CN102559432B - 节能蒸煮系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特别适用于食品蒸煮加热过程中用来煮沸底锅水产生蒸汽的蒸煮系统。本发明所提供的能增加热交换面积、提高热利用效率的节能蒸煮系统，其包括蒸煮锅和其下面的燃烧室，在蒸煮锅的下面安装有换热水箱，上述换热水箱的内腔与蒸煮锅内部连通；在上述换热水箱中设置有高温换热室，高温换热室的内腔与换热水箱的内腔之间为密闭结构；高温换热室的内腔与燃烧室连通；在上述高温换热室上还设置有出烟口；在高温换热室中排布安装有高温换热管，高温换热管上下贯穿高温换热室的上下壁并与换热水箱的内腔连通；在燃烧室中安装有燃烧机，上述高温换热管安装在燃烧机的烧嘴的前方。本发明可降低能源消耗，减少废气排放，降低生产成本。

Description

节能蒸煮系统
技术领域
本发明涉及锅炉技术、食品加工设备领域，特别是一种适用于食品蒸煮加热过程中用来煮沸底锅水或者使底锅水产生蒸汽的蒸煮系统。
背景技术
当前，白酒酿造工艺流程中对发酵后的酒糟进行蒸馏取酒。现在大部分的白酒酿造企业主要的加热方式有蒸汽集中供汽加热和用气体燃料单独对每甑酒甑进行可控制的直燃式加热。相比较而言，直接燃烧加热的方式更节约能源和便于控制，是目前白酒生产的发展方向。但是目前的燃气直接燃烧加热方式都是传统的燃烧火焰加热锅底进行热交换，由于受底锅的外观形状和使用环境的限制，在节能降耗和满足工艺要求两方面不能平衡兼容，而且容易产生焦锅、干锅、烧梆等现象。
为了提高节能效果，普遍采用的方式是在甑锅上设置换热烟道，延长燃气的换热时间，提高换热效率，如中国专利97244845.4，名称为“回笼式酿酒甑锅”和200420060888.X，名称为“酒锅”，但这些结构都还是存在燃气燃烧不完全和热交换不充分的缺点，造成浪费，一般燃气用量为900M3/T。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能增加热交换面积、提高热利用效率的节能蒸煮系统。
本发明所采用的节能蒸煮系统，包括蒸煮锅和其下面的燃烧室，在蒸煮锅的下面安装有换热水箱，上述换热水箱的内腔与蒸煮锅内部连通；在上述换热水箱中设置有高温换热室，高温换热室的内腔与换热水箱的内腔之间为密闭结构；高温换热室的内腔与燃烧室连通；在上述高温换热室上还设置有出烟口；在高温换热室中排布安装有高温换热管，高温换热管上下贯穿高温换热室的上下壁并与换热水箱的内腔连通；在燃烧室中安装有燃烧机，上述高温换热管安装在燃烧机的烧嘴的前方。
在高温换热室的出烟口上安装有热交换管，热交换管采用蛇形或U型盘绕在换热水箱中。
在热交换管的后端连接设置有低温换热室；上述低温换热室安装在换热水箱的内腔中，低温换热室的内腔与换热水箱内腔之间为密闭结构；在上述低温换热室上连接有带出烟口的热气回路。
在上述低温换热室中排布安装有低温换热管，低温换热管上下贯穿低温换热室的上下壁并于换热水箱的内腔连通。
与风机出风口连接的进风管插入到上述的热气回路中，在进风管的外面还安装有进风换热管，并在进风管和进风换热管之间形成送风通道，上述送风通道通过进风通道与燃烧机的进风口连通。
在所述的进风换热管上安装与热气回路轴向并行的换热内管，换热内管为两端在进风换热管之外的空心通管。
在低温换热室的热气回路出烟口外安装余热锅炉，余热锅炉的热水出口通过余热回水管连接到换热水箱中。
所述的余热锅炉包括在热气回路出烟口外依次安装的高温余热锅炉和低温余热锅炉。
在蒸煮锅与换热水箱之间的连通面上设置有均热板，均热板上排列有若干上下贯通的均热孔。
本发明可提高食品蒸煮加热和白酒酿造的热能吸收利用效率，降低能源消耗，减少废气排放，降低生产成本，生产白酒一般燃气用量从现在的900M3/T降低到500M3/T，甚至更低，还适用于食品工业中需要蒸煮的设备使用。同时还具有安全，高效，体积小的优点，有利用推广普及。
附图说明
图1是本发明节能蒸煮系统的主视示意图；
图2是图1中的A向放大图；
图3是本发明节能蒸煮系统的俯视示意图；
图4是图3中的局部放大图。
图中附图标记：1-蒸煮锅、2-隔热保温层、3-高温换热室、4-燃烧室、5-换热水箱、6-烧嘴、7-燃烧机、8-高温换热管、9-热交换管、10-均热板、11-均热孔、12-低温换热室、13-低温换热管，14-热气回路、15-进风管、16-进风通道、17-换热内管、18-风机、19-高温余热锅炉、20-低温余热锅炉、21-余热回水管、22-酒甑、23-进风换热管、24-送风通道。
具体实施方式
本发明的节能蒸煮系统，包括容纳产生蒸汽的加热水的蒸煮锅1和其下面的供热的燃烧室4。在蒸煮锅1的下面安装有换热水箱5，换热水箱5的内腔与蒸煮锅1内部连通，相互之间的加热水能够相互流动。在上述换热水箱5中设置有高温换热室3，高温换热室3的内腔与换热水箱5内腔之间为密闭结构，即高温换热室3的周壁都浸没在换热水箱5的加热水中，同时保证换热水箱5的加热水不能进入到高温换热室3的内腔中。高温换热室3的内腔与燃烧室4连通，接受燃烧了后加热。在高温换热室3中排布安装有高温换热管8，高温换热管8上下贯穿高温换热室3的上下壁并与换热水箱5的内腔连通，这样就增加了热交换效果。在上述燃烧室4中安装有燃烧机7，上述高温换热管8安装在燃烧机7的烧嘴6的前方，高温换热管8的加热效果最佳。在上述高温换热室3上还设置有出烟口，排出由燃烧室4燃烧产生的废气。
下面结合附图和用于白酒生产的酒甑煮锅的实施例对发明作详细说明。
如图1所示的酒甑蒸煮锅，包括酒甑22和下面的产生蒸汽的蒸煮锅1。蒸煮锅1的下面安装有与蒸煮锅1内部连通的换热水箱5，在蒸煮锅1和换热水箱5的外面设置有隔热保温层2。换热水箱5的加热是采用燃烧机7进行加热。燃烧机7的烧嘴6设置在燃烧室4中，上述燃烧室4连接有安装在换热水箱5中的高温换热室3，在高温换热室3中排布安装有若干根高温换热管8，高温换热管8安装在烧嘴6的前方。高温换热室3的内腔与换热水箱5内腔之间为密闭结构，高温换热管8的上下贯穿高温换热室3的上下壁。在燃烧室4中的燃气燃烧后，加热烟气将高温换热室3加热后，通过高温换热室3浸没在换热水箱5的水中将水加热，同时还可以通过高温换热室3中热气与高温换热管8的热交换，再通过高温换热管8与管中水的进行热交换，由于高温换热管8的总表面积是原有底锅的3倍以上，极大的增加热交换面积，提高整体的热交换效率。高温换热管8的上下贯穿高温换热室3的上下壁，还能增强高温换热管8内的水受热产生的循环流动，使蒸煮锅1和换热水箱5之间的水加热更快和均匀。由于燃烧机7的烧嘴8直接在燃烧室4内燃烧，通过高温换热管8加热底锅水，热交换的效率明显提高，节约能源，而且彻底解决以前蒸煮锅的边部在水量减少后受热产生的烧梆现象。高温换热管8的数量和排布方式根据高温换热室3的形状、大小和甑酒加热的需要设置。
在高温换热室3的出烟口上安装有热交换管9，热交换管9采用蛇形、U型等方式盘绕在换热水箱5中，然后将高温换热室3中燃烧后的烟气排出。热交换管9的数量可以为多根，这样就能在相同截面积时增加热交换管9的表面积，提高其热交换效率。采用这种热交换管的布置方式，就能利用燃烧后的烟气通过热交换管与换热水箱5中的水再进行热交换，提高热交换的效率，使换热水箱5中的水沸腾时间缩短。
由于经过热交换管9后的烟气仍然具有一定的热量和温度，为了再进一步提高烟气的热交换效率，还可以在热交换管9的后端即烟气出口处再设置一个低温换热室12，其所谓的低温是相对于高温换热室的燃气温度而言，相对温度较低。低温换热室12也是安装浸没在换热水箱5的水中，低温换热室12的内腔与换热水箱5内腔之间与高温换热室3相同也为密闭结构，低温换热室12的一端与热交换管9连接，另一端与带出烟口的热气回路14连接，同时在低温换热室12也安装有贯穿低温换热室12上下壁的低温换热管13。烟气通过低温换热室12时将对低温换热室12和低温换热管13进行加热，从而充分利用烟气余热对换热水箱5中的水进行加热。
采用这三种换热方式的组合，能显著提高设备的整体换热能力，通过实验，在燃烧室温度达到600℃，从低温换热室12排除的烟气温度可以降低到150℃，而且烟气的整个排出路线中的高温换热室3、热交换管9、低温换热室12都浸没在换热水箱5内腔中，因此其热能利用效率将现有的所有开放式或半开放式的加热系统明显的显著提高。
为了使高温热交换管8中的高温加热水与蒸煮锅1上部的水混合充分实现热交换，在蒸煮锅1与换热水箱5之间连通面上设置有均热板10，均热板10上排列有若干上下贯通的均热孔11。换热水箱4中被加热的高温水向上流动时，经过均热板10上的均热孔11导向，均匀地与蒸煮锅1中的水混合，避免加热不均。
由于在本实施例中采用在密闭的高温换热室3中充分燃烧，因此按照原来的开放式燃烧方式的结构不能实现，而采用能够解决燃燃烧过程中供氧的燃烧机7。燃烧机7的进风通道16上安装有风机18，利用风机18的供风使高温换热室3中的燃气充分燃烧。为了提高进风通道16中的空气温度，增加燃气的燃烧效率，风机18送出风的进风管15插入到低温燃烧室12的出口后的热气回路14中，在进风管15的外面还安装有进风换热管23，并在进风管15和进风换热管23之间保留一定的空间形成送风通道24。进风换热管23上除开有与进风通道16连通的孔外，其余为密封。进风通道16与燃烧机7的进风口连接而为燃烧机提供预热后的助燃空气。从风机18中送出的空气在经进风管15进入送风通道24后，受到热气回路14中的烟气余热加热再通过进风通道16送入高温燃烧室3中，这样就能提高高温燃烧室3的燃烧效率。在此基础上，还可以再进一步提高在送风通道24中的空气加热效果，在进风换热管23上安装与热气回路14轴向并行的换热内管17，换热内管17为两端在进风换热管23之外的空心通管，由于换热内管17与热气回路14轴向并行，有利于烟气顺利的进入到换热内管17内，且不会影响烟气的排放，换热内管17中的烟气将换热内管17的外壁加热后就可以提高送风通道24中的空气换热效果。换热内管17的数量根据需要可以设置为多根均布在送风通道24中。
为了更进一步的利用排出烟气的余热，在低温换热室12的烟气出口外安装余热锅炉，吸收烟气余热。同时因为蒸煮锅1在生产过程中需要添加水，因此将余热锅炉中的热水通过余热回水管21输送到换热水箱5中。在本实施例中采用两个余热锅炉，在靠近低温换热室12的烟气出口安装高温余热锅炉19。通过了高温余热锅炉19的烟气由于温度降低，所以又安装有低温余热锅炉20对烟气中的余热进一步利用。当然这种两级余热锅炉的方式也可以用于采用了热气回路14和送风通道24的结构，相应的高温余热锅炉19安装在热气回路14的出口后面。通过这两级余热吸收，通过实验表明在两级余热锅炉之后排除的烟气温度能够控制在50℃左右，因此节能效果十分显著。
对于传统的甑酒工艺，其蒸煮锅为圆形，将换热水箱5的横截面设计为小于蒸煮锅1的横截面，在满足需要的蒸汽产生量的前提下前减少底锅水，降低烧开底锅水需要的燃料用量。

Claims (9)

1.节能蒸煮系统，包括蒸煮锅和其下面的燃烧室，其特征在于，
在蒸煮锅(1)的下面安装有换热水箱(5)，上述换热水箱(5)的内腔与蒸煮锅(1)内部连通；
在上述换热水箱(5)中设置有高温换热室(3)，高温换热室(3)的内腔与换热水箱(5)内腔之间为密闭结构；高温换热室(3)的内腔与燃烧室(4)连通；在上述高温换热室(3)上还设置有出烟口；
在上述高温换热室(3)中排布安装有高温换热管(8)，高温换热管(8)上下贯穿高温换热室(3)的上下壁并与换热水箱(5)的内腔连通；
在上述燃烧室(4)中安装有燃烧机(7)，上述高温换热管(8)安装在燃烧机(7)的烧嘴(6)的前方。
2.如权利要求1所述的节能蒸煮系统，其特征在于，在高温换热室(3)的出烟口上安装有热交换管(9)，热交换管(9)采用蛇形或U型盘绕在换热水箱(5)中。
3.如权利要求2所述的节能蒸煮系统，其特征在于，
在热交换管(9)的后端连接设置有低温换热室(12)；
上述低温换热室(12)安装在换热水箱(5)的内腔中，低温换热室(12)的内腔与换热水箱(5)内腔之间为密闭结构；
在上述低温换热室(12)上连接有带出烟口的热气回路(14)。
4.如权利要求3所述的节能蒸煮系统，其特征在于，在上述低温换热室(12)中排布安装有低温换热管(13)，低温换热管(13)上下贯穿低温换热室(12)的上下壁并于换热水箱(5)的内腔连通。
5.如权利要求4所述的节能蒸煮系统，其特征在于，与风机(18)出风口连接的进风管(15)插入到上述的热气回路(14)中，在进风管(15)的外面还安装有进风换热管(23)，并在进风管(15)和进风换热管(23)之间形成送风通道(24)，上述送风通道(24)通过进风通道(16)与燃烧机(7)的进风口连通。
6.如权利要求5所述的节能蒸煮系统，其特征在于，在所述的进风换热管(23)上安装与热气回路(14)轴向并行的换热内管(17)，换热内管(17)为两端在进风换热管(23)之外的空心通管。
7.如权利要求3所述的节能蒸煮系统，其特征在于，在低温换热室(12)的热气回路(14)出烟口外安装余热锅炉，余热锅炉的热水出口通过余热回水管(21)连接到换热水箱(5)中。
8.如权利要求7所述的节能蒸煮系统，其特征在于，所述的余热锅炉包括在热气回路(14)出烟口外依次安装的高温余热锅炉(19)和低温余热锅炉(20)。
9.如权利要求1所述的节能蒸煮系统，其特征在于，在蒸煮锅(1)与换热水箱(5)之间的连通面上设置有均热板(10)，均热板(10)上排列有若干上下贯通的均热孔(11)。
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