一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，所述爐體內設有內膽，所述爐體一側設有排煙囪，所述內膽內設有換熱器和爐膛，所述換熱器頂部設有混氣裝置，所述混氣裝置底部連接燃燒頭，所述爐體上還設有測控裝置，所述測控裝置包括PLC控制器、與所述PLC控制器連接的顯示器及安裝在所述排煙囪內的含氧量傳感器。本實用新型提供的全預混鍋爐把天然氣和空氣燃燒前混合均勻，并迅速完全燃燒，燃氣燃燒反應充分，降低了氮氧化物的排放量；排煙囪中的含氧量傳感器能夠實時檢測氧含量，當氧含量較高時，PLC控制風機的開啟，從而調整空氣與燃氣的混合配比，確保燃氣的充分燃燒，提高燃氣的熱效率。
【專利說明】
一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐
技術領域
[0001]本實用新型涉及供熱設備技術領域，特別涉及一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐。
【背景技術】
[0002]鍋爐作為一種重要的供熱設備，長期以來一直被廣泛使用。隨著能源供應的日益緊張，環(huán)境壓力的日益增大，對鍋爐的熱效率以及環(huán)保要求越來越高。在這種趨勢下，越來越多的鍋爐改由天然氣作為能源。
[0003]目前，現(xiàn)有的燃氣鍋爐仍然存在燃氣燃燒不夠完全，燃燒后火焰分散面積較小，火焰無法得到充分利用等缺陷，該缺陷進而導致?lián)Q熱器中的水不能充分吸收熱量，水加熱不足，熱交換效率較低等問題，此外，現(xiàn)有的鍋爐在燃燒時，由于無法對排煙尾氣進行測控，所以往往導致燃氣燃燒不充分，這將不僅導致氮氧化物的排放量較高，而且燃氣浪費，燃氣燃燒熱量較低，傳熱效率低，實用性差。
【實用新型內容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術中的鍋爐無法對排煙尾氣進行測控，所以往往導致燃氣燃燒不充分，這將不僅導致燃氣浪費，而且燃氣燃燒熱量較低，傳熱效率低，實用性差等問題，本實用新型提供了一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐。
[0005]本實用新型具體技術方案如下:
[0006]本實用新型提供了一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，包括爐體，所述爐體上設有空氣進口，所述爐體內設有內膽，所述爐體一側設有與所述內膽連通的排煙囪，所述內膽內設有換熱器和爐膛，所述換熱器為由多個沿所述爐膛圓周方向分布的列管組成，所述換熱器頂部設有混氣裝置，所述混氣裝置底部連接燃燒頭，所述燃燒頭的出火口與所述爐膛連通;所述換熱器上的進水口和出水口依次穿過所述內膽和所述爐體并延伸至所述爐體外部；
[0007]所述爐體上還設有測控裝置，所述測控裝置包括PLC控制器、與所述PLC控制器連接的顯示器及安裝在所述排煙囪內的含氧量傳感器，所述顯示器、所述含氧量傳感器和所述混氣裝置均與所述PLC控制器連接。
[0008]進一步的，所述列管頂部和底部分別連接第一管座和第二管座，所述第一管座上開有連通所述爐膛的通孔;其中，
[0009]所述第一管座內設有第一流道，所述列管的頂端均伸入至所述第一流道內，所述第一流道內通過三個擋流板劃分為三個流水區(qū)，所述進水口和所述出水口分別設置在其中兩個所述流水區(qū)內；
[0010]所述第二管座內設有第二流道，所述列管的底端均伸入至所述第二流道內，所述第二流道內通過兩個分流板劃分為兩個回水區(qū)，其中一個所述分流板位于所述進水口和所述出水口之間的所述擋流板的垂直下方，另外一個所述分流板位于其余兩個所述擋流板形成的所述流水區(qū)區(qū)域范圍內的垂直下方。
[0011 ]進一步的，所述混氣裝置包括風機、混氣腔和燃氣管，所述風機的出風口通過管道與所述混氣腔連通，所述燃氣管與所述混氣腔連通，所述混氣腔底部與所述燃燒頭連接；
[0012]所述燃氣管上設有電磁閥，所述電磁閥和所述風機均與所述PLC控制器連接。
[0013]進一步的，所述PLC控制器上設有用于存儲數(shù)據(jù)的存儲模塊和用于接收數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)比對的處理模塊，所述存儲模塊內存儲有所述排煙囪內含氧量最大閾值，所述處理模塊接收所述含氧量傳感器發(fā)送的實時含氧量數(shù)值，并對所述實時含氧量數(shù)值與所述存儲模塊內存儲的所述含氧量最大閾值進行比較，若所述實時含氧量數(shù)值大于所述含氧量最大閾值，則所述PLC控制器控制所述風機和所述電磁閥的開斷或頻率。
[0014]進一步的，所述燃燒頭為金屬絲網(wǎng)燃燒頭，所述金屬絲燃燒頭呈豎直的圓筒狀，所述金屬絲網(wǎng)燃燒頭上均勻設有火焰分散孔。
[0015]進一步的，兩個所述回水區(qū)分別設有排污口。
[0016]優(yōu)選的，所述列管的外表面上均勻設有銅翼翅片。
[0017]優(yōu)選的，所述排煙囪包括首尾連接的直管和縱管，所述直管遠離所述縱管的一端伸入至所述內膽內，所述直管內設有過濾器，所述直管頂端設有防塵網(wǎng)。
[0018]優(yōu)選的，所述列管圍繞所述爐膛等間距分布。
[0019]優(yōu)選的，所述顯示器上設有用于手動調控的控制按鈕，所述控制按鈕與所述PLC控制器連接。
[0020]本實用新型的有益效果如下:本實用新型提供的全預混技術，把天然氣和空氣燃燒前混合均勻，并迅速完全燃燒，燃氣燃燒反應充分，降低了氮氧化物的排放量，同時，排煙囪中的含氧量傳感器能夠實時檢測排煙囪中的氧含量，當氧含量較高時，此時PLC控制風機的開啟，從而調整空氣與燃氣的混合配比，確保燃氣的充分燃燒，提高燃氣的熱效率，此外，換熱器的設計能夠使列管內的水充分吸收爐膛內的熱量，列管內的水進行四回程循環(huán)混合回流，換熱效果更好，吸收熱量更快，同時不同列管內的水均勻混合，出水口內的水溫更加穩(wěn)定，能夠滿足居民采暖要求，實用性強。
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐的主視圖；
[0022]圖2為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中換熱器的立體圖；
[0023]圖3為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中換熱器頂部的結構圖；
[0024]圖4為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中換熱器底部的結構圖；
[0025]圖5為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐的主視圖；
[0026]圖6為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中PLC控制器的結構示意圖；
[0027]圖7為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中換熱器的截面圖；
[0028]圖8為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中列管的結構圖；
[0029]圖9為實施例2所述的一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐中顯示器的結構框圖。
[0030]其中:1、爐體;2、換熱器;3、爐膛;4、列管;5、第一管座;6、第二管座;7、通孔;8、混氣裝置;801、風機;802、混氣腔;803、燃氣管;9、燃燒頭；10、第一流道；11、擋流板；12、流水區(qū)；13、進水口； 14、出水口； 15、第二流道;16、分流板；17、回水區(qū)；18、排污口； 19、銅翼翅片；20、存儲模塊;21、處理模塊;22、排煙囪；23、空氣進口； 24、內膽;25、PLC控制器;26、顯示器；27、含氧量傳感器;28、電磁閥；29、控制按鈕;30、直管;31、縱管;32、過濾器;33、防塵網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和以下實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0032]實施例1
[0033]如圖1所示，本實用新型實施例1提供了一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，包括爐體I，所述爐體I上設有空氣進口 23，所述爐體I內設有內膽24，所述爐體I一側設有與所述內膽24連通的排煙囪22，所述內膽24內設有換熱器2和爐膛3，所述換熱器2為由多個沿所述爐膛3圓周方向分布的列管4組成，爐膛3用于生成火焰，并將火焰的熱量通過列管4傳遞至列管4內的水，所述換熱器2頂部設有混氣裝置8，所述混氣裝置8底部連接燃燒頭9，所述燃燒頭9的出火口與所述爐膛3連通;混氣裝置8用于將天然氣和空氣進行均勻混合后，通過燃燒頭9點燃燃燒并生成火焰，火焰噴至爐膛3內，從而加熱列管4，所述換熱器2上的進水口 13和出水口 14依次穿過所述內膽24和所述爐體I并延伸至所述爐體I外部；
[0034]所述爐體I上還設有測控裝置，所述測控裝置包括PLC控制器25、與所述PLC控制器25連接的顯示器26及安裝在所述排煙囪22內的含氧量傳感器27，所述顯示器26、所述含氧量傳感器27和所述混氣裝置8均與所述PLC控制器25連接。
[0035]測控裝置的存在首先了對鍋爐的智能控制，通過測控裝置可以實時檢測排煙囪22內混合氣體中氧含量，進而實現(xiàn)燃氣的充分燃燒，提高燃燒效率。
[0036]實施例2
[0037]本實用新型實施例2提供了一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，該實施例2在實施例1的基礎上進一步的限定了換熱器2的結構，同時進一步限定了爐體I的結構，提高了鍋爐的多功能性。
[0038]如圖2所示，換熱器2為四回程換熱器2結構，主要闡述了水能夠進行四回程循環(huán)混合回流，所述列管4頂部和底部分別連接第一管座5和第二管座6，第一管座5和第二管座6除了用于固定列管4為，還能夠實現(xiàn)列管4內的水相互循環(huán)混合流動，所述第一管座5上開有連通所述爐膛3的通孔7。
[0039]為了實現(xiàn)換熱器2中列管4內的水能夠進行四回程流動，本實用新型中進一步的限定了以下結構:
[0040]如圖3所示，所述第一管座5內設有第一流道10，所述列管4的頂端均伸入至所述第一流道10內，所述第一流道10內通過三個擋流板11劃分為三個流水區(qū)12，所述進水口 13和所述出水口 14分別設置在其中兩個所述流水區(qū)12內；
[0041]如圖4所示，所述第二管座6內設有第二流道15，所述列管4的底端均伸入至所述第二流道15內，所述第二流道15內通過兩個分流板16劃分為兩個回水區(qū)17，其中一個所述分流板16位于所述進水口 13和所述出水口 14之間的所述擋流板11的垂直下方，另外一個所述分流板16位于其余兩個所述擋流板11形成的所述流水區(qū)12區(qū)域范圍內的垂直下方。
[0042]當進水口13進水后，首先水通過第一流道10流入至設有進水口 13的流水區(qū)12中的列管4內，列管4內的水流入至第二流道15內的其中一個回水區(qū)17內，此為第一回程;當水一定量后，水通過回水區(qū)17內的其他列管4再次流入至第一流道10內的除了進水口 13和出水口 14以外的流水區(qū)12內，此為第二回程；當水一定量后，水通過該流水區(qū)12內的列管4再次流入至第二流道15內的另外一個回水區(qū)17內，此為第三回程；當水一定量后，水通過回水區(qū)17內的其他列管4再次流入至第一流道10內的設有出水口 14的流水區(qū)12內，此為第四回程；最后，通過出水口 14流出，供給居民供暖。
[0043]在上述水經(jīng)過換熱器2的四回程循環(huán)換熱后，水的溫度提高，列管4之間的水混合換熱，使出水口 14的水溫均勻穩(wěn)定，能夠滿足居民采暖要求。
[0044]如圖5所示，需要進一步限定的是，所述混氣裝置8包括風機801、混氣腔802和燃氣管803，所述風機801的出風口通過管道與所述混氣腔802連通，所述燃氣管803與所述混氣腔802連通，所述混氣腔802底部與所述燃燒頭9連接;具體安裝時，燃氣管803與風機801的前端連接，天然氣由燃氣管803排出后可直接被風機801吹入混氣腔802中與空氣進行混合。
[0045]所述燃氣管803上設有電磁閥28，所述電磁閥28和所述風機801均與所述PLC控制器25連接。電磁閥28設計用來通過PLC控制器25控制所述電磁閥28的開啟或斷開，進而用來控制進氣或斷氣，實現(xiàn)了智能調控進氣量，提高了安全系數(shù)。
[0046]本實施例所提供的預混式鍋爐能夠在進行燃燒前預先將空氣與天然氣或其它可燃性氣體混合均勻，大幅提高了燃燒效率，降低了氮氧化物的排放量。
[0047]如圖6所示，為了實現(xiàn)對排放尾氣的測量和監(jiān)控，本技術方案中限定了，所述PLC控制器25上設有用于存儲數(shù)據(jù)的存儲模塊20和用于接收數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)比對的處理模塊21，所述存儲模塊20內存儲有所述排煙囪22內含氧量最大閾值，所述處理模塊21接收所述含氧量傳感器27發(fā)送的實時含氧量數(shù)值，并對所述實時含氧量數(shù)值與所述存儲模塊20內存儲的所述含氧量最大閾值進行比較，若所述實時含氧量數(shù)值大于所述含氧量最大閾值，則所述PLC控制器25控制所述風機801和所述電磁閥28的開斷或頻率。
[0048]PLC控制器25能夠用來接收含氧量傳感器27發(fā)送的排煙囪22內尾氣中的含氧量，當含氧量較高時，此時證明燃氣沒有充分燃燒，所以燃氣生成的熱量也比較低，為此，PLC控制器25需要對風機801的開斷或頻率進行調整，從而調整空氣和燃氣的配比，實現(xiàn)燃氣的充分燃燒，提高燃氣的熱效率;例如，當設定存儲模塊20中的含氧量最大閾值為75%，當含氧量傳感器27檢測排煙囪22中的實時含氧量數(shù)值大于75%時，則PLC控制器25會對風機801進行智能調控，從而實現(xiàn)對空氣和燃氣的配比調節(jié)。
[0049]需要說明的是，所述燃燒頭9為金屬絲網(wǎng)燃燒頭9，所述金屬絲燃燒頭9呈豎直的圓筒狀，所述金屬絲網(wǎng)燃燒頭9上均勻設有火焰分散孔。本實用新型中使用金屬絲網(wǎng)燃燒頭9，主要是把火焰拆分成大面積無數(shù)的小火焰均勻貼附加熱純銅換熱器2，金屬絲網(wǎng)燃燒頭9主要用的材料為鐵鉻鋁纖維，優(yōu)選地，火焰分散孔的直徑約為30-50微米，燃燒強度可達2500kw/m3，耐高溫1300度，由于預混火焰結構緊湊，火焰近距離貼附純銅翅片管加熱，加熱效率高，充分利用火焰，此外，金屬絲網(wǎng)燃燒頭9采用輻射傳熱方式，可以大大增大熱交換的效率，燃燒時火焰在燃燒頭9的表面是由無數(shù)藍色火苗組成的火面，此種燃燒狀態(tài)稱作為面式燃燒，這也是天然氣最佳的燃燒狀態(tài)，節(jié)省了燃氣量，提高了燃燒效率和換熱效率。
[0050]如圖7所示，為了進一步提高換熱器2的實用性，本技術方案中限定了，兩個所述回水區(qū)17分別設有排污口 18，通過排污口 18能夠清理列管4中的雜質，防止列管4堵塞，影響水循環(huán)。
[0051]如圖8所示，為了提高換熱效果，本技術方案中優(yōu)選的限定了，所述列管4的外表面上均勻設有銅翼翅片19。該列管4采用TR2級99.9%的純銅作為換熱材料，純銅翼翅片19管技術是在直銅管的外表面于每英寸25.4mm長度均勻攻出七片翼片，從而增大受熱面積，鍋爐熱效率的高低很大部分取決于換熱效果，銅翼管的換熱效果是普通銅管的9倍，是鑄鐵鋼制的近90倍。
[0052]如圖5所示，優(yōu)選的，所述排煙囪22包括首尾連接的直管30和縱管31，所述直管30遠離所述縱管31的一端伸入至所述內膽24內，排煙囪22的設計主要用來排放內膽24內生成的煙塵，為了對煙塵進行過濾，本技術方案中設計了在所述直管30內設置過濾器32，提高了過濾效果，此外，為了防止外界物體進入排煙囪22內，本實用新型設計了在所述直管30頂端設置防塵網(wǎng)33。
[0053]優(yōu)選的，所述列管4圍繞所述爐膛3等間距分布，有利于對爐膛3內所產(chǎn)生的熱量進行充分利用，提高傳熱效率。
[0054]如圖9所示，優(yōu)選的，所述顯示器26上設有用于手動調控的控制按鈕29，所述控制按鈕29與所述PLC控制器25連接。通過控制按鈕29也可以進行智能調控，當然顯示器26上用來顯示加熱溫度和時間，提高了智能監(jiān)控。
[0055]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，包括爐體(I)，所述爐體(I)上設有空氣進口(23)，其特征在于，所述爐體(I)內設有內膽(24)，所述爐體(I)一側設有與所述內膽(24)連通的排煙囪(22)，所述內膽(24)內設有換熱器⑵和爐膛⑶，所述換熱器(2)為由多個沿所述爐膛(3)圓周方向分布的列管(4)組成，所述換熱器(2)頂部設有混氣裝置(8)，所述混氣裝置(8)底部連接燃燒頭(9)，所述燃燒頭(9)的出火口與所述爐膛(3)連通;所述換熱器(2)上的進水口(13)和出水口(14)依次穿過所述內膽(24)和所述爐體(I)并延伸至所述爐體(I)外部； 所述爐體上還設有測控裝置，所述測控裝置包括PLC控制器(25)、與所述PLC控制器(25)連接的顯示器(26)及安裝在所述排煙囪(22)內的含氧量傳感器(27)，所述顯示器(26)、所述含氧量傳感器(27)和所述混氣裝置(8)均與所述PLC控制器(25)連接。2.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述列管(4)頂部和底部分別連接第一管座(5)和第二管座(6)，所述第一管座(5)上開有連通所述爐膛(3)的通孔(7);其中， 所述第一管座(5)內設有第一流道(10)，所述列管(4)的頂端均伸入至所述第一流道(1)內，所述第一流道(I O)內通過三個擋流板(11)劃分為三個流水區(qū)(12)，所述進水口(13)和所述出水口(14)分別設置在其中兩個所述流水區(qū)(12)內； 所述第二管座(6)內設有第二流道(15)，所述列管(4)的底端均伸入至所述第二流道(15)內，所述第二流道(15)內通過兩個分流板(16)劃分為兩個回水區(qū)(17)，其中一個所述分流板(16)位于所述進水口(13)和所述出水口(14)之間的所述擋流板(11)的垂直下方，另外一個所述分流板(16)位于其余兩個所述擋流板(11)形成的所述流水區(qū)(12)區(qū)域范圍內的垂直下方。3.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述混氣裝置(8)包括風機(801)、混氣腔(802)和燃氣管(803)，所述風機(801)的出風口通過管道與所述混氣腔(802)連通，所述燃氣管(803)與所述混氣腔(802)連通，所述混氣腔(802)底部與所述燃燒頭(9)連接； 所述燃氣管(803)上設有電磁閥(28)，所述電磁閥(28)和所述風機(801)均與所述PLC控制器(25)連接。4.如權利要求3所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述PLC控制器(25)上設有用于存儲數(shù)據(jù)的存儲模塊(20)和用于接收數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)比對的處理模塊(21)，所述存儲模塊(20)內存儲有所述排煙囪(22)內含氧量最大閾值，所述處理模塊(21)接收所述含氧量傳感器(27)發(fā)送的實時含氧量數(shù)值，并對所述實時含氧量數(shù)值與所述存儲模塊(20)內存儲的所述含氧量最大閾值進行比較，若所述實時含氧量數(shù)值大于所述含氧量最大閾值，則所述PLC控制器(25)控制所述風機(801)和所述電磁閥(28)的開斷或頻率。5.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述燃燒頭(9)為金屬絲網(wǎng)燃燒頭，所述金屬絲燃燒頭呈豎直的圓筒狀，所述金屬絲網(wǎng)燃燒頭上均勻設有火焰分散孔。6.如權利要求2所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，兩個所述回水區(qū)(17)分別設有排污口( 18)。7.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述列管(4)的外表面上均勻設有銅翼翅片(19)。8.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述排煙囪(22)包括首尾連接的直管(30)和縱管(31)，所述直管(30)遠離所述縱管(31)的一端伸入至所述內膽(24)內，所述直管(30)內設有過濾器(32)，所述直管(30)頂端設有防塵網(wǎng)(33)。9.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述列管(4)圍繞所述爐膛(3)等間距分布。10.如權利要求1所述的帶有氧傳感器的全預混低氮純銅鍋爐，其特征在于，所述顯示器(26)上設有用于手動調控的控制按鈕(29)，所述控制按鈕(29)與所述PLC控制器(25)連接。
【文檔編號】F24H9/20GK205448274SQ201620125948
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月17日
【發(fā)明人】孟令賓
【申請人】北京葆藍科技有限公司