高效、节能、低氮蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生器，尤其涉及一种高效、节能、低氮蒸汽发生器，其属于蒸汽发生器领域。

背景技术

目前对于蒸汽使用单位，燃气蒸汽锅炉是最主要的蒸汽生产设备。蒸汽锅炉有几个比较明显的弊端：(1)蒸汽锅炉属于特种设备，具有较大安全隐患，其设计、生产、出厂、安装都必须接受国家技术监督部门的监查，用户需要取得锅炉使用证才能运行锅炉，蒸汽锅炉操作人员需要持证上岗；(2)蒸汽锅炉的热效率不高，造成很大能源浪费。随着环保对氮氧化物的要求不断提高，要达到排放要求需要更换低氮燃烧器，而低氮燃烧器会造成更高的能源浪费。

针对燃气锅炉实际应用中这些技术弊端，市场上也出现了一些免检的蒸汽发生装置，但目前这些蒸汽发生器有很多技术短板，例如，实际的热效率不够高、排烟温度不够低、机器本身散热量大、低氮燃烧系统、运行不稳定、经常回火或爆燃、产生蒸汽的蒸汽质量不好、汽带水现象严重等。蒸汽生产工艺复杂，需要多种疏水、换热装置才能产生质量较为满意的蒸汽品质。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效、节能、低氮蒸汽发生器。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种高效、节能、低氮蒸汽发生器，包括风扇、低氮燃烧组件、烟气汇集箱、若干第一蒸汽发生管、若干第二蒸汽发生管、若干第三蒸汽发生管和变频烟气风机；所述风扇设置于低氮燃烧组件的下方，所述烟气汇集箱连接于低氮燃烧组件的上方，若干所述第三蒸汽发生管设置于烟气汇集箱的下方，所述第一蒸汽发生管和第二蒸汽发生管设置于烟气汇集箱的上方，且所述第一蒸汽发生管设置于第二蒸汽发生管的上方，所述变频烟气风机设置于第一蒸汽发生管的上方；围绕所述烟气汇集箱一圈设置有水套，所述水套、第一蒸汽发生管、第二蒸汽发生管和第三蒸汽发生管依次相通，所述水套连接有进水法兰，所述第三蒸汽发生管连接出汽法兰；空气由蒸汽发生器的顶部吸入，流动至下方供低氮燃烧组件喷处的可燃气燃烧使用。

进一步地，所述烟气汇集箱的上方连接有若干第一保温板组件围合成的第一腔体，若干所述第一蒸汽发生管和若干所述第二蒸汽发生管均连接于所述第一腔体中，所述变频烟气风机连接于第一腔体的顶部；所述烟气汇集箱的下方连接有若干第一保温板组件围合成的第二腔体，若干所述第三蒸汽发生管连接于所述第二腔体中；所述第二腔体的下方连接有第三腔体，所述风扇和低氮燃烧组件设置于所述第三腔体中。

进一步地，所述烟气汇集箱是由若干第一保温板组件围合成的上端开口小，下端开口大的锥形结构。

进一步地，所述第一保温板组件包括内板件和陶瓷纤维板，所述陶瓷纤维板贴合于所述内板件的内侧。

进一步地，还包括由若干第二保温板组件围合成的外壳体，所述外壳体围绕第一腔体、第二腔体和第三腔体一圈设置；所述第二保温板组件包括外板和保温层，其中保温层贴合于外板的内表面。

进一步地，所述外壳体的内表面和第一腔体、第二腔体、第三腔体两侧外表面之间构成通风道；所述通风道内设置有两块第一挡风板和两块第二挡风板，两块所述第一挡风板和两块所述第二挡风板分别设置于烟气汇集箱的四周，且所述第一挡风板和第二挡风板交替分布，其中第一挡风板倾斜设置，第二挡风板水平设置；所述第三腔体的底部设置有透气槽，空气依次穿过所述通风道和透气槽进入第三腔体中。

进一步地，还包括第一底板和第二底板，所述第一底板连接于第三腔体的底部，所述第二底板间隔设置于第一底板的下方；所述第一底板上设置有若干透气孔，所述第一底板的下表面滑动连接有挡板，所述挡板可滑动致使其覆盖所述透气孔，所述挡板连接有支撑杆，所述支撑杆的底部可固定连接于第二底板上。

进一步地，所述第二蒸汽发生管外部设置有螺旋状的翅片，内部设置有螺旋状的离心旋片；且置于下层第二蒸汽发生管内离心旋片的螺距小于置于上层第二蒸汽发生管内离心旋片的螺距。

进一步地，所述第一蒸汽发生管外部设置有螺旋状的翅片，且所述第一蒸汽发生管的直径小于第二蒸汽发生管的直径；所述第三蒸汽发生管内部设置有螺旋状的离心旋片，且第三蒸汽发生管的直径小于第二蒸汽发生管的直径。

进一步地，所述低氮燃烧组件包括分配腔、燃气管道、若干喷头和若干套筒；所述燃气管道与分配腔相通，所述分配腔设置有进气法兰，若干喷头均匀地分布于所述燃气管道上；若干喷头与若干套筒一一对应，所述套筒与喷头套设连接；所述套筒的内侧面上均匀分布有若干螺旋状的叶片。

本发明的一种高效、节能、低氮蒸汽发生器的有益效果为：(1)低氮燃烧组件的套筒上设置有若干螺旋状的叶片，这种叶片能将喷头处燃烧的火焰分割打散并拉长，避免火焰集聚，降低火焰中心燃烧温度，从而达到超低氮排放的目的。(2)低氮燃烧组件燃烧所需的空气由整个装置的顶部吸入，并沿着通风道向下流动，经过第一挡风板后换向，使整个气流呈近似螺旋状下降，增加了气流与第一腔体、第二腔体和第三腔体的接触面积，在对气流进行预热的同时，也降低了整个装置的热量散失。(3)在使用时，用于制备蒸汽的水流先经过水套预热，然后在依次流经第一蒸汽发生管、第二蒸汽发生管和第三蒸汽发生管，烟气向上流动，依次形成高温区、中温区和低温区，第一蒸汽发生管置于低温区、第二蒸汽发生管置于中温区、第三蒸汽发生管置于高温区。本装置对于处于不同温区的第一蒸汽发生管、第二蒸汽发生管和第三蒸汽发生管，设计了不同的结构：由于低温区的烟气温度较低，流速较慢，因此第一蒸汽发生管内部没有设置离心旋片，且管径较小；而置于中温区的第二蒸汽发生管内部设置有离心旋片，这是因为此区域内管路主要为水汽共存区，水与蒸汽呈高速流动状态，而且水的比重比蒸汽的大，水在离心旋片的离心作用下，会打散管子内壁的水蒸气层，充分与高温管壁接触，水冲刷在管壁的再形成新的水蒸气层，以此循环，从而增强了蒸汽的产生效率；同时，随着蒸汽量不断增多，水量不断减小，管道的压阻不断增大，为了减小管子压阻，使下层的离心旋片的螺距小于上层的离心旋片的螺距；而进入高温区的第三蒸汽发生管同样为水汽共存的状态，但是水蒸气的比重较大，液体水在第三蒸汽发生管内的离心旋片作用下打向管子内壁，使得液态水被高温瞬间气化，进而消除了液态水，产生高品质的水蒸气。

附图说明

图1为本发明第一视角的结构示意图；

图2为本发明第二视角的结构示意图；

图3为本发明的剖视图；

图4为本发明去除外壳体后的结构示意图；

图5为本发明去除外壳体后的俯视图；

图6为本发明内部的结构示意图；

图7为本发明所述的低氮燃烧组件、第一底板和第二底板连接示意图；

图8为本发明所述的套筒的结构示意图；

图9为本发明所述的风扇、第一底板、第二底板和挡板的结构爆炸图；

图10为本发明所述的第二蒸汽发生管的结构示意图。

在图中，1、风扇；2、低氮燃烧组件；3、烟气汇集箱；4、第一蒸汽发生管；5、第二蒸汽发生管；6、第三蒸汽发生管；7、变频烟气风机；8、水套；9、进水法兰；10、出汽法兰；11、第一保温板组件；12、第一腔体；13、第二腔体；14、第三腔体；15、第二保温板组件；16、外壳体；17、通风道；18、第一挡风板；19、第二挡风板；20、透气槽；21、第一底板；22、第二底板；23、透气孔；24、挡板；25、支撑杆；26、翅片；27、离心旋片；28、叶片；29、分配腔；30、燃气管道；31、喷头；32、套筒；33、进气法兰；34、变频风机。

具体实施方式

以下结合图1至图10对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种高效、节能、低氮蒸汽发生器，包括风扇1、低氮燃烧组件2、烟气汇集箱3、若干第一蒸汽发生管4、若干第二蒸汽发生管5、若干第三蒸汽发生管6、变频烟气风机7和外壳体16。

所述外壳体16的内腔由下至上分别设置有第三腔体14、第二腔体13、烟气集气箱3和第一腔体12。所述外壳体16是由第二保温板15围合成的顶端开口的封闭式结构，所述第二保温板组件15包括外板和保温层，其中保温层贴合于外板的内表面。所述第二腔体13和第一腔体12由第一保温板11围合而成，所述第一保温板组件11包括内板件和陶瓷纤维板，所述陶瓷纤维板贴合于所述内板件的内侧。所述第三腔体14的底端连接于外壳体16内腔的底部，所述第一腔体12的顶端伸出至外壳体16的外部。

所述第三腔体14中连接有风扇1和低氮燃烧组件2，所述低氮燃烧组件2置于风扇1的上方，所述风扇1由变频风机34驱动。所述风扇1的下方设置有第一底板21和第二底板22，所述第一底板21连接于第三腔体14的底部，所述第二底板22间隔设置于第一底板21的下方；所述第一底板21上设置有若干透气孔23，所述第一底板21的下表面滑动连接有挡板24，所述挡板24可滑动致使其覆盖所述透气孔23，所述挡板24连接有支撑杆25，所述支撑杆25的底部可固定连接于第二底板22上。通过调节透气孔23的覆盖面积，从而达到调节风量的目的，当风量调节适当后，将支撑杆25的底端固定在第二底板22上即可。所述低氮燃烧组件2包括分配腔29、燃气管道30、若干喷头31和若干套筒32；所述燃气管道30与分配腔29相通，所述分配腔29设置有进气法兰33，若干喷头31均匀地分布于所述燃气管道30上；若干喷头31与若干套筒32一一对应，所述套筒32与喷头31套设连接；所述套筒32的内侧面上均匀分布有若干螺旋状的叶片28。螺旋状的叶片28能够将喷头31喷出的火焰分割打散并拉长，避免火焰集聚，降低火焰中心燃烧温度，从而达到超低氮排放的目的。

所述烟气汇集箱3是由若干第一保温板组件11围合成的上端开口小，下端开口大的锥形结构。锥形的烟气汇集箱3可将烟气汇集，提高烟气流速，增强对流换热强度。围绕烟气集聚箱3一圈设置有水套8。

所述第三蒸汽发生管6均匀分布于烟气集聚箱3和低氮燃烧组件2之间，且连接于第二腔体13中。若干所述第二蒸汽发生管5和第一蒸汽发生管4连接于第一腔体12中，且设置于烟气集聚箱3的上方，所述第一蒸汽发生管4设置于第二蒸汽发生管5的上方。所述水套8、第一蒸汽发生管4、第二蒸汽发生管5和第三蒸汽发生管6依次相通，所述水套8连接有进水法兰9，所述第三蒸汽发生管6连接出汽法兰10。用于产生蒸汽的液态水首先进入水套8中，然后依次进入第一蒸汽发生管4、第二蒸汽发生管5和第三蒸汽发生管6，最终生成的水蒸气由出汽法兰10排出。

所述第一蒸汽发生管4外部设置有螺旋状的翅片26，且所述第一蒸汽发生管4的直径小于第二蒸汽发生管5的直径。所述第二蒸汽发生管5外部设置有螺旋状的翅片26，内部设置有螺旋状的离心旋片27；且置于底层第二蒸汽发生管5内离心旋片27的螺距小于置于上层第二蒸汽发生管5内离心旋片27的螺距。所述第三蒸汽发生管5内部设置有螺旋状的离心旋片27，同样的，第三蒸汽发生管4的直径小于第二蒸汽发生管5的直径，下层的第三蒸汽发生管5内的离心旋片27的螺距小于上层的第三蒸汽发生管5内的离心旋片27的螺距。

所述外壳体16的内表面和第一腔体12、第二腔体13、第三腔体14两侧外表面之间构成通风道17。所述通风道17内设置有两块第一挡风板18和两块第二挡风板19，两块所述第一挡风板18和两块所述第二挡风板19分别设置于烟气汇集箱3的四周，且所述第一挡风板18和第二挡风板19交替分布，其中第一挡风板18倾斜设置，第二挡风板19水平设置；所述第三腔体14的底部设置有透气槽20，空气依次穿过所述通风道17和透气槽20进入第三腔体14中。所述第一腔体12的顶部连接有变频烟气风机7。

空气由两侧的通风道17的顶部吸入，向下流动，遇到第一挡风板18后转向，使两股气流分别绕着水套8分选旋转半圈后继续向下流动，最终通过透气槽20进入第三腔体14中，供喷头喷射出的可燃气燃烧使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。