全预混低氮冷凝蒸汽发生器的制作方法

2021-02-27 22:02:05|

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本实用新型属于蒸汽发生设备技术领域，具体涉及全预混低氮冷凝蒸汽发生器。

背景技术：

蒸汽发生器是利用燃料燃烧产生的热量将水加热产生蒸汽的设备，在食品行业、生物设备行业、化工行业等都有广泛的应用；随着人们对环保问题的重视，现有蒸汽发生器已不再使用含硫、含氮等燃烧后烟气污染严重的油为燃料，而使用天然气等清洁能源，但其在燃烧时与空气中的氮气发生反应，仍会产生较多的氮氧化物，排放的烟气仍有较大污染，为降低烟气中氮氧化物含量，现有蒸汽发生器采用了阶段燃烧、自身再循环燃烧、分割火焰燃烧等方式，但其结构过于复杂，不易制造和操作控制；现有的蒸汽发生器其受热面积较小，与燃料产生热量的热交换效率较低，造成蒸汽产生速度慢，蒸汽量小；现有的蒸汽发生器燃烧后排放的烟气，其温度较高，浪费大量燃烧产生的热量，能源利用率不够高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构合理、操作简便、氮氧化物排放量低、排烟温度低、热效率高的全预混低氮冷凝蒸汽发生器。

本实用新型的目的是这样实现的：全预混低氮冷凝蒸汽发生器，它包括装置框架，所述装置框架内部设置有受热模块，所述受热模块包括翅片管、集汽管、第一联合管，所述翅片管顶端固定连接有集汽管，所述翅片管底端固定连接有第一联合管；所述第一联合管右端通过连接管连接有第二联合管，所述第二联合管右侧连接有供水管；所述装置框架内部的上部设置有汽水分离器，所述受热模块通过输汽管与所述汽水分离器固定连接，所述汽水分离器顶部设置有蒸汽出口和泄压口；所述翅片管的顶部、中部、下部分别滑动配合连接上管板、中间管板、下管板，所述上管板、所述中间管板、所述下管板与所述装置框架固定连接；所述装置框架中部右侧连接有热烟管，所述热烟管连接有冷凝器，所述冷凝器连接有冷烟管，所述冷凝器上设置有冷凝器进水口、排污管、冷凝器出水口，所述冷凝器出水口连接有冷凝器接管的一端，所述冷凝器接管的另一端连接有第二联合管；所述装置框架下部右侧连接有燃烧器，所述燃烧器连接有风机。

所述燃烧器包括有空气导流管，所述空气导流管左侧连接有空气接口，所述空气导流管顶部连接有空气收缩管，所述空气导流管底面中部连接有燃气入口管，所述燃气入口管底部连接有燃气接口，所述燃气入口管顶部连接有燃气扩散管，所述燃气扩散管顶部连接有混合室管，所述混合室管顶部连接有混合室收缩管，所述混合室收缩管顶部连接有混合输送管，所述混合输送管顶部连接有燃烧头，所述混合室管外壁上设置有空气喷射管，所述空气喷射管贯通所述混合室管和所述空气收缩管。

所述受热模块包括有4根所述翅片管，所述翅片管沿所述集汽管长度方向并列均匀设置，所述装置框架内设置有8个所述受热模块，所述受热模块沿所述汽水分离器长度方向并列均匀设置。

所述装置框架内部右侧设置有上导向板、下导向板，所述上导向板位于所述上管板和所述中间管板之间，所述下导向板位于所述中间管板和所述下管板之间，所述上导向板和所述下导向板均为2个。

所述风机左侧连接有电机，所述风机的空气入口连接有空气接管，所述空气接管连接有消音器，所述消音器连接有空气过滤器。

所述汽水分离器右端连接有上液位接管，所述上液位接管连接有液位计，所述液位计连接有下液位接管，所述下液位接管连接有第二联合管。

所述空气接口和所述燃气接口均为设置有密封垫的法兰连接。

所述空气喷射管内部设置有贯通其长度方向的锥形通道，所述空气喷射管顶部设置有锥形喷头，所述锥形喷头顶部设置有第一喷射口，所述锥形喷头右侧锥面设置有第二喷射口，所述空气喷射管顶部右侧面设置有第三喷射口和第四喷射口。

所述燃烧头包括有内部中空的球形喷头，所述球形喷头内部设置有导流板，所述球形喷头表面上设置有燃气喷头，所述球形喷头外表面设置有金属纤维燃烧层。

本实用新型的有益效果：本实用新型的装置框架内设置有受热模块，受热模块的翅片管能为其提供更大的热交换面积，在相同体积下提高其热交换的效率；集汽管和第一联合管将数根翅片管结合为受热模块，第二联合管通过连接管将数个受热模块联合起来，水通过供水管进入第二联合管，再分别通过连接管、第一联合管、翅片管进入集汽管；燃烧器包括有空气导流管，风机在电机的带动下，将空气通过空气接口输送至空气导流管中，空气经空气收缩管和空气喷射管后高速喷射进入混合室管内，燃料气通过燃气接口和燃气入口管经燃气扩散管进入混合室管，与高速喷射的空气进行充分混合，混合气经混合室收缩管和混合输送管进入燃烧头中，通过燃烧头进入装置框架内进行燃烧，产生大量热量；混合气燃烧产生的烟气首先冲刷中间管板和下管板之间的翅片管，之后进入上管板与中间管板之间并冲刷其间的翅片管，最后经热烟管进入冷凝器中，与由冷凝器进水口进入冷凝器的水进行换热，部分烟气冷凝后经排污管排出，其余烟气经冷烟管排出，经换热后的水经冷凝器接管进入第二联合管，最终进入翅片管中；翅片管通过辐射换热吸收混合气燃烧的产生的热量，通过对流换热吸收热烟气的热量，水在沿翅片管向上移动的过程中，吸收翅片管的热量温度升高，部分变为蒸汽，经集汽管最终进入汽水分离器中，汽水分离器对蒸汽进行分离，蒸汽最终从蒸汽出口排出；本实用新型整体结构合理，燃烧器通过将燃料气和空气进行完全充分混合，以较低的过剩空气系数通过燃烧头在较低的温度下进行充分燃烧，有效降低了氮氧化物量，利用冷凝器回收热烟气中的热量，提高了热效率，降低了排烟温度，翅片管增加了换热面积从而提高单位体积的换热强度，可以更快地产生蒸汽。

附图说明

图1为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的正视结构示意图。

图2为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器图1的a向结构示意图。

图3为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的燃烧器剖视结构示意图。

图4为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器图3的a-a方向的结构示意图。

图5为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器图3的b-b方向的结构示意图。

图6为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的空气喷射管剖视结构示意图。

图7为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的空气喷射管右视结构示意图。

图8为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的空气喷射管俯视结构示意图。

图9为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的燃烧头正视结构示意图。

图10为本实用新型全预混低氮冷凝蒸汽发生器的燃烧头剖视结构示意图。

图中：1、装置框架2、下管板3、中间管板4、上管板5、第一联合管6、翅片管7、集汽管8、输汽管9、汽水分离器10、蒸汽出口11、泄压口12、上导向板13、下导向板14、热烟管15、冷凝器16、冷烟管17、冷凝器进水口18、排污管19、冷凝器出水口20、冷凝器接管21、第二联合管22、连接管23、供水管24、燃烧器24-1、空气接口24-2、燃气接口24-3、燃气入口管24-4、空气导流管24-5、空气收缩管24-6、空气喷射管24-7、燃气扩散管24-8、混合室管24-9、混合室收缩管24-10、混合输送管24-11、燃烧头24-12、锥形通道24-13、第一喷射口24-14、锥形喷头24-15、第二喷射口24-16、第三喷射口24-17、第四喷射口24-18、球形喷头24-19、导流板24-20、燃气喷头24-21、金属纤维燃烧层25、空气过滤器26、消音器27、空气接管28、风机29、电机30、上液位接管31、液位计32、下液位接管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

如图1-10所示，全预混低氮冷凝蒸汽发生器，它包括装置框架1，所述装置框架1内部设置有受热模块，所述受热模块包括翅片管6、集汽管7、第一联合管5，所述翅片管6顶端固定连接有集汽管7，所述翅片管6底端固定连接有第一联合管5；所述第一联合管5右端通过连接管22连接有第二联合管21，所述第二联合管21右侧连接有供水管23；所述装置框架1内部的上部设置有汽水分离器9，所述受热模块通过输汽管8与所述汽水分离器9固定连接，所述汽水分离器9顶部设置有蒸汽出口10和泄压口11；所述翅片管6的顶部、中部、下部分别滑动配合连接上管板4、中间管板3、下管板2，所述上管板4、所述中间管板3、所述下管板2与所述装置框架1固定连接；所述装置框架1中部右侧连接有热烟管14，所述热烟管14连接有冷凝器15，所述冷凝器15连接有冷烟管16，所述冷凝器15上设置有冷凝器进水口17、排污管18、冷凝器出水口19，所述冷凝器出水口连接有冷凝器接管20的一端，所述冷凝器接管20的另一端连接有第二联合管21；所述装置框架1下部右侧连接有燃烧器24，所述燃烧器24连接有风机28。

所述燃烧器24包括有空气导流管24-4，所述空气导流管24-4左侧连接有空气接口24-1，所述空气导流管24-4顶部连接有空气收缩管24-5，所述空气导流管24-4底面中部连接有燃气入口管24-3，所述燃气入口管24-3底部连接有燃气接口24-2，所述燃气入口管24-3顶部连接有燃气扩散管24-7，所述燃气扩散管24-7顶部连接有混合室管24-8，所述混合室管24-8顶部连接有混合室收缩管24-9，所述混合室收缩管24-9顶部连接有混合输送管24-10，所述混合输送管24-10顶部连接有燃烧头24-11，所述混合室管24-8外壁上设置有空气喷射管24-6，所述空气喷射管24-6贯通所述混合室管24-8和所述空气收缩管24-5。

本实用新型的装置框架1内设置有受热模块，受热模块的翅片管6能为其提供更大的热交换面积，在相同体积下提高其热交换的效率；集汽管7和第一联合管5将数根翅片管6结合为受热模块，第二联合管21通过连接管22将数个受热模块联合起来，水通过供水管23进入第二联合管21，再分别通过连接管22、第一联合管5、翅片管6进入集汽管7；燃烧器24包括有空气导流管24-4，风机28在电机29的带动下，将空气通过空气接口24-1输送至空气导流管24-4中，空气经空气收缩管24-5和空气喷射管24-6后高速喷射进入混合室管24-8内，燃料气通过燃气接口24-2和燃气入口管24-3经燃气扩散管24-7进入混合室管24-8，与高速喷射的空气进行充分混合，混合气经混合室收缩管24-9和混合输送管24-10进入燃烧头24-11中，通过燃烧头24-11进入装置框架1内进行燃烧，产生大量热量；混合气燃烧产生的烟气首先冲刷中间管板3和下管板2之间的翅片管6，之后进入上管板4与中间管板3之间并冲刷其间的翅片管6，最后经热烟管14进入冷凝器15中，与由冷凝器进水口17进入冷凝器15的水进行换热，部分烟气冷凝后经排污管18排出，其余烟气经冷烟管排出，经换热后的水经冷凝器接管20进入第二联合管21，最终进入翅片管6中；翅片管6通过辐射换热吸收混合气燃烧的产生的热量，通过对流换热吸收热烟气的热量，水在沿翅片管6向上移动的过程中，吸收翅片管6的热量温度升高，部分变为蒸汽，经集汽管7最终进入汽水分离器9中，汽水分离器9对蒸汽进行分离，蒸汽最终从蒸汽出口10排出；本实用新型整体结构合理，燃烧器24通过将燃料气和空气进行完全充分混合，以较低的过剩空气系数通过燃烧头24-11在较低的温度下进行充分燃烧，有效降低了氮氧化物量，利用冷凝器回收热烟气中的热量，提高了热效率，降低了排烟温度，翅片管6增加了换热面积从而提高单位体积的换热强度，可以更快地产生蒸汽。

实施例2

为了更好的效果，所述受热模块包括有4根所述翅片管6，所述翅片管6沿所述集汽管7长度方向并列均匀设置，所述装置框架1内设置有8个所述受热模块，所述受热模块沿所述汽水分离器9长度方向并列均匀设置，采用多个翅片管和受热模块，且翅片管之间、受热模块之间设有适当间距，可以更好地提高翅片管的换热效率。

为了更好的效果，所述装置框架1内部右侧设置有上导向板12、下导向板13，所述上导向板12位于所述上管板4和所述中间管板3之间，所述下导向板位于所述中间管板3和所述下管板2之间，所述上导向板12和所述下导向板13均为2个，可以使混合气燃烧产生的热烟气充分扩散或聚集，提高热烟气与翅片管之间的换热效率。

为了更好的效果，所述风机28左侧连接有电机29，所述风机28的空气入口连接有空气接管27，所述空气接管27连接有消音器26，所述消音器26连接有空气过滤器25，去除空气中杂质，保证燃烧的稳定性，并降低风机运行时产生的噪音。

为了更好的效果，所述汽水分离器9右端连接有上液位接管30，所述上液位接管30连接有液位计31，所述液位计31连接有下液位接管32，所述下液位接管32连接有第二联合管21，可以通过液位计实时观察设备内水的位置，进行相应操作，保证设备的正常运行。

为了更好的效果，所述空气接口24-1和所述燃气接口24-2均为设置有密封垫的法兰连接，方便燃烧器24与其它相关设备或部件的连接，保证密封性，保证设备正常运行。

为了更好的效果，所述空气喷射管24-6内部设置有贯通其长度方向的锥形通道24-12，所述空气喷射管24-6顶部设置有锥形喷头24-14，所述锥形喷头24-14顶部设置有第一喷射口24-13，所述锥形喷头24-14右侧锥面设置有第二喷射口24-15，所述空气喷射管24-6顶部右侧面设置有第三喷射口24-16和第四喷射口24-17，使空气能以较高的速度更高效地通过空气喷射管24-6进入混合室管24-8内与燃料气混合，几个喷射口相互配合，几个空气喷射管24-6相互配合，可保证空气与燃料气的充分混合。

为了更好的效果，所述燃烧头24-11包括有内部中空的球形喷头24-18，所述球形喷头24-18内部设置有导流板24-19，所述球形喷头24-18表面上设置有燃气喷头24-20，所述球形喷头24-18外表面设置有金属纤维燃烧层24-21，使混合气均匀通过球形喷头24-18上的每个燃气喷头24-20，并通过金属纤维燃烧层24-21进行微焰燃烧，可有效提高热强度，并进一步降低燃烧产物中氮氧化物的含量。

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