具有自停电保护功能的强制循环热水系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有自停电保护功能的强制循环热水系统，本发明专利技术提供的热水系统主要包括：回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁炉膛、水冷壁上集箱、锅筒、省煤器和再循环管，炉膛作为低温受热面，省煤器作为高温受热面供热。锅炉内水循环流程为：回水集箱至水冷壁下集箱，再进入水冷壁上集箱，再至锅筒，由锅筒流入省煤器，最终从省煤器出口流出。并设置第一再循环管和第二再循环管，当热水锅炉停电时，锅筒与回水集箱、锅筒与省煤器之间的水循环转换成两相对独立的自然循环回路，且保持正常工况水流方向，防止炉膛水冷壁和省煤器管路内工质受热汽化而引发事故，实现了热水锅炉热水系统自停电保护功能，也有效避免了受热面的低温腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热能动力领域，尤其涉及一种具有自停电保护功能的强制循环热水系统。
技术介绍
热水锅炉是提供热水的热能转换设备，它把燃烧燃料释放出的热量传递给锅内的工质-水，使锅内水温度升高供用户取暖或生活用。随着我国北方冬季雾霾的加剧，国家对大气污染治理的逐渐重视，近年来集中供热用大容量热水锅炉得到了广泛使用，以增加集中供热减少环境污染。热水锅炉因运行工况的特殊型，必须保证锅炉热水不汽化，保证水循环的安全可靠。特别是突然停电后，工质流动性差而容易产生汽化，造成事故而影响安全。另外还存在低温受热面的低温腐蚀等问题。现有热水锅炉中主要通过管路及循环泵实现热水锅炉内的强制水循环，实现锅内水温升高，最终输出符合供热参数的热水。图1为典型热水锅炉水循环示意图，如图1所示，热水锅炉典型的水循环流程为：回水先流入省煤器进口集箱1，再由省煤器进口集箱1进入省煤器2，经省煤器2加热后由导水管引入锅筒的冷水段3；从锅筒的冷水段3再经下水管后分别为部分炉膛水冷壁下集箱4供水，然后经部分炉膛水冷壁上行加热后至部分水冷壁上集箱6，再分别由引入管引入锅筒另一冷水段，再从锅筒的另一冷水段和另外下水管后分别为炉膛的其他部分水冷壁下集箱5供水，经炉膛的其他部分水冷壁上行加热后至部分水冷壁上集箱6，再分别由引入管引入锅筒另一冷水段，如此反复，最终达到额定供水参数后再经部分水冷壁上集箱6导入锅筒热水段7，经锅筒热水段7的出水闸阀进入供热系统向外供热，从而完成热水锅炉水循环功能的转变。现有热水锅炉的热水系统，采用与蒸汽锅炉的汽水循环流程相同的介质流程，将省煤器作为锅炉回水低温受热面，而炉膛作为再次加热的高温水受热面并通过锅筒提供高温出水满足热用户需求。该热水系统，由于省
煤器低温段的工质为未经锅炉加热的低温回水，因此省煤器低温段的管壁温度很低，且处于烟气低温部位，使烟气的露点温度降低，从而造成受热面的低温腐蚀。现有热水锅炉的热水系统，因水循环流程的需求，需要对锅筒内部空间进行功能分割。也即锅筒既作为省煤器和炉膛部分的中间连接集箱，属于低温水(称冷段)容器，同时又作为被炉膛再次加热的高温水(称热段)容器向外供热，因此需要在锅筒内部通过设置锅筒隔板来实现热段和冷段等不同功能区的划分并维持正常的热水循环。为满足多个水循环流程的需要，也为确保水循环的安全可靠，使锅筒隔板结构复杂、检修困难且安装制造要求严格。一旦安装或设计不合理将出现水循环系统的紊乱而导致严重的水循环安全问题。同时因为锅筒存在冷段和热段不同的功能区，造成锅筒热偏差不均而产生交变温差应力，容易造成疲劳破坏，危机安全。现有热水锅炉的热水系统，不具有自停电保护功能。虽对不同冷段工质流程专门设有带阀门控制的管道来实现该功能，但完全依赖人工控制，且数量较多，操作不变。当锅炉突然停电时，整个热水循环系统因失去循环泵的动力而处于停滞循环状态；由于锅筒隔板的存在，造成锅筒内热段与冷段之间，以及各冷段之间的工质仍相对独立，不能有效形成自然循环；而人工控制的限制，使锅炉安全完全依赖人工处理，存在严重的滞后性，不能立刻满足停电保护的要求；同时由于热水系统在正常运行工况下管路内充满了水，此时炉内仍然存在一定的热量，会使热水系统内的水受热汽化而发生停滞、倒流和水击等现象，容易发生事故，存在较大安全隐患，热水锅炉水循环的安全性差。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有自停电保护功能的强制循环热水系统，以解决现有热水锅炉由于热水系统问题而带来的锅筒疲劳及隔板问题、低温腐蚀问题、水循环可靠性问题以及停电保护等问题，使得热水系统更加安全可靠。本专利技术提供的一种具有自停电保护功能的强制循环热水系统包括：回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁炉膛、水冷壁上集箱、锅筒、省煤器和再循环管；水冷壁炉膛安装在所述热水锅炉燃烧设备上方，用于部分吸收燃料燃烧产生热量；省煤器安装在热水锅炉尾部烟道内，用于吸收尾部烟气释放的热量；回水集箱的出水端与水冷壁下集箱的入水端连接，回水集箱用于向水冷壁下集箱供水；水冷壁敷设在水冷壁炉膛侧壁，水冷壁两端分别与水冷壁下集箱的出水端和水冷壁上集箱的入水端连接，水冷壁用于吸收水冷壁炉膛内产生的热量，以加热水冷壁内的水；水冷壁下集箱位于水冷壁炉膛底部，水冷壁下集箱用于将来自回水集箱的水送入水冷壁内；水冷壁上集箱位于水冷壁炉膛顶部，水冷壁上集箱的出水端与锅筒连接，水冷壁上集箱用于将水冷壁流入的热水送入锅筒内；锅筒布置在炉膛和省煤器管路中间，锅筒内不设置热段和冷段功能划分的锅筒隔板，锅筒内部贯通，仅发挥中间混合联箱的作用，锅筒与省煤器的进口集箱之间通过下水管连接，以使锅筒内的高温水流入省煤器；省煤器的出口集箱用于将省煤器内再次加热的高温水送入供热系统向外供热；再循环管包括第一再循环管和第二再循环管；第一再循环管连接在锅筒与回水集箱之间，自动运行。在正常运行时，与炉膛水冷壁为并联上升流动，因采用按流量及水动力特性进行配置并不受烟气加热且不再专设用于停电保护的人工控制阀门，不影响炉膛水冷壁的水流量。当热水锅炉停电时，第一再循环管立即自动转换功能而发挥下水管的作用，使锅筒内的水通过第一再循环管流入水冷壁下集箱；第二再循环管连接在锅筒与省煤器的出口集箱之间，自动运行。在正常运行时，与省煤器下水管为并联下水流动，因采用按流量及水动力特性进行配置并不受烟气加热且不再专设用于停电保护的人工控制阀门，不影响省煤器的水流量。当热水锅炉停电时，第二再循环管立即自动转换功能而发挥导水管的作用，使省煤器内的水通过第二再循环管流入锅筒内。可选的，省煤器的进口集箱与所述锅筒连接，以使锅筒中的水经过所述省煤器加热后再送入所述供热系统中。可选的，所述锅筒为内部贯通的横置式单锅筒。可选的，所述第一再循环管设置在所述回水集箱与所述锅筒之间。可选的，所述第二再循环管设置在所述高温省煤器出口集箱与所述锅筒之间。可选的，所述第一再循环管和所述第二再循环管均为内部液体自由转换流动的管路；所述第一再循环管的最大流量小于分散管的最大流量；所述第二再循环管的最大流量小于下水管的最大流量。可选的，所述水冷壁下集箱包括：前墙水冷壁下集箱、后墙水冷壁下集箱以及侧墙水冷壁下集箱；所述回水集箱的出水端通过下水管分别与所述前墙水冷壁下集箱、所述后墙水冷壁下集箱以及所述侧墙水冷壁下集箱连接。可选的，所述水冷壁上集箱包括有前墙水冷壁上集箱、后墙水冷壁上集箱以及侧墙水冷壁上集箱；所述水冷壁包括用于连接所述前墙水冷壁上集箱的入水端与所述前墙水冷壁下集箱的出水端的前墙水冷壁、用于连接所述后墙水冷壁上集箱的入水端与所述后墙水冷壁下集箱的出水端的后墙水冷壁以及用于连接所述侧墙水冷壁上集箱的入水端与所述侧墙水冷壁下集箱的出水端的侧墙水冷壁。可选的，所述锅筒通过导水管分别与所述前墙水冷壁上集箱、所述后墙水冷壁上集箱以及所述侧墙水冷壁上集箱连接。可选的，所述省煤器具体包括：高温省煤器和低温省煤器；所述低温省煤器进口集箱为所述省煤器的进口集箱，所述低温省煤器进口集箱与所述锅筒间设置有下水管；所述低温省煤器出口集箱与所述高温省煤器进口集箱间通过连通管连接；所述高温省煤器出口集箱用于向供热系统向外供热。本专利技术提供的具有自停电保护功能的强制循环热水系统包括：回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁炉膛、水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自停电保护功能的强制循环热水系统，其特征在于，包括：回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁炉膛、水冷壁上集箱、锅筒、省煤器和再循环管；所述水冷壁炉膛安装在热水锅炉的燃烧设备上方，用于部分吸收燃料燃烧所产生的热量；所述省煤器安装在所述热水锅炉的尾部烟道内，用于吸收尾部烟气释放的热量；所述回水集箱的出水端与所述水冷壁下集箱的入水端连接，所述回水集箱用于向所述水冷壁下集箱供水；水冷壁敷设在所述水冷壁炉膛侧壁，所述水冷壁两端分别与所述水冷壁下集箱的出水端和所述水冷壁上集箱的入水端连接，所述水冷壁用于吸收所述水冷壁炉膛内产生的热量，以加热水冷壁内的水；所述水冷壁下集箱位于所述水冷壁炉膛底部，所述水冷壁下集箱用于将来自所述回水集箱的水送入所述水冷壁内；所述水冷壁上集箱位于所述水冷壁炉膛顶部，所述水冷壁上集箱的出水端与所述锅筒连接，所述水冷壁上集箱用于将所述水冷壁流入的高温水送入所述锅筒内；所述锅筒，布置在所述水冷壁炉膛和所述省煤器的管路中间并作为中间混合联箱，所述锅筒与所述省煤器的进口集箱之间通过所述下水管连接，以使所述锅筒内的水流入所述省煤器；所述省煤器的出口集箱用于将所述省煤器内再次加热的高温水送入供热系统；所述再循环管包括第一再循环管和第二再循环管；所述第一再循环管连接在所述锅筒与所述回水集箱之间，当所述热水锅炉断电时，所述锅筒内的水通过所述第一再循环管流入所述水冷壁下集箱；所述第二再循环管连接在所述锅筒与所述省煤器的出口集箱之间，当所述热水锅炉断电时，所述省煤器内的水通过所述第二再循环管流入所述锅筒内。...

【技术特征摘要】
2015.12.24 CN 201510987709X1.一种具有自停电保护功能的强制循环热水系统，其特征在于，包括：回水集箱、水冷壁下集箱、水冷壁炉膛、水冷壁上集箱、锅筒、省煤器和再循环管；所述水冷壁炉膛安装在热水锅炉的燃烧设备上方，用于部分吸收燃料燃烧所产生的热量；所述省煤器安装在所述热水锅炉的尾部烟道内，用于吸收尾部烟气释放的热量；所述回水集箱的出水端与所述水冷壁下集箱的入水端连接，所述回水集箱用于向所述水冷壁下集箱供水；水冷壁敷设在所述水冷壁炉膛侧壁，所述水冷壁两端分别与所述水冷壁下集箱的出水端和所述水冷壁上集箱的入水端连接，所述水冷壁用于吸收所述水冷壁炉膛内产生的热量，以加热水冷壁内的水；所述水冷壁下集箱位于所述水冷壁炉膛底部，所述水冷壁下集箱用于将来自所述回水集箱的水送入所述水冷壁内；所述水冷壁上集箱位于所述水冷壁炉膛顶部，所述水冷壁上集箱的出水端与所述锅筒连接，所述水冷壁上集箱用于将所述水冷壁流入的高温水送入所述锅筒内；所述锅筒，布置在所述水冷壁炉膛和所述省煤器的管路中间并作为中间混合联箱，所述锅筒与所述省煤器的进口集箱之间通过所述下水管连接，以使所述锅筒内的水流入所述省煤器；所述省煤器的出口集箱用于将所述省煤器内再次加热的高温水送入供热系统；所述再循环管包括第一再循环管和第二再循环管；所述第一再循环管连接在所述锅筒与所述回水集箱之间，当所述热水锅炉断电时，所述锅筒内的水通过所述第一再循环管流入所述水冷壁下集箱；所述第二再循环管连接在所述锅筒与所述省煤器的出口集箱之间，当所述热水锅炉断电时，所述省煤器内的水通过所述第二再循环管流入所述锅筒内。2.根据权利要求1所述的强制循环热水系统，其特征在于，所述水冷壁下集箱与所述回水集箱连接，所述省煤器的进口集箱与所述锅筒连接，以使
\t所述锅筒中的水经过所述省煤器加热后再送入所述供热系统中，所述水冷壁炉膛作为低温受热面，所述省煤器作为高温受热面。3.根据权利要求1所述的强制循...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹习功，陈国喜，范高峰，贾金岭，牛讲伟，张凤兵，闫军政，吕宁，谢曙光，朱丽华，王凌云，吴红伟，
申请(专利权)人：郑州锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41