低氮热水锅炉

技术领域

本发明属于供热设备技术领域，涉及低氮热水锅炉。

背景技术

低氮锅炉是具有较好废气排放性能的锅炉，更加符合环保和节能的要求，然而，现有的锅炉对烟气的利用并不充分，大都采用废气再循环的方式进行，使其结构复杂，而且废气的循回量难以控制。

烟气排出炉膛后除了对进气的空气进行预热外，需要冷凝再由烟囱排出，热利用率较低，究其原因，主要是烟气的排出效率和燃烧效率难以平衡，也就是说烟气排出过快可增大燃烧效率，但是热损失也较大，而烟气排出过慢则热利用率较高，但是产热效率会下降，如何能够做到减少氮氧化合物的生产，且能够增大热利用率，还不会影响总热量的产生量，是锅炉的设计难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供低氮热水锅炉，本发明所要解决的技术问题是如何使火焰外扩，以增大热利用率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：低氮热水锅炉，包括炉体和炉膛，其特征在于，所述炉体和炉膛之间形成一受热腔，所述炉体内具有靠近炉膛入口一端的排烟腔，所述炉体内具有连通炉膛出口的集烟腔，所述受热腔内插设有若干根烟管，所述烟管的两端分别连通集烟腔和排烟腔，所述炉膛的入口连接一进气管，所述进气管内转动连接有一燃气供气管，所述燃气供气管上固定设置有位于集烟腔内的叶轮，所述燃气供气管上具有若干位于炉膛入口处的喷气孔，所述喷气孔外侧的炉膛内设置有点火装置。

进水集水腔连接冷水源，出水集水腔连接热水输送管，供用水设备使用，也可以在使用后将降温后的水循回至进水集水腔。

进一步的，所述燃气供气管外设置有若干火焰分隔轮，各火焰分隔轮相间设置。

进一步的，所述火焰分隔轮能够引导气流由炉膛的入口向出口方向流通。

进一步的，所述叶轮受炉膛出口处热气作用而旋转，并能够驱使烟气气流向叶轮外侧分散。

基于增大空气进气量、延长火焰、形成中空火焰的能够对锅炉的热利用率、受热介质的受热均匀性、减少氮氧化合物生产有积极作用，本方案采用旋转式的燃气供气管，其旋转动力来源于炉膛末端的废气冲击力，燃气供气管的外壁设置有若干位于炉膛内的火焰分隔轮，火焰分隔轮在燃气供气管旋转过程中对炉膛内的混合气体进行导流，驱使其以更快的速度冲出炉膛的末端，还可以使火焰趋于分布在炉膛的壁面处，传统的炉膛中部火焰利用率低，大部分热量存在于烟气中，烟气集中影响燃烧充分，促生大量未充分燃烧的中间物；通过火焰分隔轮的旋转，火焰被延长和受到内撑而外张，炉膛内壁受热更加均匀，受热腔的受热效果更好。

烟气的“禁止排出”也可以使热量尽可能的被受热腔内的受热介质吸收。

传统的锅炉中，炉膛内排出的烟气撞击炉膛末端的炉壁后折返至排烟管，使部分烟气回呛至炉膛内，影响火焰在炉膛内的长度，尤其是炉膛末端的火焰，本方案中，设置叶轮对烟气进行导流，使其向集烟腔外侧扩散，进而更好的进入排烟管内。

炉膛内热气在火焰分隔轮的旋转下趋于螺旋排出的状态，尤其是在炉膛末端，可对炉膛内壁进行洗刷，减少积灰，燃气的排出过程中也因燃气供气管的旋转而产生离心力，使其与空气或混合气的勾兑效果更好，燃气混合更加均匀。

附图说明

图1是本锅炉在烟气排出不被允许的状态下的结构示意图。

图2是本锅炉在排出烟气的状态下的结构示意图。

图3是图1中局部A的放大图。

图4是图2中局部B的放大图。

图中，11、炉体；12、炉膛；21、受热腔；22、排烟腔；23、进气腔；24、集烟腔；3、烟管；41、分水管；42、进水集水腔；43、出水集水腔；51、进气管；52、进气接管；53、止回阀；54、活塞；55、复位弹簧；61、燃气供气管；62、叶轮；63、喷气孔；7、点火装置；8、排烟接管；9、火焰分隔轮。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1～图4所示，包括炉体11和炉膛12，炉体11和炉膛12之间形成一受热腔21，炉体11内具有靠近炉膛12入口一端的排烟腔22和进气腔23，炉体11内具有连通炉膛12出口的集烟腔24，受热腔21内插设有若干根烟管3，烟管3的两端分别连通集烟腔24和排烟腔22，受热腔21内设置若干分水管41，各分水管41的入口连通一位于炉体11外壁面的进水集水腔42，各分水管41的出口连通一位于炉体11外壁面的出水集水腔43，受热腔21内填充有受热介质；

炉膛12的入口连接一进气管51，进气管51与进气腔23相通，进气管51还连接一进气接管52，进气接管52连接供氧气源，进气管51内转动连接有一燃气供气管61，燃气供气管61上固定设置有位于集烟腔24内的叶轮62，燃气供气管61上具有若干位于炉膛12入口处的喷气孔63，喷气孔63外侧的炉膛12内设置有点火装置7。

进气接管52内设置有一止回阀53，排烟腔22和进气腔23通过一活塞54分隔，活塞54与炉体11之间连接有一复位弹簧55，炉体11上设置有能够与排烟腔22相通的排烟接管8，活塞54的周壁能够遮闭排烟接管8的入口。

进水集水腔42连接冷水源，出水集水腔43连接热水输送管，供用水设备使用，也可以在使用后将降温后的水循回至进水集水腔42。

燃气供气管61外设置有若干火焰分隔轮9，各火焰分隔轮9相间设置。

受热介质为水或其它比水更高沸点的介质。

火焰分隔轮9能够引导气流由炉膛12的入口向出口方向流通。

叶轮62受炉膛12出口处热气作用而旋转，并能够驱使烟气气流向叶轮62外侧分散。

进水集水腔42设置在靠近炉膛12入口一端的炉体11上，出水集水腔43设置在靠近炉膛12出口一端的炉体11上。

基于增大空气进气量、延长火焰、形成中空火焰的能够对锅炉的热利用率、受热介质的受热均匀性、减少氮氧化合物生产有积极作用，本方案采用旋转式的燃气供气管61，其旋转动力来源于炉膛12末端的废气冲击力，燃气供气管61的外壁设置有若干位于炉膛12内的火焰分隔轮9，火焰分隔轮9在燃气供气管61旋转过程中对炉膛12内的混合气体进行导流，驱使其以更快的速度冲出炉膛12的末端，进而使进气管51末端处形成相对负压，这种相对负压是相对于没有设置火焰分隔轮9而言的，空气的进气量增大可促使燃气燃烧更加充分，废气中氮氧化合物占比相对减少，还可以使火焰趋于分布在炉膛12的壁面处，传统的炉膛12中部火焰利用率低，大部分热量存在于烟气中，烟气集中影响燃烧充分，促生大量未充分燃烧的中间物；通过火焰分隔轮9的旋转，火焰被延长和受到内撑而外张，炉膛12内壁受热更加均匀，受热腔21的受热效果更好。

本方案采用间歇式进气和间歇性排烟的方式，以部分烟气可二次燃烧，具体而言，排烟腔22内压力较小时，复位弹簧55驱使活塞54靠近排烟腔22，活塞54周面遮闭排烟接管8的入口，烟气暂时处于不允许排出的状态，烟气聚集在排烟腔22内，直至排烟腔22内压力增大至活塞54向进气腔23方向移动，活塞54向进气腔23方向移动的过程中，止回阀53封堵进气腔23，其内的空气压力增大而进入炉膛12内，能够起到进气增压的效果，与此同时，随着活塞54的移动，活塞54周面逐步“打开”排烟接管8的入口，排烟腔22内的高压烟气排出，由于烟气在较短时间内是不能够排出的，被聚集在炉膛12内的部分烟气混入高压新鲜空气和燃气，在点火的状态下能够被再次燃烧。

烟气的“禁止排出”也可以使热量尽可能的被受热腔21内的受热介质吸收，激荡的烟气还可以对烟管3实施具有一定效果的反向清洗，延长烟管3积灰的维护周期。

在活塞54靠近排烟腔22的过程中，是新鲜空气吸入进气腔23的过程，这部分气体在靠近排烟腔22的进气腔23内进行预热，在活塞54靠近进气腔23的过程中被挤入炉膛12内，实现空气的自动吸入，供气量的控制可通过设置在新鲜空气的进气路径上的限压阀控制。

传统的锅炉中，炉膛12内排出的烟气撞击炉膛12末端的炉壁后折返至排烟管3，使部分烟气回呛至炉膛12内，影响火焰在炉膛12内的长度，尤其是炉膛12末端的火焰，本方案中，设置叶轮62对烟气进行导流，使其向集烟腔24外侧扩散，进而更好的进入排烟管3内。

炉膛12内热气在火焰分隔轮9的旋转下趋于螺旋排出的状态，尤其是在炉膛12末端，可对炉膛12内壁进行洗刷，减少积灰，燃气的排出过程中也因燃气供气管61的旋转而产生离心力，使其与空气或混合气的勾兑效果更好，燃气混合更加均匀。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。