CN100376838C - 一种由蒸汽锅炉改成的导热油锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由蒸汽锅炉改成的导热油锅炉，包括主油罐、通过竖管与主油罐相连通的回油集油管和出油集油管，出油集油管和回油集油管之间通过循环管路相连，所述主油罐为原蒸汽锅炉的炉体，所述回油集油管和出油集油管为原蒸汽锅炉的排污管。本发明在基本保留了原有蒸汽锅炉的主体结构的前提下，将导热油技术科学地嫁接于传统地蒸汽锅炉中，不仅克服了传统蒸汽锅炉的种种缺点，比起目前市面上重新设计制造的导热油锅炉来说具有投资小、见效快的优点，改造容易，能合理利用现有资源，易于推广应用，具有明显的社会效益和经济效益。

Description

一种由蒸汽锅炉改成的导热油锅炉

技术领域：

本发明涉及一种工业锅炉，特别是一种用于设备加热的导热油锅炉。

背景技术：

长期以来，人们在工业中一般都以燃煤蒸汽锅炉来获得需要加热设备的蒸汽。目前常见的蒸汽锅炉装置一般包括炉体，炉体内设炉膛，炉体下方设有若干条排污管，炉体上部设有蒸汽出口以及压力表接口、温度表接口，每个接口分别与相应的装置相接；另外还包括用于对炉膛进行加风的鼓风机等。自从18世纪工业革命以来，这种燃煤蒸汽锅炉为人类文明社会发展以及科学技术的进步作出了举世公认的重大贡献。但是随着社会的不断发展，技术的不断进步，作为加热设备的燃煤蒸汽锅炉日益暴露出其缺点：(1)作为热载体的蒸汽，其所产生的温度是与压力成正比的，就是说，用热设备要求的温度越高，则需要的蒸汽压力越高，也就是对锅炉承载压力的要求越高。这对锅炉的安全操作总是有不可克服的内在因素；(2)用热设备是利用蒸汽潜热的释放而获得热能的，而残余蒸汽和冷凝水仍然保留的热量则得不到利用，造成能源极大地浪费；(3)蒸汽在使用过程中，往往排放出残存蒸汽和冷凝水，造成环境污染和恶化工作环境；(4)蒸汽对设备加热以后，就一次性地废弃，这是对水资源的很大浪费，如2吨/时锅炉为例，一天需要48吨水，按一个工作年计则约需15000吨水，这成千上万吨水就这样白白浪费掉。(5)锅炉中的水蒸发以后，很容易产生水垢，不但导致清垢的麻烦，而且影响传热效率。

利用燃煤锅炉产生蒸汽的加热设备长期以来一直处于支配地位，在二十世纪中期，有部分锅炉采用燃油这种燃料代替燃煤，而锅炉本体结构基本没作改动。固然燃油的优点非常明显，但成本比燃煤高这一缺点使其难于广泛应用，在中小锅炉中仍然采用燃煤为主。到二十世纪后半期，出现了电加热循环导热油技术，这是一种没有污染的能源，而且易于实现温度的高精度控制以及简化了设备，但电加热成本太高，因此也很难全面推广。鉴此，到目前为止燃煤蒸汽锅炉、燃油蒸汽锅炉以及电加热循环导热油锅炉等同时并存着。另外为了降低成本，市场上还出现了燃煤或燃油循环导热油加热装置，它完全放弃了原蒸汽锅炉的结构，而是重新设计全套装置。这种装置是可行的，但普遍存在造价高、制造技术难度大、结构复杂的缺点，而且目前我国的工业生产中还存在成千上万台的燃煤蒸汽锅炉，仍然在继续浪费着大量的煤资源、水资源并且存在严重的安全隐患。当今应该有一种在原有燃煤蒸汽锅炉的基础上，不用变动其内部结构即可改造成为循环导热油锅炉的技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种由蒸汽锅炉改成的导热油锅炉，这种装置基本保留了原有蒸汽锅炉的主体结构，从而克服蒸汽锅炉以及现有导热油锅炉的以上缺点。

为达到上述目的，本发明提供了一种由蒸汽锅炉改成的导热油锅炉，包括主油罐、通过竖管与主油罐相连通的回油集油管和出油集油管，出油集油管和回油集油管之间通过循环管路相连，所述主油罐为原蒸汽锅炉的炉体，所述回油集油管和出油集油管为原蒸汽锅炉的排污管。

该主油罐上设有用于调节主油罐油量的辅助油箱，该出油集油管的输出端依次设有截止阀、过滤器、循环泵、截止阀，该回油集油管的输入端设有止逆阀；另外主油罐上还装有温度传感器和压力传感器，该出油集油管的输出端设有用于测量出油温度的温度传感器，该回油集油管的输入端设有用于测量回油温度的温度传感器；其中主油罐上的温度传感器位于原蒸汽锅炉的温度表接口处，压力传感器位于原蒸汽锅炉的压力表接口处。

所述辅助油箱包括箱体、内压平衡管、液位显示视窗，内压平衡管延伸至箱内的顶端位置与大气相通，箱顶上安装有加油口气孔盖和气孔盖，箱体底部设有下加油口，该下加油口和内压平衡管分别对应主油罐上的加油口和内压平衡管接口；箱体上装有可调固定支架，固定支架上设有上接近开关和下接近开关，固定支架旁设有带浮子的信号杆，该信号杆位于箱体内的导向套内，信号杆上设有信号块。

作为进一步改进，本发明还包括火力调节装置，该火力调节装置包括鼓风机、用于调节鼓风机转速的变频电机以及变频调节器；另外本发明还包括用于显示设备工作状态并控制设备运行的显示控制装置。

本发明在基本保留了原有蒸汽锅炉的主体结构的前提下，将导热油技术

科学地嫁接于传统地蒸汽锅炉中，具有以下几个优点：

1)解决了蒸气锅炉的安全问题：由于蒸汽锅炉是在压力负载情况下运行的，当锅炉在内因或外因的作用下，如果造成破环，其蒸气的体积则会迅速膨胀导致爆炸；而循环导热油是在常压下运行的，即使锅炉导热油循环系统损坏，也不会发生导热油迅速膨胀而产生爆炸等事故，从而解决了锅炉的安全问题；

2)节省了大量的能源：循环导热油是加热设备的热载体，设备与锅炉成为有机一体封闭的循环系统，具有一定温度的导热油始终是在闭封循环系统中运行的，导热油加热设备后消耗了一部分热量，使温度有所下降，但在导热油中仍然保留剩余的热量并没有排放到循环系统外，这时导热油将重新进入锅炉进行热量补充，其所需的加热热量只是消耗的那部分热量，无须将全部热载体从室温加热到所需的温度，这就大大地节省了能源。2T/h蒸汽锅炉如果原来每年需20万元耗煤费用，则采用本发明进行改造后约可降至10万元/年；

3)能改善工作环境：作为工作介质的导热油始终在封闭系统内循环，不存在排污等问题，从而可保持良好的工作环境；

4)能节省大量水资源：本发明使用的是久效的导热油介质，可以循环重复使用，无需使用水资源，因此能节省大量水资源。

另外这种由蒸汽锅炉改造而成的导热油炉，比起目前市面上重新设计制造的导热油锅炉来说具有投资小、见效快的优点，改造容易，能合理利用现有资源，易于推广应用，具有明显的社会效益和经济效益。

附图说明：

图1是本发明的工作原理示意图；图2是主油罐的俯视图；图3是主油罐的侧视图；图4是辅助油箱结构示意图；图5是辅助油箱的工作原理示意图；图6是显示控制装置面板的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步的说明。

图1是本发明导热油锅炉的基本结构及工作原理示意图，主油罐1是原蒸汽锅炉的炉体，回油集油管2是原蒸汽锅炉两侧的排污管，出油集油管3是原蒸汽锅炉的后排污管，原蒸汽锅炉两端端盖分别改成回油集油管2和出油集油管3接口；出油集油管出口处加装循环泵4和温度传感器5，通过循环泵的作用，使导热油得以从主油罐1泵出，温度传感器5用于检测出油的温度；在循环泵4进油端装上过滤器46，在过滤器46进油端装上截止阀48，在循环泵出油端装上截止阀49；回油集油管的入口处加装温度传感器6，用于检测回油的温度；出油集油管和回油集油管之间用循环管路进行连接，回油集油管2的输入端安装上止逆阀50；循环管路穿过用热设备27，用热设备把循环管路分为输出管路7和输回管路8；在原蒸汽锅炉的蒸汽出口安装上辅助油箱9，原压力表接口安装上压力传感器10，原温度表接口安装上温度传感器11；检测控制系统，包括输出热油温度检测装置、回油温度检测装置、主油罐温度检测装置、循环系统压力检测装置和液位检测装置等，这些检测装置对整个设备的压力、温度和液位进行实时检测，以确保准确、安全和可靠地工作。

如图4和图5所示，辅助油箱9包括箱体12、液位显示视窗14等。主油罐中的热油，其体积随着温度的变化而变化，辅助油箱9起着调节主罐油量的作用。当罐中的导热油温度偏低时，体积缩小，则辅助油箱的导热油将进入罐中给予补充，当罐中热油温度升高时，体积膨胀，则罐中的导热油将溢出进入辅助油箱；辅助油箱还可起到使罐中导热油与大气压相平衡的作用；同时，液位显示窗口便于操作人员实时掌握系统的液位。

辅助油箱箱体底部的下加油口15和内压平衡管16分别连接到主罐上的加油口17和压力平衡孔接口18，内压平衡管一直延伸至箱内的顶端位置与大气相通，油箱体的箱顶上装有上加油口气孔盖19和气孔盖20。油箱体上面装有可调固定支架21，支架上分别设有上接近开关22和下接近开关23，上、下接近开关的位置可以调节，在固定支架的相邻对面安装带浮子24的信号杆25，信号杆装在导向套29中。信号杆的浮子随液位的升降而升降，从而带动信号杆的升降，当信号杆上的信号块26与接近开关22、23接近时就输出信号，由此显示液位上、下极限位置和正常位置，以便掌握系统运行时的液位。

火力调节装置53是由原鼓风机和更换后的变频电机以及变频调节器组成，鼓风机的转速可随变频调节器的调节而变化，以便根据炉膛的火力要求对风量进行调节，实现设备中所要求的温度。在原有的锅炉中其鼓风机是一般异步电动机，其风量是不能控制的，即对火力也无法调节；采用变频电机后，可以根据输出热油温度的高低，调节其鼓风机的风量，既达到调节温度的目的，又达到节省能源的目的。

下面简单说明一下设备的工作过程：设备在运转前，将导热油充满主油罐及其连通的所有管道和被加热的设备，使液位处在辅助油箱下液位，此时循环泵开始工作，使整个循环系统逐步升温。当系统中的温度升至所要求的温度时，具有一定温度的热油从主油罐经过后竖管进入出油集油管，通过过滤器46获得干净的热油由循环泵4进入输出管路7，在进入输出管路之前，由温度传感器5测得输出热油温度；热油通过输出管路，经截止阀51进入用热设备27；释放热量后的导热油经止逆阀52进入输回管路8，当导热油将进入回油集油管前由温度传感器6测得回油温度，然后分别进入回油集油管，随后通过其连通的竖管回到主油罐，至此完成一个循环周期。消耗掉一部分热量的热油经过锅炉重新加热后，进入下一个循环，并不断循环往复地进行下去，实现对用热设备的加热目的。

当运行过程中，系统的热油温度发生变化，其进入用热设备27的温度由温度传感器5进行检测并在显示控制装置面板上予以显示，如果温度过高则应使火力调节装置降低转速，使火力降低；如果温度过低，则应使火力调节装置提高转速，使火力提高。当运行过程中，液位发生变化时，如果液位达到上限，则操作热油进行溢流；如果液位降至下限，则向设备加进适当的油量。

图6为显示控制装置面板的示意图，该面板上包括有：主油罐油温表32、出油温度表33、回油温度表34、主油罐压力表35、电源电压表37、循环泵电机电流表38、变频电机转速(风量)表39、排烟机电流表40、上液位显示41、正常液位显示42、下液位显示43、电源开关44、风量调节器45。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式。除了以上的结构形式之外，本发明的循环系统还可以采用其他的方案，如将出油端和回油端互换位置，或选择其他接口组合成循环管路的进口和出口；所述辅助油箱的结构也可以作一定的变形；用于改造的蒸汽锅炉既可以是燃煤锅炉也可以是燃油锅炉。对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，只要采用了蒸汽锅炉作为导热油锅炉的主体结构，并在其基础上增加或改动一些部件，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种由蒸汽锅炉改成的导热油锅炉，包括主油罐(1)、通过竖管(47)与主油罐(1)相连通的回油集油管(2)和出油集油管(3)，出油集油管和回油集油管之间通过循环管路(7、8)相连，其特征在于：所述主油罐为原蒸汽锅炉的炉体，所述回油集油管(2)和出油集油管(3)为原蒸汽锅炉的排污管。

2.根据权利要求1所述的导热油锅炉，其特征在于：该主油罐(1)上设有用于调节主油罐油量的辅助油箱(9)，该出油集油管(3)的输出端依次设有截止阀(48)、过滤器(46)、循环泵(4)、截止阀(49)，该回油集油管(2)的输入端设有止逆阀(50)。

3.根据权利要求2所述的导热油锅炉，其特征在于：该主油罐(1)上装有温度传感器(10)和压力传感器(11)，该出油集油管(3)的输出端设有用于测量出油温度的温度传感器(5)，该回油集油管(2)的输入端设有用于测量回油温度的温度传感器(6)。

4.根据权利要求3所述的导热油锅炉，其特征在于：主油罐(1)上的温度传感器(10)位于原蒸汽锅炉的温度表接口处，压力传感器(11)位于原蒸汽锅炉的压力表接口处。

5.根据权利要求2至4任何一项所述的导热油锅炉，其特征在于：所述辅助油箱(9)包括箱体(12)、内压平衡管(16)、液位显示视窗(14)，内压平衡管(16)延伸至箱内的顶端位置与大气相通，箱顶上安装有加油口气孔盖(19)和气孔盖(20)，箱体底部设有下加油口(15)，该下加油口和内压平衡管(16)分别对应主油罐上的加油口(17)和内压平衡管接口(18)；箱体上装有可调固定支架(21)，固定支架上设有上接近开关(22)和下接近开关(23)，固定支架旁设有带浮子(24)的信号杆(25)，该信号杆位于箱体内的导向套(29)内，信号杆上设有通过与上、下接近开关配合来显示液位上下极限位置和正常位置的信号块(26)。

6.根据权利要求1至4任何一项所述的导热油锅炉，其特征在于：还包括火力调节装置，该火力调节装置包括鼓风机、用于调节鼓风机转速的变频电机以及变频调节器。

7.根据权利要求1至4任何一项所述的导热油锅炉，其特征在于：还包括用于显示设备工作状态并控制设备运行的显示控制装置。

Images