本实用新型专利技术实施例提供了一种水冷燃气炉芯及含有该炉芯的真空燃气热水锅炉。所述水冷燃气炉芯包括：第一夹持法兰、换热管簇和第二夹持法兰，所述换热管簇被配置在所述第一夹持法兰与第二夹持法兰之间以共同组成约束烟气流通的壁面，其中，所述换热管簇至少包括第一换热管簇和辐射散热管簇，并且所述换热管簇中封装有热交换介质。根据本实用新型专利技术实施例能够提高平均换热系数，实现高温烟气的深度冷却，保证超低NOx排放，同时大大提高热利用效率。同时大大提高热利用效率。同时大大提高热利用效率。
【技术实现步骤摘要】
水冷燃气炉芯及含有该炉芯的真空热水锅炉
[0001]本技术涉及锅炉设备
，具体涉及一种水冷燃气炉芯及含有该炉芯的真空热水锅炉。
技术介绍
[0002]锅炉作为一种能量转换设备，向锅炉内输入的能量有燃料的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉是我国主要的热能动力设备，在工业、民用、电力等领域有十分广泛的应用。
[0003]目前，传统的商用燃气热水炉等热能动力设备，存在锅炉炉芯设计不合理，燃料在炉膛内燃烧不充分、氮氧化物排放超标、容易造成空气污染，以及热利用效率低等问题。现阶段锅炉低氮排放措施主要采用各种燃烧优化控制技术，降低燃烧温度，从而降低NOx的排放，提高热利用效率等。现阶段主要有以下几种手段：
①
全预混燃烧器，这种形式的燃烧器具有燃烧热强度高、温度均匀的优点。然而在空气清洁度低的环境下金属纤维网易堵塞、爆燃、回火、燃烧不稳定、维修维护成本高，而且在氧含量低的情况下NOx排放高；
②
低氮扩散式燃烧器结合烟气回流管FGR，炉膛内烟气进行二次燃烧，这种燃烧方式虽然稳定，但燃烧不完全、NOx偏高不稳定，对炉膛空间较高，导致炉体占地面积大，成本高，而且回流烟气在炉膛内易产生冷凝水，腐蚀炉体，影响锅炉寿命；
③
大气式燃烧方式，火焰稳定，具有燃气流动压力低的优点，但超低NOx排放很难达到，并且热利用效率低。
技术实现思路
[0004]为了解决相关技术中的问题，本技术实施例提供一种水冷燃气炉芯及包含该炉芯的全预混超低氮水冷燃气真空热水锅炉，以实现燃料稳定燃烧、有效降低NOx排放、提高热利用效率以及减小装置占地面积，降低成本。
[0005]具体地，根据本技术的第一方面，在一些说明性实施例中，一种水冷燃气炉芯，包括：
[0006]第一夹持法兰、换热管簇和第二夹持法兰，其中，所述换热管簇被配置在所述第一夹持法兰与第二夹持法兰之间以共同组成约束烟气流通的换热壁面；所述换热管簇至少包括第一换热管簇和辐射散热管簇，并且所述换热管簇中封装有热交换介质。
[0007]在一些可选地实施例中，所述换热管簇为由若干中空换热管阵列排布形成的换热管集；或者，所述换热管簇中的至少一部分与所述第一夹持法兰和第二夹持法兰形成锅炉的燃烧仓。
[0008]在一些可选地实施例中，所述第一夹持法兰和第二夹持法兰分别配置有若干通孔，并且至少部分所述中空换热管的管端具有冷缩口结构，经冷缩后中空换热管上下两端分别穿过第一夹持法兰和第二夹持法兰的通孔后实现固定连接。
[0009]在一些可选地实施例中，至少部分所述中空换热管为翅片管或鳍片管；或者，所述第一换热管簇为具有冷缩口结构的中空光管，至少部分所述辐射散热管簇为管壁外侧具有
翅片或鳍片的中空换热管；和/或，至少部分所述辐射散热管具有冷缩口结构。
[0010]在一些可选地实施例中，所述翅片为与中空换热管管体一体成型螺旋翅片或平面翅片；和/或，所述翅片表面具有微波纹结构。
[0011]在一些可选地实施例中，所述换热管簇还包括外围水冷管簇，所述外围水冷管簇布置于所述第一换热管簇和辐射散热管簇外围的至少一侧。
[0012]在一些可选地实施例中，所述外围水冷管簇由若干表面光滑的中空方管以预定间隔配置而成。
[0013]在一些可选地实施例中，所述第一换热管簇由第一中空换热管以预定规则阵列而成，其中，所述预定规则至少包括间隔距离和围合形状，并且所述第一中空换热管具有第一直径D1；所述辐射散热管簇由第二中空换热管组成，所述第二中空换热管具有第二直径D2，其中第一直径D1与第二直径D2之间应满足，D1≥D2。
[0014]根据本技术的第二方面，在另一些实施例中，一种全预混超低氮水冷燃气真空热水锅炉，所述热水锅炉包括：锅炉本体、位于所述锅炉本体顶部的上集箱、以及位于所述锅炉本体底部的下集箱，其特征在于，所述锅炉本体内部设置有如前述实施例中的水冷燃气炉芯，所述水冷燃气炉芯被配置在所述锅炉本体内部的烟气传播路径上；并且水冷燃气炉芯的至少一部分构成所述锅炉本体的燃烧仓。
[0015]在一些可选地实施例中，还包括：空气燃气预混合装置、等压仓、燃气供给机构和空气供给机构，其中，所述空气燃气预混合装置通过所述等压仓与所述锅炉本体相连通；
[0016]所述燃气供给机构至少包括依次连接的过滤器、减压阀、电磁阀、燃气管道以及燃气伺服马达；
[0017]所述空气供给机构至少包括依次连接的风机和空气管道，其中，所述空气管道内部设置有文丘里装置，所述文丘里被配置在空气管道连通所述燃气管道的入口位置处。
[0018]根据本技术实施例提供的技术方案至少具有以下有益效果：
[0019](1)本技术实施例提供的全预混超低氮水冷燃气真空热水锅炉，具有燃烧充分稳定、火焰均匀等特点，能够有效降低燃烧过量空气系数，提高燃气燃烧效率；通过采用烟气深度冷却技术，将烟气热能利用冷却炉芯将排烟温度降至烟气露点温度以下，大大提高热转换效率，节约了能源，同时降低NOx等污染气体的生成与排放；
[0020](2)本技术实施例提供的水冷燃气炉芯，中空换热管采用冷缩颈结构，不仅增加了管板的应力，保证结构强度，而且能够使得相邻换热管之间的具有适宜的操作空间，便于后续的焊接固定，并且相同体积的炉芯能够设计更多数量的中空换热管，提高热利用率；或者设计相同数量的中空换热管仅需要更小体积炉芯结构，有效减小锅炉本体的体积，缩小热水锅炉的占地空间；
[0021](3)本技术实施例提供的水冷燃气炉芯，中空换热管采用冷缩颈结合翅片管或鳍片管结构，使得锅炉本体结构合理、紧凑，不仅能够大大缩小了热水锅炉的占地空间，而且高温烟气在进入烟室后冲刷翅片管或鳍片管的翅片或鳍片，可以得到更高的换热效率；
[0022](4)本技术实施例提供的水冷燃气炉芯，随烟气温度优化换热管簇的排布，并分为第一换热管簇、辐射散热管簇以及外围水冷管簇三个分区，能够提高平均换热系数；并且采用中空圆管和中空方管相结合的炉芯结构，能够最大程度提高热利用效率，并达到超
低NOx排放的目的，同时外围水冷管簇为中空方管集，保证与锅炉本体壳体的最小安装距离，实现大大缩小了锅炉本体结构的目的。
[0023]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
[0024]结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
[0025]图1示出根据本技术一实施例的水冷燃气炉芯的结构示意图；
[0026]图2示出根据本技术一实施例的水冷燃气炉芯的俯视图；
[0027]图3示出根据本技术的一实施例的水冷燃气炉芯的主视图；
[0028]图4示出根据本技术的另一实施例的水冷燃气炉芯的结构示意图；
[0029]图5示出根据本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水冷燃气炉芯，其特征在于，所述炉芯至少包括：第一夹持法兰、换热管簇和第二夹持法兰，其中，所述换热管簇被配置在所述第一夹持法兰与第二夹持法兰之间以共同组成约束烟气流通的换热壁面；所述换热管簇至少包括第一换热管簇和辐射散热管簇，并且所述换热管簇中封装有热交换介质。2.根据权利要求1所述的水冷燃气炉芯，其特征在于，所述换热管簇为由若干中空换热管阵列排布形成的换热管集；或者，所述换热管簇中的至少一部分与所述第一夹持法兰和第二夹持法兰形成锅炉的燃烧仓。3.根据权利要求2所述的水冷燃气炉芯，其特征在于，所述第一夹持法兰和第二夹持法兰分别配置有若干通孔，并且至少部分所述中空换热管的管端具有冷缩口结构，经冷缩后中空换热管上下两端分别穿过第一夹持法兰和第二夹持法兰的通孔后实现固定连接。4.根据权利要求2或3所述的水冷燃气炉芯，其特征在于，至少部分所述中空换热管为翅片管或鳍片管；或者，所述第一换热管簇为具有冷缩口结构的中空光管，至少部分所述辐射散热管簇为管壁外侧具有翅片或鳍片的中空换热管；和/或，至少部分所述辐射散热管簇具有冷缩口结构。5.根据权利要求4所述的水冷燃气炉芯，其特征在于，所述翅片为与中空换热管管体一体成型螺旋翅片或平面翅片；和/或，所述翅片表面具有微波纹结构。6.根据权利要求1至3或5任一项所述的水冷燃气炉芯，其特征在于，所述换热管簇还包括外围水冷管簇，所述外围水冷管簇布置于所述第一换热管簇和辐射...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔吉宏，佐藤健二，李劲波，李冬波，裴贞花，
申请(专利权)人：三木舜锅炉江苏有限公司，
类型：新型
国别省市：
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