專利名稱：高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐，具體來說是一種高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，該鍋爐可利用蓄熱材料積蓄尾氣余熱用于預(yù)熱下次燃燒所用空氣。
背景技術(shù)：
目前在用的燃?xì)?燃油)鍋爐都是非蓄熱式的，其結(jié)構(gòu)都是帶有一個(gè)燃燒室作輻射段，再從后面的管箱折返兩個(gè)管程作對(duì)流段，然后煙氣從煙窗排走。這類鍋爐普遍存在下列問題1、起動(dòng)慢，起動(dòng)的能耗高，耗時(shí)長。
2、對(duì)流段管子多，蒸發(fā)器要做得大而厚，鋼材耗用量大，造價(jià)高，設(shè)備龐大，占地面積大。
3、遇上燃燒機(jī)有點(diǎn)毛病，燃燒不完全的黑灰會(huì)附著在較冷的對(duì)流段管內(nèi)壁上，造成污垢熱阻迅速增大，鍋爐熱效率大大低于設(shè)計(jì)值。
4、沒有吹灰功能，需要停爐人工通灰。
5、在對(duì)流段管子沉積了黑煙后，鍋爐熱效率大大降低，鍋爐出力滿足不了用戶的需要，此時(shí)用戶往往強(qiáng)行調(diào)大燃燒機(jī)功率，爐膛溫度提高了，生成大量的NOx和有致癌作用的多環(huán)有機(jī)物，煙窗冒出黑煙，黑灰會(huì)附著在較冷的對(duì)流段管內(nèi)壁上，惡化傳熱工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，該鍋爐可利用蓄熱材料積蓄尾氣余熱用于預(yù)熱下次燃燒時(shí)所需空氣。
本發(fā)明提供的高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，由燃燒器、燃燒室、燃?xì)膺M(jìn)氣管、空氣進(jìn)風(fēng)管、燃?xì)鈬娮斓冉M成，所述的燃燒室為U型，雙層套裝式結(jié)構(gòu)，外層為蒸發(fā)器，燃燒器里面充填有蓄熱層，交替燃燒和蓄熱的燃燒器有兩個(gè)，分別安裝在燃燒室兩端。
所述的蓄熱層包括蜂窩狀陶瓷層和不銹鋼多孔板層，其中蜂窩狀陶瓷層充填在燃燒器的下部，不銹鋼多孔板層充填在燃燒器的上部。
所述的空氣進(jìn)風(fēng)管一端接鼓風(fēng)機(jī)，另一端接四通換向閥，該四通換向閥的兩出口分別接兩燃燒器的進(jìn)氣口；燃?xì)膺M(jìn)氣管經(jīng)四通換向閥接燃燒器內(nèi)的燃?xì)鈬娮欤怂耐〒Q向閥另有一接管與空氣進(jìn)風(fēng)管連接。
傳統(tǒng)的燃?xì)?燃油)鍋爐由輻射段和對(duì)流段組成整個(gè)傳熱面，而本發(fā)明用蓄熱材料積蓄尾氣余熱用于預(yù)熱本燃燒器下次燃燒所用空氣，因而只有輻射段，沒有對(duì)流段，沒有傳統(tǒng)的鍋爐對(duì)流段那大量的金屬管子。
傳統(tǒng)的鍋爐沒有用到蓄熱——放熱——預(yù)熱空氣從而把燃燒室溫度提高到所用燃料的理論燃燒溫度以上這種工作原理，這是本發(fā)明與傳統(tǒng)的燃?xì)?燃油)鍋爐的根本區(qū)別。正是這一區(qū)別，使本發(fā)明的蒸發(fā)器可以做得非常小，裝水少，節(jié)省大量鋼材。以1噸鍋爐為例，傳統(tǒng)的要用鋼材3.5噸，裝水2噸，本發(fā)明用鋼材1.4噸(含輔機(jī))，節(jié)省60％，裝水0.25噸，只有傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/8，加上本發(fā)明利用燃燒器把燃燒室溫度提高到所用燃料的理論燃燒溫度以上，從而獲得大功率起動(dòng)的技術(shù)，使得本發(fā)明的起動(dòng)時(shí)間不到傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/10。這在傳統(tǒng)的鍋爐上是不可思議的。
本發(fā)明可以節(jié)省每次起動(dòng)能耗80％。
基于上述原因，本發(fā)明與傳統(tǒng)的燃?xì)?燃油)鍋爐相比較，具有下列優(yōu)點(diǎn)1、蒸發(fā)器采用U型雙層套裝式結(jié)構(gòu)，容積小，裝水少，起動(dòng)快，能耗小。起動(dòng)時(shí)間只有傳統(tǒng)鍋爐的10％，每次起動(dòng)能耗節(jié)省80％。
2、熱效率高，可達(dá)92％，比現(xiàn)有中小型燃?xì)?燃油)鍋爐提高15％左右，造價(jià)降低30～50％。
3、升壓后可轉(zhuǎn)為低功率參數(shù)運(yùn)行，確保氮氧化物排放達(dá)標(biāo)。
4、具有自動(dòng)脈沖吹灰功能，免通灰之勞。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1的左視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明提供的高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，由燃燒器[1]、燃燒室[11]、燃?xì)膺M(jìn)氣管[14]、空氣進(jìn)風(fēng)管[4]、燃?xì)鈬娮靃12]等組成，所述的燃燒室[11]為U型，雙層套裝式結(jié)構(gòu)，外層為蒸發(fā)器[10]，燃燒器[1]里面充填有蓄熱層，交替燃燒和蓄熱的燃燒器[1]有兩個(gè)，分別安裝在燃燒室[11]兩端。所述的蓄熱層包括蜂窩狀陶瓷層[13]和不銹鋼多孔板層[2]，其中蜂窩狀陶瓷層[13]充填在燃燒器[1]的下部，不銹鋼多孔板層[2]由若干塊按一定的間隔平行布設(shè)，充填在燃燒器[1]的上部。
所述的空氣進(jìn)風(fēng)管[4]一端接鼓風(fēng)機(jī)[15]，為羅次鼓風(fēng)機(jī)，另一端接四通換向閥[5]，該四通換向閥[5]的兩出口分別接兩燃燒器的進(jìn)氣口[3]；燃?xì)膺M(jìn)氣管[14]經(jīng)燃料自動(dòng)減壓閥[19]后，再與四通換向閥[16]連接，之后接燃燒器[1]內(nèi)的燃?xì)鈬娮靃12]，此四通換向閥[16]另有一接管[17]與空氣進(jìn)風(fēng)管[4]連接。
蒸發(fā)器[10]的供水由供水裝置[18]提供。
在蒸發(fā)器[10]的兩端各接有蒸汽排出管[7]，蒸汽排出管[7]的另一端接有汽液分離器[6]，汽液分離器[6]上有回液管[8]與蒸發(fā)器[10]連接，在蒸發(fā)器[10]的底部接有排殘閥[9]。
本發(fā)明的兩燃燒器[1]安裝在燃燒室[11]兩端，通過控制的四通換向閥[5]周期性地改變空氣和廢氣的流向，接著控制四通換向閥[16]改變?nèi)細(xì)獾牧飨蚴箖膳_(tái)燃燒器交替燃燒和蓄熱，循環(huán)不息。
由于燃燒器[1]內(nèi)充填有蓄熱層具有蓄熱作用，可以把燃燒室[11]溫度提高到所用燃料的理論燃燒溫度以上，焰心溫度可達(dá)3000K，籍此獲得大功率起動(dòng)，達(dá)壓后回歸正常功率參數(shù)運(yùn)行，確保氮氧化物排放達(dá)標(biāo)。
在燃燒室[11]內(nèi)，燃料釋放的熱能輻射于高溫燃燒室內(nèi)表面的合金鋼壁面上，再傳導(dǎo)到工質(zhì)(一般是水)，此為輻射段?；鹧娼?jīng)輻射段后流經(jīng)燃燒器[1]內(nèi)的蓄熱層，由蓄熱層回收積蓄其余熱用于預(yù)熱本燃燒器下次燃燒所用空氣。
四通換向閥[5]短時(shí)斷路來使鼓風(fēng)機(jī)[15]憋壓來獲得自動(dòng)脈沖吹灰功能，免通灰之勞。
本發(fā)明因蓄熱而獲得大功率起動(dòng)所依據(jù)的原理由傳熱學(xué)的知識(shí)我們知道高溫物體向低溫物體傳熱的方式以輻射為主，兩者之間溫差越大，輻射在(傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射)三種傳熱方式中所占的份額越大，而且有這樣的關(guān)系輻射傳熱的速率與它們的絕對(duì)溫度除100的商的四次方的差成正比可用式子表達(dá)為
Q(1-2)∝(T1/100)4-(T2/100)4T1——高溫物體的絕對(duì)溫度T2——低溫物體的絕對(duì)溫度在這里，高溫物體是燃燒室內(nèi)的火焰，而火焰中心溫度可達(dá)3000K，而受熱面只有約773K，溫度差高達(dá)2227K，傳熱方式以輻射為主，而正常功況下的焰心溫度約1773K，受熱面只有約673K，溫度差約1100K，傳熱方式也以輻射為主，我們可以用上述關(guān)系式概算一下焰心溫度分別為3000K和1773K時(shí)輻射傳熱的速率之比Q(1-2)3000/Q(1-2)1773＝[(3000÷100)4-(773÷100)4]/[(1773÷100)4-(673÷100)4]≈8.3倍這個(gè)數(shù)字的含義是當(dāng)本發(fā)明的焰心溫度調(diào)到3000K時(shí)，鍋爐爐膽的傳熱速率是傳統(tǒng)產(chǎn)品的8倍。但考慮到NOx的排放水平問題，風(fēng)機(jī)也沒那么大的風(fēng)量。但兩倍的功率是沒有問題的。
還有，由于本發(fā)明省去了傳統(tǒng)鍋爐的對(duì)流段，本發(fā)明的蒸發(fā)器容積只有傳統(tǒng)鍋爐的1/8，從這兩項(xiàng)來看，本發(fā)明的起動(dòng)動(dòng)速度可達(dá)傳統(tǒng)鍋爐的16倍。但考慮到材料的耐火水平，取10倍也就可以了。
本發(fā)明以油類為燃料要換上可伸縮噴嘴，以免蓄熱時(shí)被燒焦。
權(quán)利要求
1.一種高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，由燃燒器[1]、燃燒室[11]、燃?xì)膺M(jìn)氣管[14]、空氣進(jìn)風(fēng)管[4]、燃?xì)鈬娮靃12]等組成，其特征是所述的燃燒室[11]為U型，雙層套裝式結(jié)構(gòu)，外層為蒸發(fā)器[10]，燃燒器[1]里面充填有蓄熱層，交替燃燒和蓄熱的燃燒器[1]有兩個(gè)，分別安裝在燃燒室[11]兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，其特征是所述的蓄熱層包括蜂窩狀陶瓷層[13]和不銹鋼多孔板層[2]，其中蜂窩狀陶瓷層[13]充填在燃燒器[1]的下部，不銹鋼多孔板層[2]充填在燃燒器[1]的上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，其特征是所述的空氣進(jìn)風(fēng)管[4]一端接鼓風(fēng)機(jī)[15]，另一端接四通換向閥[5]，該四通換向閥[5]的兩出口分別接兩燃燒器[1]的進(jìn)氣口[3]；燃?xì)膺M(jìn)氣管[14]經(jīng)四通換向閥[16]接燃燒器[1]內(nèi)的燃?xì)鈬娮靃12]，此四通換向閥[16]另有一接管[17]與空氣進(jìn)風(fēng)管[4]連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，其特征是所述的鼓風(fēng)機(jī)[15]為羅次鼓風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，其特征是燃?xì)膺M(jìn)氣管[14]經(jīng)燃料自動(dòng)減壓閥[19]后再與四通換向閥[16]連接。
全文摘要
一種高效低排放蓄熱式燃?xì)忮仩t，由燃燒器[1]、燃燒室[11]、燃?xì)膺M(jìn)氣管、空氣進(jìn)風(fēng)管[4]、燃?xì)鈬娮靃12]等組成，所述的燃燒室[11]為U型，雙層套裝式結(jié)構(gòu)，外層為蒸發(fā)器[10]，燃燒器[1]里面充填有蓄熱層，交替燃燒和蓄熱的燃燒器[1]有兩個(gè)，分別安裝在燃燒室[11]兩端。所述的蓄熱層包括蜂窩狀陶瓷層[13]和不銹鋼多孔板層[2]，其中蜂窩狀陶瓷層[13]充填在燃燒器[1]的下部，不銹鋼多孔板層[2]充填在燃燒器[1]的上部。本發(fā)明與傳統(tǒng)的燃?xì)忮仩t相比較，具有容積小，裝水少，起動(dòng)快，能耗小，熱效率高，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，并具有自動(dòng)脈沖吹灰功能，可免通灰之勞。
文檔編號(hào)F23C7/00GK101021307SQ20071002714
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者梁兆志 申請(qǐng)人:梁兆志