專利名稱：燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐系統(tǒng)，具體涉及一種燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)。
技術(shù)背景
目前，工業(yè)生產(chǎn)中都需要使用大量的供熱設備，這些供熱設備是通過一種載 熱介質(zhì)進行熱量傳遞，傳統(tǒng)的載熱介質(zhì)一般為水或蒸汽，而導熱油由于具有抗熱裂化和化 學氧化的性能、加熱均勻、傳熱效果好、散熱快、熱穩(wěn)定性高的特點，以導熱油作為供熱設備 的載熱介質(zhì)，與其它載熱介質(zhì)相比，它能在較低壓力下產(chǎn)生較高溫度，且為循環(huán)使用，因此 使用更為安全、節(jié)能。
一直來，在氯堿等化工行業(yè)，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品氫氣，很多企業(yè)未加 完全利用，大量氫氣被排空，既造成資源浪費，又存在著嚴重的安全隱患。氫氣是一種清潔 高效的可燃氣體，至今很少作為鍋爐燃料使用，尤其在有機熱載體鍋爐上使用，是因為氫氣 同時又是一種極易爆炸的危險氣體，它是可燃氣體中著火濃度極限(又稱爆炸極限)最寬的 氣體，著火濃度極限越寬，使用危險性越大。因此，以氫氣為燃料的有機熱載體鍋爐系統(tǒng)與 常規(guī)氣體燃料的鍋爐有完全不同的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為充分利用資源，消除安全隱患，提供一種高效環(huán)保的燃氫氣有 機熱載體鍋爐系統(tǒng)。
為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，包括帶有支架的爐 體，爐體頂部與煙囪相連，底部設有燃燒裝置；其特征在于所述爐體由外護板、耐火保溫 層和內(nèi)護板依次包覆而成，包括對流室和燃燒室；對流室置于煙 下方，與煙 相通，腔內(nèi) 設有若干組蛇形管片；燃燒室置于對流室下方，與對流室相通，腔內(nèi)設有呈螺旋狀的盤管； 所述爐體上還設有盤管進口集箱和對流受熱面進、出口集箱，所述盤管的一端與盤管進口 集箱相連通，另一端通過引導管與對流受熱面進口集箱相連通；所述若干組蛇形管片的一 端與對流受熱面進口集箱相連通，另一端與對流受熱面出口集箱相連通；它還包括氫氣預 處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，氫氣預處理系統(tǒng)與燃燒裝置相連。
進一步地，所述爐體的外側(cè)設有扶梯，爐體上與對流室、燃燒室相對應的位置上還 設有防爆門、檢查門、看火孔以及自控測量檢測孔。
再進一步地，所述蛇形管片為稽片管或齒形翅片管。
本發(fā)明還可采用以下更進一步的技術(shù)方案所述氫氣預處理系統(tǒng)由過濾器、密封 槽和多級冷卻器組成；冷卻器由殼體和在豎直方向上平行排列有若干根導氣管組成，殼體 上連接有冷卻進水管、冷卻出水管、第一疏水管和排放管，并通過排放管與密封槽相連；每 級冷卻器間均由冷卻串聯(lián)管相連，從而形成串聯(lián)路徑，其中串聯(lián)路徑首端的冷卻器與氫氣輸入管相連，串聯(lián)路徑末端的冷卻器通過連接管與過濾器相連；過濾器內(nèi)設有濾網(wǎng)，過濾器 的一端通過輸氣管與燃燒裝置相連，其另一端通過第二疏水管與密封槽相連；所述密封槽 上設有氫氣回收管，氫氣回收管與串聯(lián)路徑首端的冷卻器相連。
所述燃燒裝置包括機殼、火焰管、風管和燃氣主管，燃氣主管與風管及火焰管同軸 設于機殼上；風管與火焰管的端部通過錐形筒相連，火焰管的端部內(nèi)設有呈杯狀的穩(wěn)焰盤； 所述燃氣主管靠近穩(wěn)焰盤處，設有若干股沿穩(wěn)焰盤外側(cè)圓周均勻分布的燃氣噴管；燃氣噴 管的噴頭向上伸入穩(wěn)焰盤內(nèi)側(cè)，與點火變壓器及伸入穩(wěn)焰盤內(nèi)側(cè)的點火槍相配合。
進一步地，所述燃燒裝置還包括燃氣進氣口和伺服電機，燃氣進氣口上設有阻火 器和燃氣調(diào)節(jié)閥；伺服電機通過伺服傳動裝置與進風口組件相連接。
更進一步地，所述燃燒裝置的機殼上還設有火焰檢測器及觀火孔。
本發(fā)明所述的冷卻器通過殼體與豎直方向上平行排列有若干根導氣管，從而形成 管殼式換熱器結(jié)構(gòu)，其管程內(nèi)為氫氣流程，殼程內(nèi)為冷卻介質(zhì)流程，冷卻介質(zhì)一般采用低溫 水；在工作時，低溫水經(jīng)冷卻進水管進入殼程內(nèi)，氫氣經(jīng)與串聯(lián)路徑首端的冷卻器相連的氫 氣輸入管進入管程內(nèi)，此時氫氣受低溫水的作用開始降溫脫水；在完成一級冷卻器的流程 后，經(jīng)冷卻串聯(lián)管，進入下一級冷卻器繼續(xù)進行降溫脫水；在完成多級冷卻器的流程后，經(jīng) 連接管送入過濾器內(nèi)，通過氫氣中的水份及固體雜質(zhì)在濾網(wǎng)作用下被過濾，最后經(jīng)輸氣管 送入燃燒裝置；氫氣由燃燒裝置的燃氣進氣口經(jīng)燃氣主管被送至燃氣噴管，通過與點火變 壓器及點火槍相配合，被點燃；被點燃后的火焰大小可通過燃氣調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，也可由與 伺服電機通相連接的進風口組件進行調(diào)節(jié)。
燃燒裝置在氫氣被點燃后，產(chǎn)生大量的高溫煙氣，這些高溫煙氣依次流經(jīng)燃燒室、 對流室，由煙 排入大氣。此時，導熱油由盤管進口集箱，在盤管內(nèi)螺旋上升進行換熱后，在 燃燒室上部通過引導管引進對流受熱面進口集箱，再經(jīng)過若干組蛇形管片式對流受熱面， 由對流室上部的對流受熱面出口集箱引出后，被送至用熱設備。
本發(fā)明所采用的傳熱介質(zhì)不僅限于導熱油，還可為其他有機載熱體。
本發(fā)明的有益效果是采用氫氣作為燃料，更加符合節(jié)能環(huán)保的要求，還具有加熱 效果好、加熱速度快的特點，既降低了生產(chǎn)成本，還提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
而且，在氫氣預處理系統(tǒng)中通過多級氫氣冷卻器及過濾器使化工生產(chǎn)中所產(chǎn)出來 的以氫氣為主要成份的氣體在進入燃燒裝置前，經(jīng)過降溫脫水和過濾雜質(zhì)使其氫氣純度達 到99%以上，防止鍋爐在燃燒過程中發(fā)生熄火故障，提高了鍋爐使用的安全性及可靠性。
同時，燃燒裝置采用多股擴散燃燒方式，可有效防止回火，提高了氫氣燃燒穩(wěn)定性 和可靠性；并在燃燒過程中能通過機殼上還設有火焰檢測器及觀火孔，進行有效的監(jiān)測。
此外，爐體采用內(nèi)、外防護板整體包覆，內(nèi)、外防護板間設有耐火保溫層，使護體的 密封性能更好，抗爆強度更高；還有防爆門的設置，使設備更為安全可靠；檢查門、看火孔 以及自控測量檢測孔的設置，也更便于工作人員對設備進行觀察、檢查或維修。


圖1為鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為氫氣預處理系統(tǒng)示意圖。
圖4為燃燒裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為燃燒裝置仰視圖。
具體設施方式以下結(jié)合附圖實施對本發(fā)明做進一部的詳細描述.參見附圖，包括帶有支架1的爐體，爐體頂部與煙囪5相連，底部設有燃燒裝置2 ；所述 爐體由外護板13、耐火保溫層12和內(nèi)護板11依次包覆而成，包括對流室4和燃燒室3 ；對 流室4置于煙囪5下方，與煙囪5相通，腔內(nèi)設有若干組由稽片管或齒形翅片管構(gòu)成蛇形管 片14 ；燃燒室3置于對流室4下方，與對流室4相通，腔內(nèi)設有呈螺旋狀的盤管10 ；所述爐 體上還設有盤管進口集箱6和對流受熱面進、出口集箱8、9，所述盤管進口集箱6設于燃燒 室3下部，與盤管10的一端相連通；盤管10的另一端通過引導管7與燃燒室3上部的對流 受熱面進口集箱8相連通；對流受熱面進口集箱8與若干組蛇形管片14的一端相連通，若 干組蛇形管片14另一端與對流室4上部的對流受熱面出口集箱9相連通。
所述爐體的外側(cè)設有扶梯，爐體上與對流室4、燃燒室3相對應的位置上還設有防 爆門、檢查門、看火孔以及自控測量檢測孔。
本實施例還包括氫氣預處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，氫氣預處理系統(tǒng)與燃燒裝置2 相連。
所述氫氣預處理系統(tǒng)由過濾器16、密封槽17和多級冷卻器15組成；冷卻器15由 殼體沈和在豎直方向上平行排列有若干根導氣管27組成，殼體沈上連接有冷卻進水管 19、冷卻出水管18、第一疏水管25和排放管24，并通過排放管M與密封槽相連；每級冷卻 器15間均由冷卻串聯(lián)管觀相連，從而形成串聯(lián)路徑，其中串聯(lián)路徑首端的冷卻器與氫氣輸 入管20相連，串聯(lián)路徑末端的冷卻器通過連接管四與過濾器16相連；過濾器16內(nèi)設有濾 網(wǎng)33，過濾器16的一端通過輸氣管34與燃燒裝置2相連，其另一端通過第二疏水管31與 密封槽17相連；所述密封槽17上設有氫氣回收管M，氫氣回收管M與串聯(lián)路徑首端的冷 卻器15相連。
所述燃燒裝置2包括機殼47、火焰管42、風管51和燃氣主管45，機殼上還設有火 焰檢測器37及觀火孔39，燃氣主管45與風管51及火焰管42同軸設于機殼47上；風管51 與火焰管42的端部通過錐形筒50相連，火焰管42的端部內(nèi)設有呈杯狀的穩(wěn)焰盤42 ；所述 燃氣主管45靠近穩(wěn)焰盤42處，設有若干股沿穩(wěn)焰盤42外側(cè)圓周均勻分布的燃氣噴管44 ； 燃氣噴管44的噴頭向上伸入穩(wěn)焰盤42內(nèi)側(cè)，與點火變壓器35及伸入穩(wěn)焰盤內(nèi)側(cè)的點火槍 38相配合。
所述燃燒裝置2還包括燃氣進氣口和伺服電機49，燃氣進氣口上設有阻火器40和 燃氣調(diào)節(jié)閥41 ；伺服電機49通過伺服傳動裝置48與進風口組件46相連接。
本發(fā)明所述的冷卻器15通過殼體沈與豎直方向上平行排列有若干根導氣管27， 從而形成管殼式換熱器結(jié)構(gòu)，其管程內(nèi)為氫氣流程，殼程內(nèi)為冷卻介質(zhì)流程，冷卻介質(zhì)一般 采用低溫水；在工作時，低溫水經(jīng)冷卻進水管19進入殼程內(nèi)，氫氣經(jīng)與串聯(lián)路徑首端的冷 卻器15相連的氫氣輸入管20進入管程內(nèi)，此時氫氣受低溫水的作用開始降溫脫水；在完成 一級冷卻器的流程后，經(jīng)冷卻串聯(lián)管觀，進入下一級冷卻器繼續(xù)進行降溫脫水；在完成多 級冷卻器的流程后，經(jīng)連接管四送入過濾器16內(nèi)，通過氫氣中的水份及固體雜質(zhì)在濾網(wǎng)33 作用下被過濾，最后經(jīng)輸氣管34送入燃燒裝置2 ；氫氣由燃燒裝置2的燃氣進氣口經(jīng)燃氣主管45被送至燃氣噴管44，通過與點火變壓器35及點火槍38相配合，被點燃；被點燃后的 火焰大小可通過燃氣調(diào)節(jié)閥41進行調(diào)節(jié)，也可由與伺服電機通相連接的進風口組件46進 行調(diào)節(jié)。
燃燒裝置2在氫氣被點燃后，產(chǎn)生大量的高溫煙氣，這些高溫煙氣依次流經(jīng)燃燒 室3、對流室4，由煙囪5排入大氣。此時，導熱油由盤管進口集箱6，在盤管10內(nèi)螺旋上升 進行換熱后，在燃燒室3上部通過引導管7引進對流受熱面進口集箱8，再經(jīng)過若干組蛇形 管片14組成的對流受熱面，由對流室4上部的對流受熱面出口集箱9引出后，被送至用熱 設備。
本發(fā)明所采用的傳熱介質(zhì)不僅限于導熱油，還可為其他有機載熱體。
權(quán)利要求
1.燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，包括帶有支架的爐體，爐體頂部與煙囪相連，底部設有 燃燒裝置；其特征在于所述爐體由外護板、耐火保溫層和內(nèi)護板依次包覆而成，包括對流 室和燃燒室；對流室置于煙 下方，與煙 相通，腔內(nèi)設有若干組蛇形管片；燃燒室置于對 流室下方，與對流室相通，腔內(nèi)設有呈螺旋狀的盤管；所述爐體上還設有盤管進口集箱和對 流受熱面進、出口集箱，所述盤管的一端與盤管進口集箱相連通，另一端通過引導管與對流 受熱面進口集箱相連通；所述若干組蛇形管片的一端與對流受熱面進口集箱相連通，另一 端與對流受熱面出口集箱相連通；它還包括氫氣預處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，氫氣預處理 系統(tǒng)與燃燒裝置相連。
2.如權(quán)利要求1所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述氫氣預處理系 統(tǒng)由過濾器、密封槽和多級冷卻器組成；冷卻器由殼體和在豎直方向上平行排列有若干根 導氣管組成，殼體上連接有冷卻進水管、冷卻出水管、第一疏水管和排放管，并通過排放管 與密封槽相連；每級冷卻器間均由冷卻串聯(lián)管相連，從而形成串聯(lián)路徑，其中串聯(lián)路徑首端 的冷卻器與氫氣輸入管相連，串聯(lián)路徑末端的冷卻器通過連接管與過濾器相連；過濾器內(nèi) 設有濾網(wǎng)，過濾器的一端通過輸氣管與燃燒裝置相連，其另一端通過第二疏水管與密封槽 相連；所述密封槽上設有氫氣回收管，氫氣回收管與串聯(lián)路徑首端的冷卻器相連。
3.如權(quán)利要求1所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒裝置包括 機殼、火焰管、風管和燃氣主管，燃氣主管與風管及火焰管同軸設于機殼上；風管與火焰管 的端部通過錐形筒相連，火焰管的端部內(nèi)設有呈杯狀的穩(wěn)焰盤；所述燃氣主管靠近穩(wěn)焰盤 處，設有若干股沿穩(wěn)焰盤外側(cè)圓周均勻分布的燃氣噴管；燃氣噴管的噴頭向上伸入穩(wěn)焰盤 內(nèi)側(cè)，與點火變壓器及伸入穩(wěn)焰盤內(nèi)側(cè)的點火槍相配合。
4.如權(quán)利要求3所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒裝置還包 括燃氣進氣口和伺服電機，燃氣進氣口上設有阻火器和燃氣調(diào)節(jié)閥；伺服電機通過伺服傳 動裝置與進風口組件相連接。
5.如權(quán)利要求3或4所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒裝置 的機殼上還設有火焰檢測器及觀火孔。
6.如權(quán)利要求1所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述爐體的外側(cè)設 有扶梯，爐體上與對流室、燃燒室相對應的位置上還設有防爆門、檢查門、看火孔以及自控 測量檢測孔。
7.如權(quán)利要求1所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述蛇形管片為稽片管。
8.如權(quán)利要求1所述的燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述蛇形管片為齒 形翅片管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃氫氣有機熱載體鍋爐系統(tǒng)包括帶有支架的爐體、燃燒裝置、氫氣預處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，燃燒裝置設于爐體底部，氫氣預處理系統(tǒng)與燃燒裝置相連；所述氫氣預處理系統(tǒng)由過濾器、密封槽和多級冷卻器組成，冷卻器為管殼式換熱器結(jié)構(gòu)，氫氣通過氫氣預處理系統(tǒng)處理純度可達到99%以上，能防止鍋爐在燃燒過程中發(fā)生熄火故障，提高了鍋爐使用的安全性及可靠性。燃燒裝置采用多股擴散燃燒方式，可有效防止回火，提高了氫氣燃燒穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明采用氫氣作為燃料，更加符合節(jié)能環(huán)保的要求，還具有加熱效果好、加熱速度快的特點，既降低了生產(chǎn)成本，還提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
文檔編號F24H9/18GK102032671SQ20101059632
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者葉元華, 周加慧, 李新磊, 盛大松, 鄧龍強, 鄭大勇 申請人:浙江特富鍋爐有限公司