本实用新型属于锅炉技术领域，具体涉及一种低氮高效冷凝锅炉。
背景技术：
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。随着环保要求的日益严格，燃气锅炉应用越来越广泛。
但是，现有的燃气锅炉仍存在以下缺陷：现有锅炉中锅炉本体以及烟管的设计使烟气在炉内与水的换热效果不佳；现有锅炉中两种换热介质大都为同向流动，从而导致烟气出口温度较高，无法吸收烟气中的汽化潜热，达不到高效换热。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种低氮高效冷凝锅炉。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种低氮高效冷凝锅炉，包括外壳体以及位于外壳体内部的锅炉本体；
所述锅炉本体包括立式筒体，所述立式筒体的顶部固定设置中部开口的上端板，所述立式筒体的底部固定设置下管板；
所述立式筒体的内侧上部设置炉胆；
所述炉胆的顶部设置全预混燃烧组件，所述炉胆的底部固定设置上管板，所述上管板上固定设置若干与炉胆内腔相连通的立式烟管；所述立式烟管的底部与下管板固定连接；
所述锅炉本体的底部设置底座，所述底座内设置有与立式烟管相连通的排烟腔，所述排烟腔的一侧设置有排烟管道和冷凝水口，所述排烟管道位于冷凝水口的上部；
所述立式筒体的侧壁下部设置进水口和排污口，所述排污口位于进水口的下部；所述立式筒体的侧壁上部设置出水口。
优选的，所述底座的一侧设置有叉车口。
优选的，所述排烟腔的底板呈倾斜状态，所述排烟管道、冷凝水口设置在底板的倾斜低端。
优选的，所述立式烟管的内部设置有促使烟气沿螺旋走向流动的扰流片，所述扰流片由立式烟管的内侧上部延伸至底部；
所述扰流片的两侧面为两个平行设置的螺旋面；所述扰流片的两个螺旋面与立式烟管的内壁之间形成两个呈螺旋走向的烟气流通通道。
优选的，所述扰流片的径向截面呈矩形结构。
优选的，所述炉胆包括主炉胆，所述主炉胆的上部同轴设置辅助炉胆；
所述辅助炉胆的直径小于主炉胆的直径；
所述辅助炉胆的顶部与立式筒体上端板中部开口的侧壁固定连接。
优选的，所述主炉胆为波纹炉胆。
优选的，所述上管板的下部设置隔板，所述隔板的侧壁与立式筒体的内侧壁固定连接，所述隔板与上管板底部之间通过三个沿圆周方向均匀分布的连接块进行连接；
所述隔板上设置有与各个立式烟管一一对应的且供相应立式烟管穿过的通孔，所述通孔的侧壁与相应立式烟管外侧壁之间形成环形通道。
优选的，所述全预混燃烧组件包括风机，所述风机的入口与文丘里管的一端相连，所述文丘里管的另一端与空气管道相连，所述空气管道上设置空气过滤器；所述文丘里管还与燃气管道相连，所述燃气管道上设置天然气过滤器、气阀、膜盒压力表；所述风机的出口与燃烧器相连，所述燃烧器的燃烧头位于炉胆内。
优选的，所述外壳体包括呈长方体结构的框架以及位于框架外部的箱板；
所述框架包括第一定位立柱、第一立柱、第二定位立柱、第二立柱；第一立柱的高度大于第一定位立柱，第二立柱的高度大于第二定位立柱；
所述第一定位立柱共有四根且分别布置于底座顶面的四角处，所述第一定位立柱的底端与底座顶面固定连接；每根第一定位立柱均通过自攻螺钉与相应第一立柱的下端进行连接；
沿底座长度方向分布的第一定位立柱之间设置第二定位立柱，所述第二定位立柱的底端与底座顶面固定连接；每根第二定位立柱均通过自攻螺钉与相应第二立柱的下端进行连接；
相邻第一立柱之间沿高度方向设置若干横梁，所述第二立柱上设置有供相应横梁穿过的通孔；最高处的横梁位于第一立柱的顶部；所述横梁与第一立柱通过自攻螺钉进行连接；
两根第二立柱的顶部设置顶梁；所述顶梁的两端与相应的横梁通过自攻螺钉进行连接；
所述第一立柱、第二立柱、横梁、顶梁中朝向外侧的端面上均设置有若干方型孔；
位于框架侧面以及顶面的箱板通过若干螺钉与框架的相应部位进行连接；
与相应螺钉对应的方型孔内设置卡扣螺母。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型中进水口、出水口的位置设置，使水的流向为由下向上；而全预混燃烧组件、炉胆、立式烟管的设置，使烟气的流向为由上到下；从而使水与烟气呈现逆流换热的效果，其中高温的烟气与运动到立式筒体上部的高温的水进行换热，低温的烟气与立式筒体下部的低温的水进行换热，实现完全逆流的换热效果，实现了烟气与水的充分高效换热。
(2)本实用新型的立式烟管内增加扰流片，使立式烟管内烟气沿螺旋状进行流通，既增加了烟气的流通距离，又对烟气进行了扰动，加强烟气的传热效果，换热效率明显增加，其换热效率可以达到同条件下的光管换热效率的2倍至3倍。
(3)本实用新型中炉胆采用波纹炉胆结构，既增加了辐射传热面积，又满足了炉胆受高温辐射后自由膨胀的需要，能够消除应力集中。
(4)本实用新型中隔板以及环形通道的设置，当由下而上的水由环形通道进入隔板的上部时，此时水具有一定的流速，可以冲刷上管板底部，防止上管板局部过热引起过烧；同时水由环形通道进入到隔板上部时，能够冲走气泡，防止上管板处积气。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本实用新型低氮高效冷凝锅炉的结构示意图；
图2是本实用新型中锅炉本体的结构示意主视图；
图3是图2中a的局部放大图；
图4是本实用新型中立式烟管的结构示意图；
图5是本实用新型中扰流片的结构示意立体图；
图6是本实用新型中扰流片的径向截面剖视图；
图7是本实用新型中框架的结构示意立体图；
图8是本实用新型中框架的结构示意主视图；
图9是本实用新型中第一定位立柱的结构示意图；
图10是本实用新型中第一立柱的结构示意图；
图11是本实用新型中第二立柱的结构示意图；
图12是本实用新型中横梁的结构示意图；
图13是本实用新型中顶梁的结构示意图；
图14是本实用新型中一侧面箱板与框架的配合示意图；
其中，
1-立式筒体，101-上端板，102-下管板，103-进水口，104-排污口，105-出水口；
2-炉胆，201-主炉胆，202-辅助炉胆；
3-上管板；
4-立式烟管，401-扰流片，402-螺旋面；
5-底座，501-排烟腔，502-排烟管道，503-冷凝水口，504-底板；
6-隔板，601-环形通道，602-连接块；
701-风机，702-空气管道，703-空气过滤器，704-燃气管道，705-天然气过滤器，706-膜盒压力表；
8-框架，81-第一定位立柱，82-第一立柱，821-连接边，83-第二定位立柱，84-第二立柱，841-通孔，85-横梁，86-顶梁，87-方型孔，88-筋板，89-连接孔；
9-箱板，901-螺钉，902-卡扣螺母。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：
如图1所示，一种低氮高效冷凝锅炉，包括外壳体以及位于外壳体内部的锅炉本体；
所述锅炉本体包括立式筒体1，所述立式筒体1的顶部固定设置中部开口的上端板101，所述立式筒体1的底部固定设置下管板102；
所述立式筒体1的内侧上部设置炉胆2；
所述炉胆2的顶部设置全预混燃烧组件，所述炉胆2的底部固定设置上管板3，所述上管板3上固定设置若干与炉胆2内腔相连通的立式烟管4；所述立式烟管4的底部与下管板102固定连接；
所述锅炉本体的底部设置底座5，所述底座5内设置有与立式烟管4相连通的排烟腔501，所述排烟腔501的一侧设置有排烟管道502和冷凝水口503，所述排烟管道502位于冷凝水口503的上部；
所述立式筒体1的侧壁下部设置进水口103和排污口104，所述排污口104位于进水口103的下部；所述立式筒体1的侧壁上部设置出水口105。
本申请锅炉中进水口103、出水口105的位置设置，使水的流向为由下向上；而全预混燃烧组件、炉胆2、立式烟管4的设置，使烟气的流向为由上到下；从而使水与烟气呈现逆流换热的效果，其中高温的烟气与运动到立式筒体1上部的高温的水进行换热，低温的烟气与立式筒体1下部的低温的水进行换热，实现完全逆流的换热效果；本申请锅炉在不加冷凝器的情况下，在小空间内瞬时将烟气从1000多摄氏度降到露点温度以下，从而吸收烟气中水的汽化潜热，使烟气出现冷凝，是一种全工况的冷凝锅炉，从而实现了烟气与水的充分高效换热。同时，本申请锅炉的这种立式设计以及逆流换热的设计，在达到换热要求的基础上减小了锅炉的体积，在同等换热要求下，本申请锅炉的体积为传统锅炉的一半。
优选的，所述底座5的一侧设置有叉车口，便于采用叉车运输装卸。
优选的，所述排烟腔501的底板504呈倾斜状态，所述排烟管道502、冷凝水口503设置在底板504的倾斜低端，便于冷凝水的排放。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图4-5所示，所述立式烟管4的内部设置有促使烟气沿螺旋走向流动的扰流片401，所述扰流片401由立式烟管4的内侧上部延伸至底部；
所述扰流片401的两侧面为两个平行设置的螺旋面402；所述扰流片401的两个螺旋面402与立式烟管4的内壁之间形成两个呈螺旋走向的烟气流通通道。
具体地，如图6所示，所述扰流片401的径向截面呈矩形结构。
具体地，所述扰流片401为316l不锈钢材质。
本申请中扰流片401安装方便，安装时，可直接将成型的扰流片401插入立式烟管4内，使扰流片401的边缘侧壁紧贴立式烟管4的内壁，从而实现扰流片401的卡紧。
本申请锅炉的立式烟管4内增加扰流片401，使立式烟管4内烟气沿两个呈螺旋走向的烟气流通通道进行流通，既增加了烟气的流通距离，又对烟气进行了扰动，加强烟气的传热效果，换热效率明显增加，其换热效率可以达到同条件下的光管换热效率的2倍至3倍。由于换热效率增强，可适当减少锅炉换热面积，降低了锅炉制造过程中的耗钢量，同时锅炉排烟温度大大降低，比普通锅炉可以低50～60℃以上，大大降低了锅炉的能耗，提高了锅炉的热效率。
实施例3：
在实施例1或实施例2的基础上，如图2所示，所述炉胆2包括主炉胆201，所述主炉胆201的上部同轴设置辅助炉胆202；
所述辅助炉胆202的直径小于主炉胆201的直径；
所述辅助炉胆202的顶部与立式筒体1上端板101中部开口的侧壁固定连接。
现有技术中，炉胆采用上下同粗的设计，炉胆的顶部与立式筒体上端板的底部固定连接，由于立式筒体上端板的中部开口直径小于炉胆的直径，因此立式筒体上端板中有一部分位于炉胆内部，当锅炉运行时，炉胆内的高温会导致立式筒体上端板温度过高，容易损坏，为了解决该问题，通常在位于炉胆内部的立式筒体上端板底部设置耐火材料以实现隔热；但是长期运行之后，耐火材料易发生脱落而丧失隔热作用，同时还容易堵塞烟管。
本申请锅炉中炉胆2并没有采用上下同粗的设计，而是将炉胆2的上部设置成直径减小的与立式筒体1上端板101中部开口相配合的辅助炉胆202；锅炉运行过程中，炉胆2与立式筒体1之间充满水，即立式筒体1上端板101的下部充满水，从而实现对立式筒体上端板的水冷作用。因此本申请中炉胆2的整体设计既避免了耐火材料的使用，也利用炉胆2与立式筒体1之间的水对立式筒体1上端板实现了水冷作用，从而避免了立式筒体上端板温度过高带来的损坏。
优选的，所述主炉胆201为波纹炉胆；炉胆2采用波纹炉胆结构，既增加了辐射传热面积，又满足了炉胆2受高温辐射后自由膨胀的需要，能够消除应力集中。
在锅炉运行过程中，立式筒体1、上管板3、立式烟管4、炉胆2等都会受热膨胀，从而在相应的连接点产生热应力，尤其是立式烟管4与上管板3的焊缝处；而本申请中炉胆2采用波纹炉胆，利用波纹炉胆的可轴向伸缩变形的特性，从而使炉胆2的波纹弯曲处能够吸收立式烟管4受热后轴向上的膨胀变形，防止立式烟管4与上管板3处焊缝的裂开，从而能够消除相应连接处的应力集中。
实施例4：
在实施例1或实施例2或实施例3的基础上，如图2-3所示，所述上管板3的下部设置隔板6，所述隔板6的侧壁与立式筒体1的内侧壁固定连接，所述隔板6与上管板3底部之间通过三个沿圆周方向均匀分布的连接块602进行连接；
所述隔板6上设置有与各个立式烟管4一一对应的且供相应立式烟管4穿过的通孔，所述通孔的侧壁与相应立式烟管4外侧壁之间形成环形通道601。
由下而上的水由环形通道601进入隔板6的上部，此时水具有一定的流速，可以冲刷上管板3底部，防止上管板3局部过热引起过烧；同时水由环形通道601进入到隔板6上部时，能够冲走气泡，防止上管板3处积气。
实施例5：
在实施例1或实施例2或实施例3或实施例4的基础上，如图1所示，所述全预混燃烧组件包括风机701，所述风机701的入口与文丘里管的一端相连，所述文丘里管的另一端与空气管道702相连，所述空气管道702上设置空气过滤器703；所述文丘里管还与燃气管道704相连，所述燃气管道704上设置天然气过滤器705、气阀、膜盒压力表706；所述风机701的出口与燃烧器相连，所述燃烧器的燃烧头位于炉胆2内。
其中，所述风机701固定设置在立式筒体1上部。
工作时，空气依靠风机701产生的吸力，由周围环境经空气管道702进入文丘里管，高速通过文丘里管的空气会使文丘里管内形成负压。燃气由燃气管道704进入气阀，气阀出口与文丘里管相通，由负压空气引射燃气，两者比例恒定，从而维持完全燃烧所需理想空燃比。燃气与空气的混合气体进入风机701，在风机叶片的搅拌下充分混合。按照理想比例充分混合的气体进入燃烧器充分燃烧，释放热量。
本申请全预混燃烧组件的设置，具有一定空燃比的混合气体在燃烧头的表面进行燃烧，燃烧的温度达不到产生氮氧化物的所需的温度，从而使本申请锅炉氮氧化物排放＜30mg/m3，满足环保要求。
实施例6：
在实施例1或实施例2或实施例3或实施例4或实施例5的基础上，所述外壳体包括呈长方体结构的框架8以及位于框架8外部的箱板9；
如图7-8所示，所述框架8包括第一定位立柱81、第一立柱82、第二定位立柱83、第二立柱84；第一立柱82的高度大于第一定位立柱81，第二立柱84的高度大于第二定位立柱83；
所述第一定位立柱81共有四根且分别布置于底座5顶面的四角处，所述第一定位立柱81的底端与底座5顶面固定连接，具体地，第一定位立柱81与底座5进行焊接连接；每根第一定位立柱81均通过自攻螺钉与相应第一立柱82的下端进行连接；
沿底座5长度方向分布的第一定位立柱81之间设置第二定位立柱83，所述第二定位立柱83的底端与底座5顶面固定连接，具体地，第二定位立柱83与底座5进行焊接连接；每根第二定位立柱83均通过自攻螺钉与相应第二立柱84的下端进行连接；
相邻第一立柱82之间沿高度方向设置若干横梁85，所述第二立柱84上设置有供相应横梁85穿过的通孔841；最高处的横梁85位于第一立柱82的顶部；所述横梁85与第一立柱82通过自攻螺钉进行连接；
两根第二立柱84的顶部设置顶梁86；所述顶梁86的两端与相应的横梁85通过自攻螺钉进行连接；
所述第一立柱82、第二立柱84、横梁85、顶梁86中朝向外侧的端面上均设置有若干方型孔87；
如图14所示，位于框架8侧面以及顶面的箱板9通过若干螺钉901与框架8的相应部位进行连接；其中，附图中只画出了框架8其中一个侧面上的箱板9，其他侧面以及顶面上的箱板9并未画出；
与相应螺钉901对应的方型孔87内设置卡扣螺母902。
本申请中第一立柱82与第一定位立柱81之间、第二立柱84与第二定位立柱83之间、横梁85与第一立柱82之间、顶梁86与横梁85之间均通过自攻螺钉进行可拆卸连接；各个箱板9与框架8之间也通过螺钉901、卡扣螺母902进行可拆卸连接；因此，本申请锅炉在运输搬运过程中，能够将锅炉本体、框架8的各个件、各个箱板9拆解，从而实现分装搬运以及分装运输，避免整体搬运重量较大以及搬运所需空间较大的问题，当搬运或者运输完毕后，再将框架8、箱板9与锅炉本体进行装配。
本申请中，第一立柱82、第二立柱84、横梁85、顶梁86上方型孔87的设置，一方面是用来安装卡扣螺母902，另一方面可以减轻各个件的重量。
优选的，穿过第二立柱84上通孔841的横梁85两端与相应第一立柱82之间设置筋板88，加强框架8的整体强度。
优选的，如图9所示，所述第一定位立柱81为c型钢板件；
所述第一定位立柱81的底边、两侧的中腿边上沿高度方向设置有若干方型孔87以及若干连接孔89；
所述第二定位立柱83与第一定位立柱81结构相同。
优选的，如图10所示，所述第一立柱82包括槽钢板件，所述第一立柱82中槽钢板件的一侧边端部垂直设置用来与相应横梁85的端部进行连接的连接边821；
所述第一立柱82中槽钢板件的三个端面上沿高度方向设置有若干方型孔87以及若干连接孔89；
所述连接边821上沿高度方向设置若干连接孔89。
优选的，如图11所示，所述第二立柱84包括槽钢板件，所述第二立柱84中槽钢板件的底端面上沿高度方向设置有若干方型孔87。
优选的，如图12所示，所述横梁85为c型钢板件；
所述横梁85的底边、两侧的中腿边上沿高度方向设置有若干方型孔87以及若干连接孔89。
优选的，如图13所示，所述顶梁86为c型钢板件；
所述顶梁86的底边、两侧的中腿边上沿高度方向设置有若干方型孔87以及若干连接孔89。
本申请中第一立柱82与第一定位立柱81之间、第二立柱84与第二定位立柱83之间、横梁85与第一立柱82之间、顶梁86与横梁85之间均通过自攻螺钉进行可拆卸连接，其中自攻螺钉通过相应件上的对应连接孔89进行安装。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
1.一种低氮高效冷凝锅炉，其特征是，包括外壳体以及位于外壳体内部的锅炉本体；
所述锅炉本体包括立式筒体，所述立式筒体的顶部固定设置中部开口的上端板，所述立式筒体的底部固定设置下管板；
所述立式筒体的内侧上部设置炉胆；
所述炉胆的顶部设置全预混燃烧组件，所述炉胆的底部固定设置上管板，所述上管板上固定设置若干与炉胆内腔相连通的立式烟管；所述立式烟管的底部与下管板固定连接；
所述锅炉本体的底部设置底座，所述底座内设置有与立式烟管相连通的排烟腔，所述排烟腔的一侧设置有排烟管道和冷凝水口，所述排烟管道位于冷凝水口的上部；
所述立式筒体的侧壁下部设置进水口和排污口，所述排污口位于进水口的下部；所述立式筒体的侧壁上部设置出水口。
2.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述底座的一侧设置有叉车口。
3.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述排烟腔的底板呈倾斜状态，所述排烟管道、冷凝水口设置在底板的倾斜低端。
4.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述立式烟管的内部设置有促使烟气沿螺旋走向流动的扰流片，所述扰流片由立式烟管的内侧上部延伸至底部；
所述扰流片的两侧面为两个平行设置的螺旋面；所述扰流片的两个螺旋面与立式烟管的内壁之间形成两个呈螺旋走向的烟气流通通道。
5.如权利要求4所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述扰流片的径向截面呈矩形结构。
6.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述炉胆包括主炉胆，所述主炉胆的上部同轴设置辅助炉胆；
所述辅助炉胆的直径小于主炉胆的直径；
所述辅助炉胆的顶部与立式筒体上端板中部开口的侧壁固定连接。
7.如权利要求6所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述主炉胆为波纹炉胆。
8.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述上管板的下部设置隔板，所述隔板的侧壁与立式筒体的内侧壁固定连接，所述隔板与上管板底部之间通过三个沿圆周方向均匀分布的连接块进行连接；
所述隔板上设置有与各个立式烟管一一对应的且供相应立式烟管穿过的通孔，所述通孔的侧壁与相应立式烟管外侧壁之间形成环形通道。
9.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述全预混燃烧组件包括风机，所述风机的入口与文丘里管的一端相连，所述文丘里管的另一端与空气管道相连，所述空气管道上设置空气过滤器；所述文丘里管还与燃气管道相连，所述燃气管道上设置天然气过滤器、气阀、膜盒压力表；所述风机的出口与燃烧器相连，所述燃烧器的燃烧头位于炉胆内。
10.如权利要求1所述的低氮高效冷凝锅炉，其特征是，所述外壳体包括呈长方体结构的框架以及位于框架外部的箱板；
所述框架包括第一定位立柱、第一立柱、第二定位立柱、第二立柱；第一立柱的高度大于第一定位立柱，第二立柱的高度大于第二定位立柱；
所述第一定位立柱共有四根且分别布置于底座顶面的四角处，所述第一定位立柱的底端与底座顶面固定连接；每根第一定位立柱均通过自攻螺钉与相应第一立柱的下端进行连接；
沿底座长度方向分布的第一定位立柱之间设置第二定位立柱，所述第二定位立柱的底端与底座顶面固定连接；每根第二定位立柱均通过自攻螺钉与相应第二立柱的下端进行连接；
相邻第一立柱之间沿高度方向设置若干横梁，所述第二立柱上设置有供相应横梁穿过的通孔；最高处的横梁位于第一立柱的顶部；所述横梁与第一立柱通过自攻螺钉进行连接；
两根第二立柱的顶部设置顶梁；所述顶梁的两端与相应的横梁通过自攻螺钉进行连接；
所述第一立柱、第二立柱、横梁、顶梁中朝向外侧的端面上均设置有若干方型孔；
位于框架侧面以及顶面的箱板通过若干螺钉与框架的相应部位进行连接；
与相应螺钉对应的方型孔内设置卡扣螺母。
技术总结