臥體冷凝式型煤采暖爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種民用采暖爐具，具體地說是一種臥體冷凝式型煤采暖爐。
【背景技術(shù)】
[0002]2013年國務(wù)院發(fā)布大氣治理文件，簡稱為“大氣十條”，其中第一條是減少污染物排放。通過全面整治燃煤小鍋爐、提高小型燃煤鍋爐高效燃燒等技術(shù)水平等手段，逐步消除重污染天氣。占我國能源消費(fèi)總量比重最大的煤炭一次次地被推到風(fēng)口浪尖上，成為眾矢之的。然而，由于部分地區(qū)“煤改氣”改造過于集中，加劇了供需矛盾的顯現(xiàn)。一些工業(yè)企業(yè)原本計(jì)劃作“煤改氣”環(huán)保改造，但由于氣源緊張，只能暫時擱淺，給居民生活帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響。
[0003]依靠調(diào)整能源結(jié)構(gòu)治理霧霾的措施固然沒錯，但中國在相當(dāng)長時期內(nèi)仍無法改變煤炭在一次能源供應(yīng)中的所占比重。為此，下大力氣推進(jìn)潔凈煤技術(shù)，以最大限度減少煤炭對環(huán)境的破壞才是根本之策。
[0004]減少污染物的排放。面對資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢，以消耗資源為代價的傳統(tǒng)發(fā)展模式已經(jīng)難以為繼，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式已成為當(dāng)務(wù)之急。一方面，企業(yè)要加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，努力推進(jìn)清潔生產(chǎn)，使用天然氣、太陽能等清潔能源，少排放或不排放廢氣，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。另一方面，大力推廣高效低排放爐灶炕是改善霧霾天氣的重要措施。專家指出，目前我國農(nóng)村地區(qū)約有2.26億農(nóng)戶采用爐灶炕，以滿足冬季采暖、炊事需要。每年消耗農(nóng)作物秸桿、薪柴及煤炭折合8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因此在我國北方農(nóng)村地區(qū)實(shí)施煤炭消費(fèi)的總量控制、大力推廣高效低排放爐灶炕，是改善北方地區(qū)霧霾天氣的重要措施。專家建議，在霧霾天氣重災(zāi)區(qū)的城鄉(xiāng)結(jié)合部、農(nóng)村等地區(qū)，應(yīng)對現(xiàn)有燃煤爐具、采暖爐及2噸以下非集中供熱鍋爐實(shí)施更新?lián)Q代工程，并結(jié)合推廣應(yīng)用優(yōu)質(zhì)無煙型煤、低硫型煤及生物質(zhì)成型燃料，同時，在重點(diǎn)村鎮(zhèn)實(shí)施清潔能源替代區(qū)域，集中推廣優(yōu)質(zhì)型煤供熱鍋爐。
[0005]民用采暖爐燃用型煤可以大量減少大氣污染。與燃燒原煤相比，SO2排放量降低40%?60%左右，NO2排放量降低40%左右，煙塵排放減少約60%，強(qiáng)致癌物(Bap)減少50%以上，具有明顯的環(huán)保效果。型煤在加工過程中加入固硫劑、粘合劑，可以使S02的排放量減少40%?50%，同時也可以減少固體粉塵的排放量。此外，型煤可使用工業(yè)廢料和農(nóng)業(yè)廢料作粘合劑，變廢為寶，減少了三廢排放。
[0006]現(xiàn)有爐具主要是吸熱面積設(shè)計(jì)較小，排煙溫度較高。吸熱體主體結(jié)構(gòu)為煙道氣與水流動方向?yàn)轫樍鳎嗖捎脙苫爻袒蛉爻?，如果降低排煙溫度，則結(jié)構(gòu)會更加復(fù)雜，需大大提高鋼材用量，造成成本提高性價比降低?，F(xiàn)有家用采暖爐不適宜燃燒無煙型煤，因?yàn)槿绻胄兔撼浞秩紵?，必須降低采暖爐的煙塵初始排放濃度，所燃用的型煤必須有熱穩(wěn)定性。然而，如果要求型煤具有較高的熱穩(wěn)定性，用現(xiàn)有的普通采暖爐是不可能燒透的，也就不可能達(dá)到采暖爐的額定出力，依靠化學(xué)添加劑技術(shù)也不能從根本解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是提供一種臥體冷凝式型煤采暖爐，以解決現(xiàn)有采暖爐因只能燃燒煙煤使得煙塵排放量大和熱效率較低的問題。
[0008]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種臥體冷凝式型煤采暖爐，在臥式爐體中設(shè)置有爐膛，在爐膛下部設(shè)置有爐箅和儲灰室，在爐膛周邊設(shè)置有由爐前壁水套層、爐側(cè)壁水套層和爐后壁水套層合圍而成的爐膛水套，其特征是，在所述爐膛內(nèi)部設(shè)置有與所述爐后壁水套層平行設(shè)置的夾壁水套層，在所述夾壁水套層與所述爐后壁水套層之間設(shè)置有與爐膛相通的高溫室和位于所述高溫室下部并與之相通的煙氣分流腔。
[0009]在所述爐體的兩側(cè)分別設(shè)置有換熱器，所述換熱器包括:橫置于爐體兩側(cè)的上層冷凝器和下層冷凝器，包覆所述上層冷凝器和所述下層冷凝器的箱式水套，設(shè)置在所述爐體前端的連通箱，以及設(shè)置在所述爐體后端的出煙箱；所述上層冷凝器的后端與所述煙氣分流腔相連通，所述上層冷凝器的前端和所述下層冷凝器的前端分別與所述連通箱相連通，所述下層冷凝器的后端與所述出煙箱相連通，在所述出煙箱上開有煙@接口。
[0010]所述夾壁水套層的兩側(cè)分別通過上端的上連通口和下端的下連通口與所述爐側(cè)壁水套層相連通。
[0011]在所述爐體的頂層設(shè)置有爐頂水套層，所述爐頂水套層分別與所述爐前壁水套層、所述爐側(cè)壁水套層、所述爐后壁水套層相連通，在所述爐頂水套層上接有出水口。
[0012]在所述連通箱和所述出煙箱上分別設(shè)置有清除煙灰用的箱門，在所述連通箱和所述出煙箱的底部分別開有冷凝水排出管口。
[0013]所述上層冷凝器略向前下方傾斜，所述下層冷凝器略向后下方傾斜。
[0014]所述上層冷凝器為間壁式冷凝器和/或管板式冷凝器。
[0015]所述下層冷凝器為間壁式冷凝器和/或管板式冷凝器。
[0016]所述間壁式冷凝器是用人字形波紋不銹鋼板焊接而成的、截面為矩形的長條狀箱體，所述箱體為上下并置和/或橫向并置的2?8個。
[0017]所述管板式冷凝器是由縱向單層或雙層排布的不銹鋼列管與兩端端板上對應(yīng)的預(yù)留孔焊接而成。
[0018]本發(fā)明采暖爐采用雙循環(huán)、二回程的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，臥式爐體的左右兩側(cè)分別設(shè)置換熱器，在換熱器內(nèi)設(shè)計(jì)安裝有冷凝器。冷凝器可以是間壁式冷凝器和/或管板式冷凝器。在實(shí)際制作時，爐體內(nèi)的間壁式冷凝器和管板式冷凝器可以分別安裝或混裝，一般是根據(jù)燃料的品種和煙氣溫度具體設(shè)計(jì)。
[0019]間壁式冷凝器安裝在換熱器內(nèi)，在箱體內(nèi)走火，在箱體外走水。管板式冷凝器使用不銹鋼冷凝管。冷凝管可以是圓形管、方形管、長方形管、棱形管等各種管型。冷凝管的數(shù)量根據(jù)采暖爐的功率大小計(jì)算設(shè)計(jì)安裝。冷凝管排列方式根據(jù)采暖爐的功率大小，設(shè)計(jì)有單排、雙排和多排，無論使用那種型號的冷凝管，管內(nèi)走火，管外走水，屬于火管。冷凝管為不銹鋼材制作，冷凝管和端板焊接在一起，形成冷凝器。冷凝器分為兩個、四個或多個單元塊，在臥式爐體左右兩側(cè)的箱式水套內(nèi)呈平行排列。當(dāng)燃煤在爐膛內(nèi)焚燒后，煙氣順著爐膛頂部后側(cè)的排煙口進(jìn)入高溫室，經(jīng)煙氣分流腔分流到上層冷凝器內(nèi)，煙氣在上層冷凝器內(nèi)運(yùn)行到爐體前部的連通箱內(nèi)，順著連通箱向下運(yùn)行，進(jìn)入下層冷凝器內(nèi)，煙氣在下層冷凝器內(nèi)運(yùn)行到爐體后部的出煙箱內(nèi)，最后從與出煙箱相接的煙囪排出。煙氣從爐膛經(jīng)排煙口、高溫室、煙氣分流腔、上層冷凝器、連通箱和下層冷凝器往復(fù)運(yùn)行，最后從臥式爐體底部靠近進(jìn)水口處的水溫最低處的出煙箱排出，此處的煙囪排煙溫度可降低到50°C?70°C。
[0020]本發(fā)明采暖爐左右兩側(cè)壁面上設(shè)計(jì)有換熱器，換熱器是在箱式水套內(nèi)設(shè)置有冷凝器，冷凝器分為間壁式冷凝器和管板式冷凝器，在爐體左右兩側(cè)設(shè)置，節(jié)約了材料，縮小爐具體積，減少了占地面積。間壁式冷凝器和管板式冷凝器通過連通箱相連通，煙氣順著間壁式冷凝器和管板式冷凝器運(yùn)行，完成換熱回程，實(shí)現(xiàn)煙氣與水的錯流冷凝換熱，冷凝后的煙氣順著煙囪排出爐體。
[0021]本發(fā)明采暖爐具有較高的爐膛溫度，比普通采暖爐煙囪排煙溫度低350°，爐膛燃燒溫度高350°，可以燃燒焦炭，因此燃燒型煤具有較大優(yōu)勢，為推廣型煤提供了先進(jìn)的爐具，可以從源頭上解決民用爐具燃煤硫化物排放問題，改善大氣環(huán)境，解決由于燃燒煙煤燃料帶來的酸雨對農(nóng)業(yè)的危害和霧霾天氣的形成。此外，如果推廣使用臥體冷凝式型煤采暖爐，還可以降低對型煤的煤質(zhì)要求，也就同時降低了對其原料煤的煤質(zhì)要求，提高了推廣使用型煤的經(jīng)濟(jì)性。臥體冷凝式型煤采暖爐熱效率可達(dá)85%，比目前市場上流通的普通30%熱效率的采暖爐的熱效率有大幅提高，再加上型煤本身具有60%的脫硫率。如果使用臥式冷凝型煤式采暖爐為載體，配以型煤為燃料，民用爐具可減少220%?290%硫化物排放，清潔型煤對大氣的污染，可以忽略不計(jì)。如果在全國推廣使用，可以解決民用爐具燃燒煙煤帶來的對大氣污染問題，有利于對霧霾天氣的治理。
[0022]本發(fā)明采暖爐可使用三種燃料一無煙塊煤、無煙型煤和生物質(zhì)壓塊。我國農(nóng)民取暖做飯多以煤和柴禾為燃料，本發(fā)明采暖爐就是針對農(nóng)民生活習(xí)慣，為民所用，研究農(nóng)民冬季采暖、炊事的爐具，解決農(nóng)民冬季采暖時能源浪費(fèi)問題。
[0023]本發(fā)明采暖爐適用于無煙型煤，實(shí)驗(yàn)顯示，優(yōu)質(zhì)無煙型煤含硫量低于0.3%，發(fā)熱量在5500大卡以上，燃燒時間可延長一倍。與燃燒等量煙煤相比，可減少排放煙塵86%、二氧化硫62%、氮氧化物35%，減排效果極其明顯。
[0024]本發(fā)明屬熱水采暖用爐，采用冷凝換熱技術(shù)，對采暖爐的煙氣進(jìn)行冷凝換熱，使外逸煙氣中的有毒有害物質(zhì)冷凝在逸出煙@之前，使采暖爐具有了環(huán)保性能。此舉既提高了采暖爐的熱效率，又可大幅度降低排煙溫度，防止排放黑煙，降低了對環(huán)境的污染，達(dá)到了環(huán)保排放要求，能夠最大限度地利用能源，由于內(nèi)水套工作在封閉狀態(tài)下，燃料在內(nèi)水套中呈封閉狀態(tài)下燃燒，冷凝器鑲嵌在箱式水套內(nèi)，燃料在內(nèi)水套燃燒做功后，煙氣直接進(jìn)入冷凝器，既節(jié)約了材料，又科學(xué)地利用了煙能，經(jīng)過燃燒的煙氣直接進(jìn)入鑲嵌在箱式水套內(nèi)的冷凝器內(nèi)，煙氣在冷凝器內(nèi)通過冷凝換熱，再經(jīng)過一定長度的四個換熱過程，充分吸收了煙氣中的顯熱和潛熱，最后煙氣在采暖爐底部靠近進(jìn)水口處的最低溫度的出煙箱中排出，使排煙溫度控制在60°左右。
[0025]本發(fā)明采暖爐能保持恒溫出水，溫度波動小，可作為采暖、洗浴等多功能爐具，產(chǎn)品有廣泛性，適用于家庭、賓館、飯店。此爐具屬低溫排放，破壞了汽浴膠態(tài)的行成，且污染得到控制，達(dá)到了節(jié)能減排的目的，保護(hù)了大氣環(huán)境。
[0026]本發(fā)明采暖爐是利用暖氣低于50°C的循環(huán)回水和高達(dá)350°C的高溫?zé)煔膺M(jìn)行冷凝換熱，形成露點(diǎn)溫度。冷凝式采暖爐有較大的換熱面積