烧器。

进一步优化：所述燃料输送单元包括与金属纤维燃烧器连接的变频风机，变频风机上连接有燃气比例阀。

进一步优化：所述换热单元包括多个呈环形阵列的多个二重水套管。

进一步优化：所述二重水套管的一端与上集气包连通，另一端连接有底部水盒。

进一步优化：所述二重水套管内设置有夹层烟管。

进一步优化：所述夹层烟管的一端贯穿至二重水套管的一侧，另一端贯穿至二重水套管的另一侧。

进一步优化：所述呈环形阵列的多个二重水套管为两层设置，位于同一径向的两相邻二重水套管内的夹层烟管对称设置。

工作时，天然气和空气通过风机和比例阀预混后由金属纤维燃烧器喷出燃烧，经过燃烧辐射二重水套管后由夹层烟管排出（后可继续连接冷凝器）；

冷水（或冷凝器出水口）通过补水口进入下部水盒，然后均匀分配给每个二重水套管进行加热进入上集气包内，汽水混合物经过内部梳形汽水分离器7进行汽水分离，最后由蒸汽出口排出高品质蒸汽。

本实用新型所达到的有益效果是：

1、氮氧化物排放低于30mg/m³；

2、减少管路及故障点；

3、增大换热面积减少水容量，不受《锅炉安全技术监察规程》约束；

4、全程水位检测显示，高温段全部水套包围，避免干烧；

5、内置自设计梳形汽水分离器，保证蒸汽品质；

6、降低排烟温度，提高换热效率。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型在实施例中的结构示意图；

图2为图1中a处的放大示意图；

图3为本实用新型在实施例中换热单元的结构示意图。

图中：1-底部水盒；2-补水口；3-夹层烟管；4-二重水套管；5-外包筒；6-上集气包；7-梳形汽水分离器；8-蒸汽出口；9-燃气比例阀；10-变频风机；11-燃烧器固定法兰；12-导通管；13-金属纤维燃烧器；14-水位检测探针；15-水位计；16-排污口；17-排烟口；18-隔板。

具体实施方式

实施例，如图1-3所示，一种全预混倒置式燃烧水套立管式蒸汽发生器，包括横截面为环形的外包筒5，外包筒5内靠近中部的位置设置有燃烧单元，外包筒5上端设置有与燃烧单元连接的燃料输送单元，外包筒5与燃烧单元之间设置有换热单元。

所述外包筒5内靠近上端的位置设置有隔板18，该隔板18使外包筒5的上段形成密闭的上集气包6，用于容纳蒸汽。

所述外包筒5的上端靠近一侧的位置设置有蒸汽出口8，这样设计便于蒸汽的输出。

所述外包筒5内壁上与蒸汽出口8相对应的位置设置有梳形汽水分离器7，无需外加汽水分离装置，保证蒸汽品质。

所述燃烧单元包括金属纤维燃烧器13，隔板18上开设有容纳金属纤维燃烧器13上端穿过的孔，这样设计便于对金属纤维燃烧器13进行安装。

所述金属纤维燃烧器13的上端延伸至外包筒5上端一定距离并固定安装有燃烧器固定法兰11，这样设计便于与燃料输送单元连接。

所述燃料输送单元包括变频风机10，变频风机10一端通过管道与燃烧器固定法兰11固定连接，另一端连接有燃气比例阀9，这样设计便于燃气与空气或氧气均匀混合，有助于燃料的充分燃烧。

所述换热单元包括多个呈环形阵列的多个二重水套管4，该二重水套管4由多根dn40无缝钢管经两端缩径而成。

所述二重水套管4内设置有夹层烟管3，从而形成水套，水套内的水可内外双重接触烟气换热。

所述每个二重水套管4的上端与上集气包6连通，下端分别连接在底部水盒1上，这样设计便于水（介质）的供给和蓄热。

所述夹层烟管3的上端贯穿至二重水套管4的一侧，另一端贯穿至二重水套管4的另一侧，这样便于热烟气的流动，增大换热面积减少水容量，提高换热效果，不受《锅炉安全技术监察规程》约束。

所述呈环形阵列的多个二重水套管4为两层设置，位于同一径向的两相邻二重水套管4内的夹层烟管3对称设置。

所述外包筒5的一侧设置有补水口2，补水口2通过管道延伸至外包筒5内并与底部水盒1的一侧连通，用于补水。

所述外包筒5的另一侧设置有排污口16，排污口16通过管道延伸至外包筒5内并与底部水盒1的另一侧连通，用于排污。

所述排污口16上设置有水位显示单元，该水位显示单元包括一端与排污口16连接的导通管12，导通管12的另一端与上集气包6连通，用于气压的平衡。

所述导通管12上设置有水位计15，水位计15上设置有水位检测探针14，这样设计不仅便于对液位进行数据读取，也便于工作人员直观的查看。

所述外包筒5的一侧靠近底部的位置开设有排烟口17，这样设计便于烟气的排出。

本实用新型适用于额定蒸汽量500kg/h水容积小于30l的设备,具体的，工作时，天然气和空气通过风机和比例阀预混后由金属纤维燃烧器13喷出燃烧，经过燃烧辐射二重水套管4后由夹层烟管3排出（后可继续连接冷凝器）；

冷水（或冷凝器出水口）通过补水口2进入下部水盒1，然后均匀分配给每个二重水套管4进行加热进入上集气包6内，汽水混合物经过内部梳形汽水分离器7进行汽水分离，最后由蒸汽出口8排出高品质蒸汽。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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