CN103335400B - 节能锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能锅炉，它包括主炉和副炉，主炉和副炉均为水套炉，主炉水套与副炉水套通过法兰连接，主炉内设有燃烧室和二次燃烧室，二次燃烧室环设在燃烧室外侧，并与燃烧室连通，副炉内设有三次燃烧室和四次燃烧室，三次燃烧室环设在四次燃烧室外侧，并与四次燃烧室连通，二次燃烧室与三次燃烧室通过法兰连通；燃烧室内涂覆有助燃层，使燃烧更加充分，在烟囱内设有水平回旋重力排烟装置，将烟气中的烟尘进行沉降，提高环保效果，燃烧室与水舱之间穿装有蒸汽导管，从而使水舱内的水雾化形成水蒸汽，水蒸汽的通过蒸汽导管进入燃烧室，与燃煤作用产生水煤气、煤焦油等高效可燃物，提高燃烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及采暖设备，特别是涉及一种节能锅炉。
背景技术
我国是煤炭储量、生产、消耗大国，每年煤炭消耗数十亿吨，煤炭燃烧带来的高污染、高排放、资源浪费等严重问题有目共睹，其未来的问题更是不堪预测；经济发展、资源节约、环境保护关系到中华民族复兴的大业成败。
目前我国使用的各种中小燃煤取暖锅炉造成的问题尤为突出，其治理难度大且繁琐；使用清洁能源支撑经济持续有效发展是可取之策，但是由于我国是人均石油、天燃气资源贫乏国家。随之经济高速发展，对石油、天燃气资源需求日趋紧迫，如何有效利用我国现有煤炭资源支撑社会长期需求与经济绿色健康持续发展是特别优先考虑的国策；有效提高燃煤锅炉的燃煤效率、减轻污染、减少排放、综合利用势在必行；其中燃煤锅炉充分燃烧、热能的充分利用、燃烧实时闭环控制、减少黑烟等有害烟雾排放是问题的关键所在。
现有的锅炉存在如下缺陷：①现有锅炉只是单独炉体，热交换面积小、热交换时间短，热能利用率低；②燃煤与氧气得不到有效融合，燃烧不充分、易冒黑烟、效率低、污染排放高，尤其是锅炉在点火及填煤时黑烟及有害烟雾排放严重；③燃煤在燃烧过程中通常是自身与氧气作用燃烧发热，理想状态下其发热量为燃煤固有的热值发热量，其未能有效利用高温燃煤及高温储热体与外界物质作用产生新的高效可燃物（如与适量水反应，产生水煤气等）来提高发热量；④煤燃烧过程中使用鼓风、除尘、除烟机等设备，使得煤燃烧的热能没有充分时间进行热交换，便被排放到大气中，同时消耗大量电能；另外未做到燃烧实时闭环控制，致使热能释放过快，造成热能流失过快；⑤炉体外没有保温措施，热能损失严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能锅炉，用以解决上述现有技术的缺陷。
为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种节能锅炉，它包括主炉和副炉，所述主炉和副炉均为水套炉，所述主炉水套与副炉水套通过法兰连接，主炉内设有燃烧室和二次燃烧室，所述二次燃烧室环设在燃烧室外侧，并与燃烧室连通，所述副炉内设有三次燃烧室和四次燃烧室，所述三次燃烧室环设在四次燃烧室外侧，并与四次燃烧室连通，所述二次燃烧室与三次燃烧室通过法兰连通。
进一步的，所述主炉底部安装有降尘水舱，所述降尘水舱与燃烧室之间穿装有蒸汽导管，降尘水舱壁上装置有百叶窗、调风电机和引烟机。
进一步的，所述燃烧室内涂覆有助燃层。
进一步的，所述副炉底部安装有底舱。
进一步的，所述四次燃烧室顶部安装有烟囱，所述烟囱内固装有水平回旋重力排烟尘装置。
进一步的，所述水平回旋重力排烟尘装置包括导风管和弧形板，所述导风管包括封闭圆管和固装在其壁上的导流柱，所述弧形板两端为内弯设置，所述导流柱设置在弧形板的弧口处。
进一步的，所述烟囱内分别装置有喷水降尘装置和喷雾脱硫装置。
进一步的，所述燃烧室、二次燃烧室、三次燃烧室和四次燃烧室的内壁、外壁均固装有翅片。
进一步的，所述二次燃烧室和三次燃烧室底部均设有排灰口。
进一步的，所述燃烧室内安装有储能球和喷水装置，所述喷水装置设置在储能球上方，燃烧室室壁安装有燃烧机及助燃喷油装置。
进一步的，所述烟囱内安装有三通阀，所述三通阀通过导烟管与引烟机连通。
进一步的，所述烟囱内安装有燃烧筒，所述燃烧筒内固装有螺旋叶片，燃烧筒筒壁安装有燃烧机，燃烧筒内分别安装有喷水降尘装置和喷雾脱硫装置。
进一步的，所述主炉外壁、副炉外壁和烟囱外壁均涂覆有保温层。
采用上述技术方案，本发明的技术效果有：本发明节能燃煤锅炉，由主炉和副炉组成；主炉内设有相互连通的燃烧室和二次燃烧室；副炉内设有相互连通的三次燃烧室和四次燃烧室；燃烧室以燃烧为主、热交换为辅，二次燃烧室以热交换为主、以燃烧为辅，三次燃烧室及四次燃烧室以热交换为主；燃煤经过燃烧室、二次燃烧室充分燃烧，热能经过三次燃烧室、四次燃烧室、烟囱的多次充分交换，增加热交换面积、延长热交换行程及时间，四次燃烧室内安装有燃烧筒，燃烧筒内固装有螺旋叶片和燃烧机，将烟黑等有害烟雾燃尽，可明显减少黑烟等有害烟雾排放；主炉体为上封闭下开放式结构，从而使燃煤分层焦化剥离充分燃烧；主炉和副炉外壁均覆盖有保温层，燃烧室顶部盖装有隔热顶盖，降低水套散热量，进一步提高热量利用率；二次燃烧室和三次燃烧室底部设置的排灰口。
燃烧室内涂覆有助燃层，使燃煤燃点降低，有助于燃烧；燃烧室室壁安装有燃烧机及助燃喷油装置，其在锅炉点火及填煤时自动启动燃烧，可以明显降低黑烟及一氧化碳等有害气体排放；在烟囱内设有水平回旋重力排烟尘装置，将烟气中的烟尘进行沉降，提高环保效果；在烟囱内设有喷水降烟尘及喷雾脱硫装置，在烟囱内设有内外热交换器，进一步提高热效率；燃烧室、二次燃烧室、三次燃烧室和四次燃烧室的内外壁均设有翅片，提高燃烧室、二次燃烧室、三次燃烧室及四次燃烧室吸热面积及主炉水套、副炉水套内的导热面积，提升锅炉的热交换效率。
燃烧室与水舱之间穿设有蒸汽导管，燃煤燃烧时加热蒸汽导管，蒸汽导管使水舱内的水雾化形成水蒸汽，水蒸汽的通过蒸汽导管进入燃烧室，与燃煤作用产生水煤气等高效可燃物，进一步提高燃烧效率。
通常锅炉点火或填煤时易产生黑烟及一氧化碳等烟尘，通过三通阀及引烟机配合，将黑烟通过导管引导至主燃烧室内继续燃烧，之后恢复烟囱排烟功能。
附图说明
图1是本发明节能锅炉的结构示意图；
图2是本发明水平回旋重力排烟装置的结构示意图；
其中：1、主炉，2、副炉，3、燃烧室，4、二次燃烧室，5、三次燃烧室，6、四次燃烧室，7、补水箱，8、降尘水舱，9、蒸汽导管，10、回水口，11、主炉水套，12、炉箅，13、水平回旋重力排烟尘装置，14、底舱，15、排灰口，16、出水口，17、翅片，21、副炉水套，22、储水箱，23、烟囱，24、保温层，25、测温传感器，26、观察窗，27、顶盖，28、导流板，29、热交换水套，30、法兰，31、储能球，32、喷水装置，33、助燃层，61、燃烧筒，62、螺旋叶片，63、燃烧机，64、烟囱法兰， 81、百叶窗，82、调风电机，83、引烟机，84、燃烧机及助燃喷油装置，131、导风管，132、弧形板，133、封闭圆管，134、导流柱，231、喷水降尘装置，232、喷雾脱硫装置，233、三通阀，234、导烟管。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明节能锅炉的结构示意图，它包括主炉1和副炉2，主炉1和副炉2均为水套炉，主炉1和副炉2外壁均涂覆有保温层24，降低主炉水套11和副炉水套21的散热量，进一步提高热量利用，主炉水套11与副炉水套21通过法兰30连接，主炉1内设有燃烧室3和二次燃烧室4，二次燃烧室4环设在燃烧室3外侧，并与燃烧室3连通，副炉2内设有三次燃烧室5和四次燃烧室6，三次燃烧室5环设在四次燃烧室6外侧，并与四次燃烧室6连通，二次燃烧室4与三次燃烧室5通过法兰30连通，二次燃烧室4和三次燃烧室5内均固装有导流板28，用于引导热能流向，二次燃烧室4和三次燃烧室5底部均设有排灰口15，为了增加燃烧室3内的燃煤燃烧效率，在燃烧室3内涂覆有助燃层33，考虑到锅炉整体强度和加工方便，因此，将燃烧室3、二次燃烧室4、三次燃烧室5和四次燃烧室6均设置为圆筒形，燃烧室3、二次燃烧室4、三次燃烧室5和四次燃烧室6的内壁、外壁均固装有翅片17，从而提高燃烧室3、二次燃烧室4、三次燃烧室5和四次燃烧室6的放热面积和主炉水套11、附炉水套21的吸热面积，提升热交换效率；主炉1顶部安装有补水箱7，补水箱7与主炉水套11连通，主炉1底部安装有降尘水舱8，燃烧室3顶部盖装有顶盖27，打开顶盖27向燃烧室3内放入燃煤，其底部固装有炉箅12，降尘水舱8与燃烧室3之间穿装有蒸汽导管9，降尘水舱8壁上装置有百叶窗81、调风电机82和引烟机83，有效控制燃煤燃烧速率，主炉1外壁设有与主炉水套11连通的回水口10，在回水口10上安装测温传感器25，测量回水口10内热水的温度，燃烧室3室壁上开设有观察窗26，观察燃烧室3内燃煤的燃烧情况，燃烧室3内安装有储能球31和喷水装置32，喷水装置32设置在储能球31上方，储能球31用于存储热能，当燃烧室温度达到一定数值时，控制喷水装置32向储能球31喷水，从而产生可燃烧气体，提高燃烧效率，控制喷水装置32，向燃烧室3内喷洒水蒸气，产生水煤气等可燃性气体，明显提高燃烧效率，既节能减排又无污染，在主炉1顶部安装一个与燃烧室3连通的测温传感器25，用以显示燃烧室3内的温度；考虑到锅炉在点火及填煤时产生较多黑烟及有害烟雾，燃烧室3室壁安装有燃烧机及助燃喷油装置84，锅炉在点火及填煤时自动启动燃烧，可明显降低黑烟等排放，烟囱23由烟囱法兰64拼接固定，在烟囱23内安装有三通阀233，三通阀233通过导烟管234与引烟机83连通，引烟机83将黑烟等及有害烟雾通过导烟管234和三通阀233引导至燃烧室3内继续燃烧，烟囱23内安装有燃烧筒61，燃烧筒61内固装有螺旋叶片62，燃烧筒61筒壁安装有燃烧机63，燃烧筒61内分别安装有喷水降尘装置231和喷雾脱硫装置232，螺旋叶片62用于降低烟尘流速、沉降粉尘，燃烧机63将烟黑等有害烟雾燃烧，降低环境污染。
副炉2顶部分别安装有储水箱22和烟囱23，储水箱22与副炉水套连21连通，当回水温度低于设定值时，储水箱22及时向副炉水套21提供热水，当回水温度高于设定值时，副炉水套21向储水箱22储存热水，烟囱23安装在四次燃烧室6顶部，烟囱23内固装有水平回旋重力排烟尘装置13，副炉2底部安装有底舱14，副炉2外壁设有与副炉水套21连通的出水口16，在出水口16上安装有测温传感器25，测量出水口16内的热水温度，烟囱23内分别装置有喷水降尘装置231和喷雾脱硫装置232，降低烟尘的浓度并去除烟尘中的有害气体，降低对环境的污染，烟囱23内侧和外侧均设有相互连通的热交换水套29，以便更好的利用烟囱23中的热量，进一步提高热量利用效率。
如图2所示，本发明水平回旋重力排烟尘装置的结构示意图，它包括导风管131和弧形板132，导风管131包括封闭圆管133和固装在其壁上的导流柱134，为了加工方便，将封闭圆管133和导流柱134制作成一体，弧形板132两端为内弯设置，导流柱134设置在弧形板132的弧口处，水平回旋重力排烟尘装置13上下、左右设置为多个，从而对烟气中的烟尘进行多次沉降，进一步降低烟尘对环境的污染。
本发明节能燃煤锅炉，由主炉和副炉组成；主炉内设有相互连通的燃烧室和二次燃烧室；副炉内设有相互连通的三次燃烧室和四次燃烧室；燃煤经过燃烧室、二次燃烧室、三次燃烧室和四次燃烧室的多次充分燃烧，增加热交换面积、延长热交换行程及时间，烟囱内安装有燃烧筒，燃烧筒内固装有螺旋叶片，燃烧筒筒壁安装有燃烧机，螺旋叶片用于沉降黑烟中的粉尘，燃烧机将黑烟等有害烟雾燃尽，可明显减少黑烟等有害烟雾排放；主炉体形成上封闭下开放式结构，从而使燃煤分层焦化剥离充分燃烧；主炉外壁、副炉外壁和烟囱外壁均涂覆有保温层，燃烧室顶部盖装有顶盖，降低水套散热量，进一步提高热量利用率；二次燃烧室和三次燃烧室底部设置的排灰口。
燃烧室内涂覆有助燃层，使燃煤燃点降低，有助于燃煤的燃烧；在烟囱内设有水平回旋重力排烟装置，将烟气中的烟尘进行沉降，使其沉降在副炉的底舱内，提高环保效果；在烟囱内设有喷水降烟尘及喷雾脱硫装置，在烟囱内设有内外热交换器，进一步提高热效率；燃烧室、二次燃烧室、三次燃烧室和四次燃烧室的内外壁均设有翅片，提高燃烧室、二次燃烧室、三次燃烧室及四次燃烧室吸热面积及主炉水套、副炉水套内的导热面积，提升锅炉的热交换效率。
燃烧室与水舱之间穿设有蒸汽导管，燃煤燃烧时加热蒸汽导管，蒸汽导管使水舱内的水雾化形成水蒸汽，水蒸汽的通过蒸汽导管进入燃烧室，与燃煤作用产生水煤气等高效可燃物，进一步提高燃烧效率。
锅炉点火或填煤时易产生黑烟及一氧化碳等烟尘，首先燃烧机及助燃喷油装置在锅炉点火及填煤时自动启动燃烧，可明显降低黑烟等排放，其次通过三通阀及引烟机配合，将黑烟通过导管引导至主燃烧室内继续燃烧，之后恢复烟囱排烟功能。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (13)
1.一种节能锅炉，其特征在于：它包括主炉（1）和副炉（2），主炉（1）和副炉（2）均为水套炉，主炉水套（11）与副炉水套（21）通过法兰（30）连接，主炉（1）内设有燃烧室（3）和二次燃烧室（4），所述二次燃烧室（4）环设在燃烧室（3）外侧，并与燃烧室（3）连通，所述副炉（2）内设有三次燃烧室（5）和四次燃烧室（6），所述三次燃烧室（5）环设在四次燃烧室（6）外侧，并与四次燃烧室（6）连通，所述二次燃烧室（4）与三次燃烧室（5）通过法兰（30）连通。
2.根据权利要求1所述的节能锅炉，其特征在于：所述主炉（1）底部安装有降尘水舱（8），所述降尘水舱（8）与燃烧室（3）之间穿装有蒸汽导管（9），降尘水舱（8）壁上装置有百叶窗（81）、调风电机（82）和引烟机（83）。
3.根据权利要求1或2所述的节能锅炉，其特征在于：所述燃烧室（3）内涂覆有助燃层（33）。
4.根据权利要求1所述的节能锅炉，其特征在于：所述副炉（2）底部安装有底舱（14）。
5.根据权利要求1所述的节能锅炉，其特征在于：所述四次燃烧室（6）顶部安装有烟囱（23），所述烟囱（23）内固装有水平回旋重力排烟尘装置（13）。
6.根据权利要求5所述的节能锅炉，其特征在于：所述水平回旋重力排烟尘装置（13）包括导风管（131）和弧形板（132），所述导风管（131）包括封闭圆管（133）和固装在其壁上的导流柱（134），所述弧形板（132）两端为内弯设置，所述导流柱（134）设置在弧形板（132）的弧口处。
7.根据权利要求5所述的节能锅炉，其特征在于：所述烟囱（23）内分别装置有喷水降尘装置（231）和喷雾脱硫装置（232）。
8.根据权利要求1所述的节能锅炉，其特征在于：所述燃烧室（3）、二次燃烧室（4）、三次燃烧室（5）和四次燃烧室（6）的内壁、外壁均固装有翅片（17）。
9.根据权利要求1或8所述的节能锅炉，其特征在于：所述二次燃烧室（4）和三次燃烧室（5）底部均设有排灰口（15）。
10.根据权利要求3所述的节能锅炉，其特征在于：所述燃烧室（3）内安装有储能球（31）和喷水装置（32），所述喷水装置（32）设置在储能球（31）上方，燃烧室（3）室壁安装有燃烧机及助燃喷油装置（84）。
11.根据权利要求5所述的节能锅炉，其特征在于：所述烟囱（23）内安装有三通阀（233），所述三通阀（233）通过导烟管（234）与引烟机（83）连通。
12.根据权利要求7或11所述的节能锅炉，其特征在于：所述烟囱（23）内安装有燃烧筒（61），所述燃烧筒（61）内固装有螺旋叶片（62），燃烧筒（61）筒壁安装有燃烧机（63），燃烧筒（61）内分别安装有喷水降尘装置（231）和喷雾脱硫装置（232）。
13.根据权利要求1、5、11任一权利要求所述的节能锅炉，其特征在于：所述主炉（1）外壁、副炉（2）外壁和烟囱（23）外壁均涂覆有保温层（24）。
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- 2013-07-05 CN CN201310280627.2A patent/CN103335400B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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