本实用新型属于燃气锅炉设计技术领域，具体涉及一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统。
背景技术：
目前行业广泛应用的内燃式锅炉结构相对松散，燃料燃烧不足，烟气排放浓度较高，容易造成环境污染，且热效率较低，不利于资源的充分利用。为适应高效生产和环保要求，需要开发一种能够实现空气分级和烟气再循环功能的锅炉系统。
技术实现要素：
为克服上述缺点，本实用新型提供一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，通过空气分级和烟气再循环装置及紧凑的结构、独特的设计提高产品热效率，有效减少污染废气的排放，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，包括燃烧系统、电气控制系统和水汽管路系统，所述燃烧系统包括锅炉本体、燃烧器和节能器，所述锅炉本体包括锅壳、炉胆、回燃室、第二回程烟管和第三回程烟管，所述燃烧器设有配风调节装置，配置为过量空气系数在1.02—1.08范围内。
进一步，所述节能器出口设置有烟气再循环抽取装置；
进一步，所述燃烧器内燃料供给为：CH4=98%、C2H4=0%、C3H6=0.4%、 C3H8=0.3%、C4H10=0.3 %、H2=0 %、N2=1%、CO2=0%、H2S=0% Q 、net.ar=36.533 MJ/Nm3。
进一步，所述锅炉系统设有与电气控制系统相连的燃料调节装置、给水调节装置、熄火保护装置、超压保护装置、缺水保护装置。
进一步，所述锅炉为卧式内燃式全湿背式三回程锅炉。
进一步，所述炉胆为由Q245R钢板压制成型的全波形炉胆；所述回燃室筒体由Q245R钢板卷制而成；锅炉管板采用Q245R钢材制备而成。
进一步，所述节能器采用螺旋翅片管式换热管，所述换热管内径为翅片高度的2倍，翅片高度不小于翅片厚度的10倍，换热管内径为翅片间距的5倍。
进一步，管板与锅炉筒体、管板与炉胆间采用扳边对接焊接。
本实用新型的设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统结构紧凑，安装简单，安全可靠，热效率高，操作维修方便，锅炉房占地面积小，烟气的排放浓度低，保护环境等优点，可广泛用于宾馆、医院、机关、工业等各行业。
附图说明
图1所示为本实用新型的卧式全湿背式三回程锅炉的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例加以说明。
实施例1：
本实施例提供一种一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，包括燃烧系统、电气控制系统7和水汽管路系统4，所述燃烧系统包括锅炉本体2、燃烧器1和节能器6，所述锅炉本体2包括锅壳、炉胆、回燃室、第二回程烟管3和第三回程烟管，所述燃烧器1设有配风调节装置，配置为过量空气系数在1.02—1.08范围内。
在某一具体实施例中，所述节能器6出口设置有烟气再循环抽取装置；
在某一具体实施例中，所述燃烧器1内燃料供给为：CH4=98%、C2H4=0%、C3H6=0.4%、 C3H8=0.3%、C4H10=0.3 %、H2=0 %、N2=1%、CO2=0%、H2S=0% Q 、net.ar=36.533 MJ/Nm3。
在某一具体实施例中，所述锅炉系统设有与电气控制系统相连的燃料调节装置、给水调节装置、熄火保护装置、超压保护装置5、缺水保护装置8。
在某一具体实施例中，所述锅炉为卧式内燃式全湿背式三回程锅炉。
在某一具体实施例中，所述炉胆为由Q245R钢板压制成型的全波形炉胆；所述回燃室筒体由Q245R钢板卷制而成；锅炉管板采用Q245R钢材制备而成。
在某一具体实施例中，所述节能器采用螺旋翅片管式换热管，所述换热管内径为翅片高度的2倍，翅片高度不小于翅片厚度的10倍，换热管内径为翅片间距的5倍。
在某一具体实施例中，管板与锅炉筒体、管板与炉胆间采用扳边对接焊接。
实施例2：
本实施例的基本原理同实施例1，本实施例更具体地提供具有空气再分级和烟气再循环功能的锅炉系统及其运行方式：
本实施例的设计目标为：通过加大炉膛结构尺寸、燃烧机采用烟气内循环和烟气外再循环技术、燃等几个有益于降低氮氧化物生成的措施，并在锅炉投运前对燃烧器作精准的燃烧调整，争取NOx排放值为30mg/Nm3。具体思路为：
1.设计过量空气系数为1.05，有益于降低NOx的生成；
2.设计理论燃烧温度1768.5℃＜1800℃,炉膛出口烟温997.5℃,火焰平均温度~1200℃,避开了NOx生成拐点；
3.增加炉膛容积和受热面积,保证炉膛容积热负荷qv值为880.1kW/m3＜1000 kW/m3;
4.采用了烟气再循环燃烧技术降低火焰温度,火焰中心温度不超过1800℃;
5.燃烧机配置便利配风调节装置,保证过量空气系数在1.02~1.08范围内;
6.烟气再循环抽取点设置在节能器的出口,设计烟温为240℃,避免低温时燃烧机进风口出现结冰,引响正常燃烧。
本实施例采用的燃料为：
天然气：CH4=98%、 C2H4=0%、 C3H6=0.4%、 C3H8=0.3%、C4H10=0.3 %、H2=0 %、N2=1%、CO2=0%、H2S=0% Q ；net.ar=36.533 MJ/Nm3。
本实施例的参数设置为：额定蒸发量2t/h；额定工作压力 1.25MPa；饱和蒸汽温度194℃；给水温度20℃；冷空气温度20℃；锅炉排污率5%；使用燃料天然气、液化石油气等；燃烧方式为室燃。
锅炉本体主要部件为：锅壳、炉胆、回燃室、第二回程烟管、第三回程烟管、节能器等受热面及管座组成。
本实施例中炉胆采用全波纹型炉胆，其规格为Φ800×10mm、锅壳筒体为Φ1728×10mm、前（后）管板为δ14mm、回燃室前（后）管板为δ14mm、回燃室筒体为Φ1282×16mm，以上元件均采用Q245R（GB713）板材。前（后）管板上均焊有拉撑杆，直径为Φ35mm，材料为20（GB/T699），第二回程烟管为Φ51×3mm共51根，第三回程烟管为Φ51×3mm共46根，锅炉的回燃室和后管板上开设有一个DN400检查孔。除了检查孔与后管板采用T型角接接头外其余主要受压元件均采用对接接头焊结结构。锅炉的主要管座：主汽阀PN16 DN65、副汽阀PN16 DN25、安全阀PN16 DN50、给水口PN16 DN32、定期排污口PN16 DN40。锅炉的左、右侧下部各设置G88×102mm手孔1个。锅炉采用匀汽孔板式汽水分离装置。锅炉本体总长为3100mm。节能器采用螺旋翅片管式换热管，管子为Φ25×3mm，翅片高度为12.5mm、厚度为1.2mm、间距为5mm、纵向排数16排（间距50mm）、横向排数4排（间距100mm）。
本实施例中燃气供给过程如下：市政燃气送至锅炉房后，应经过调压阀减压后再接至锅炉的燃烧器，燃烧机前配有过滤器、调压阀、高低气压保护装置及检漏装置等。
本实施例中火焰、烟气流程为：燃料油燃烧机由前部喷入炉膛燃烧，并与炉胆作辐射换热后；烟温降至~997.5℃（因燃料热值差异稍有变化）后再由回燃室转180o进入第二回程烟管换热（主要以对流换热为主，兼辐射换热），当烟温降至~398.0℃后；由前烟箱转180o进入第三回程烟管做对流换热；待烟温降至~253.0℃后汇流入后烟箱，再进入节能器加热锅炉给水，将烟温降至~103.0℃后排入大气。主要受热面数据如下：炉膛容积为1.78m3、 辐射受热面积9.5m2、炉膛容积热负荷qv值：~880.1kw/m3；第二回程烟管：15.2m2、第三回程烟管：20.2m2、节能器：23.1m2。
本实施例的汽水流程为：市政供水经软化处理后注入常压软水箱,软化水由给水泵加压经过节能器回收热量加热后再进入锅炉本体，由本体加热、蒸发，经过锅壳内的汽水分离再送至锅炉房内的分汽缸或者直接送至用热处。在节能器的出口处设置有DN25的旁路管道,锅炉冷起动时应打开旁路阀以确保节能器的安全。锅炉采用间断给水的方式,通过实时监测锅筒的水位而调整给水泵的开/停。
锅炉设置有安全阀、压力连锁保护装置、缺水连接锁保护装置。燃烧器自带有检漏装置，点火前吹扫程控器。主要安全保护装置整定值如下：
最后应当说明的是: 以上实施例仅用以说明技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。
技术特征：
1.一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，包括燃烧系统、电气控制系统和水汽管路系统，所述燃烧系统包括锅炉本体、燃烧器和节能器，所述锅炉本体包括锅壳、炉胆、回燃室、第二回程烟管和第三回程烟管，所述燃烧器设有配风调节装置，配置为过量空气系数在1.02—1.08范围内。
2.根据权利要求1所述的一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，所述节能器出口设置有烟气再循环抽取装置。
3.根据权利要求1所述的一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，所述燃烧器内燃料供给为：CH4=98%、C2H4=0%、C3H6=0.4%、 C3H8=0.3%、C4H10=0.3 %、H2=0 %、N2=1%、CO2=0%、H2S=0% Q 、net.ar=36.533 MJ/Nm3。
4.根据权利要求1所述的一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统设有与电气控制系统相连的燃料调节装置、给水调节装置、熄火保护装置、超压保护装置、缺水保护装置。
5.根据权利要求1所述的一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉为卧式内燃式全湿背式三回程锅炉。
6.根据权利要求1所述的一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，所述炉胆为由Q245R钢板压制成型的全波形炉胆；所述回燃室筒体由Q245R钢板卷制而成；锅炉管板采用Q245R钢材制备而成。
7.根据权利要求1所述的一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，所述节能器采用螺旋翅片管式换热管，所述换热管内径为翅片高度的2倍，翅片高度不小于翅片厚度的10倍，换热管内径为翅片间距的5倍。
技术总结
本实用新型提供一种设有空气分级和烟气再循环装置的锅炉系统，其特征在于，包括燃烧系统、电气控制系统和水汽管路系统，所述燃烧系统包括锅炉本体、燃烧器和节能器，所述锅炉本体包括锅壳、炉胆、回燃室、第二回程烟管和第三回程烟管，所述燃烧器设有配风调节装置，配置为过量空气系数在1.02—1.08范围内。本实用新型通过空气分级和烟气再循环装置及紧凑的结构、独特的设计提高产品热效率，有效减少污染废气的排放。
技术研发人员：余惠敏;袁小宝;邱艺德;李德
受保护的技术使用者：广州贝龙环保热力设备股份有限公司
技术研发日：.05.04
技术公布日：.12.04
