CN103782101B - 载热体锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备对锅炉废气和燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热的换热器(11)的载热体锅炉(1)，设有向燃烧器(2)供给气体燃料的燃料气体供给线路(12)、改变鼓风机(8)的转速的逆变器(9)、燃料气体流量调节阀(13)、控制燃料气体流量调节阀(13)的控制机构(16)及求出换热器(11)的前后的差压的差压检测机构(15)，控制机构(16)根据检测出的差压来运算燃烧用空气量，并基于该燃烧用空气量来控制燃料气体流量调节阀(13)，如果燃烧用空气量的变化超过规定范围，则调节逆变器(9)的频率，并且与燃烧用空气量相匹配地控制燃料气体流量调节阀(13)。

Description

载热体锅炉
技术领域
本发明涉及一种具备如下的换热器的载热体锅炉，该换热器对从使气体燃料燃烧的锅炉中排出的废气和采用鼓风机向燃烧器输送的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热。本申请基于2011年10月13日向日本申请的特愿2011-225475号而主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
载热体锅炉是一边使高温的载热体油所具有的热量在间接利用的装置(负载设备)和载热体锅炉之间进行循环一边将载热体油加热为所需的温度(250℃～300℃)的装置。载热体锅炉也有所利用的温度较高的情况，被加热的载热体油的温度成为300℃附近，故在载热体锅炉中加热之后的废气温度成为350℃以上，带走的能量较大。例如，相对于小型直流型的蒸汽锅炉的锅炉效率为92％左右而言，在载热体锅炉中锅炉效率为80％左右，热效率较低。为了提高载热体锅炉的效率，采用基于锅炉废气和燃烧用空气的换热的废气温度的降低方法(例如，参考专利文献1、专利文献2)。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开平7-243605号公报
专利文献2：日本特开平8312944号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
但是，例如当欲使载热体锅炉的热效率提高为92％左右时，与废气换热的燃烧用空气的温度变高，因燃烧用空气的膨胀引起的体积的增加导致压力损失变大而燃烧用空气量减少。其结果是，存在相对于燃料而燃烧用空气不足、燃烧状态恶化这样的问题。
本发明的目的在于，提供一种载热体锅炉，其能够防止由于因采用换热器与废气进行换热而致的燃烧用空气的温度上升从而导致换热器部的压力损失变高而燃烧用空气量减少所引起的燃烧性的恶化，并维持稳定的燃烧状态。
【用于解决课题的手段】
为了实现上述的目的，第一技术方案记载的发明提供一种载热体锅炉，其具备换热器，该换热器对从使气体燃料燃烧的锅炉中排出的废气和采用鼓风机向燃烧器输送的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热，所述载热体锅炉的特征在于，所述载热体锅炉设有向燃烧器供给气体燃料的燃料气体供给线路、对所述鼓风机的转速进行改变的逆变器、燃料气体流量调节阀、对燃料气体流量调节阀进行控制的控制机构及对所述换热器的前后的压力进行检测而求出差压的差压检测机构，所述控制机构根据由所述差压检测机构检测出的差压来运算燃烧用空气量，并基于该燃烧用空气量来控制所述燃料气体流量调节阀，如果所述燃烧用空气量的变化超过规定范围，则所述控制机构以使燃烧用空气量成为规定范围内的方式来调节逆变器的频率，并且与所述燃烧用空气量相匹配地来控制燃料气体流量调节阀。
根据第一技术方案记载的发明，利用换热器来与废气换热而使燃烧用空气成为高温，在换热器的入口侧和出口侧的压力差产生了变化时，所述控制机构根据由所述差压检测机构检测出的差压来运算燃烧用空气量，并基于该燃烧用空气量来控制所述燃料气体流量调节阀，与减少了的燃烧用空气量相应地使燃料气体流量减少，故能够维持稳定的燃烧状态。另外，即便所述燃烧用空气量的变化超过规定范围，所述控制机构也以使燃烧用空气量成为规定范围内的方式来调节逆变器的频率，并且与所述燃烧用空气量相匹配地来控制燃料气体流量调节阀，故燃烧量不会大幅变化，由此能够维持稳定的燃烧性并且能够将载热体油的温度加热为规定温度。
第二技术方案记载的发明提供一种载热体锅炉，其具备换热器，该换热器对从使气体燃料燃烧的锅炉中排出的废气和采用鼓风机向燃烧器输送的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热，所述载热体锅炉的特征在于，所述载热体锅炉设有向燃烧器供给气体燃料的燃料气体供给线路、对所述鼓风机的转速进行改变的逆变器、燃料气体流量调节阀、对燃料气体流量调节阀进行控制的控制机构及对所述换热器的前后的压力进行检测而求出差压的差压检测机构，所述控制机构具有如下所述的功能，即，存储有特定的燃烧量、与载热体温度对应的所述换热器的入口侧和出口侧的差压、与差压对应的逆变器的频率的各自的数值，并将所述逆变器的频率控制为与所述检测出的差压对应的频率。
根据第二技术方案记载的发明，利用换热器来与废气换热而使燃烧用空气成为高温，在换热器的入口侧和出口侧的压力差产生了变化时，所述控制机构将所述逆变器的频率控制为与由所述差压检测机构检测出的差压对应的、所述存储的数值的频率，故能够使燃烧用空气量以使燃烧量处于恒定的状态来追随燃烧量，从而能够维持稳定的燃烧性，并且能够将载热体油的温度加热为规定温度。
【发明效果】
根据本发明，根据换热器的入口侧和出口侧的压力差来运算燃烧用空气量，在因燃烧用空气的温度变化而所述燃烧用空气量产生了变化时，与变化了的燃烧用空气相应地以使空燃比成为恒定的方式使燃料气体流量变化，故能够维持稳定的燃烧状态。而且，如果所述燃烧用空气量的变化超过规定范围，则以使燃烧用空气量成为规定范围内的方式来调节逆变器的频率，并且与所述燃烧用空气量相匹配地来调节燃料气体流量，故燃烧量不会大幅变化，能够维持稳定的燃烧性并且能够将载热体油的温度加热为规定温度。
此外，存储有特定的燃烧量、与载热体油的温度对应的所述换热器的入口侧和出口侧的差压、与差压对应的逆变器的频率的各自的数值，并将所述逆变器的频率控制为与所述检测出的换热器的入口侧和出口侧的差压对应的、所述存储的数值的频率，故能够使燃烧用空气量以使燃烧量处于恒定的状态来追随燃烧量，从而能够维持稳定的燃烧性，并且能够将载热体油的温度加热为规定温度。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的载热体锅炉的实施方式的一例的简要结构图。
具体实施方式
以下，参考附图所示的实施例详细地说明用于实施本发明所涉及的载热体锅炉的方式。
图1是表示本发明所涉及的载热体锅炉的实施方式的一例的简要结构图。
本例的载热体锅炉1在上部配置有燃烧器2，在呈线圈状形成有载热体油加热管3的罐体4的内侧形成有燃烧室5。燃烧器2安装在设于罐体4的上部的风箱6，并具备经由送气管道7而向风箱6送入燃烧用空气的鼓风机8。在鼓风机8配备有逆变器9，通过对逆变器9的频率进行控制，由此能够控制鼓风机8的转速来控制燃烧用空气量。在罐体4连接有将在燃烧室5中燃烧并通过了线圈状的载热体油加热管3的间隙的废气向大气释放的废气管道10。
另外，具备与废气管道10和送气管道7连接的换热器11，对在废气管道10中流通的废气和在送气管道7中流通的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热。
在燃烧器2连接有供给燃料气体的燃料气体供给线路12。在燃料气体供给线路12设有向燃烧器2供给燃料气体的燃料气体流量调节阀13。
而且，在送气管道7设有由设于换热器11的入口侧和出口侧的压力传感器14构成的差压检测机构15，利用差压检测机构15对在送气管道7中流动的换热器11的入口侧和出口侧的燃烧用空气的压力进行检测而求出其差压，并向控制机构16发送。
该控制机构16具有第一功能，在该第一功能中，根据由差压检测机构15检测出的换热器11的入口侧和出口侧的差压来运算燃烧用空气量，并基于该燃烧用空气量来控制燃料气体流量调节阀13，将与燃烧用空气量相应的燃料气体向燃烧器2供给，如果燃烧用空气量的变化超出规定范围，则以使燃烧用空气量成为规定范围内的方式来调节逆变器9的频率，并且与燃烧用空气量相匹配地来控制燃料气体流量调节阀13。所述的与燃烧用空气量相关的规定范围是指相对于用于维持载热体油的温度所需要的燃烧量而成为规定的空燃比的燃烧用空气量的范围。
而且，所述控制机构16具有第二功能，在该第二功能中，存储有特定的燃烧量、与载热体温度对应的换热器11的入口侧和出口侧的差压、与差压对应的逆变器9的频率的各自的数值，将逆变器9的频率控制为与检测出的差压对应的频率，以使空燃比相对于与用于加热为所期望的载热体油的温度所需要的燃烧量对应而被供给的燃料气体流量成为恒定的方式来供给燃烧用空气量。
并且，关于所述第一功能和第二功能的优先顺序，能够任意地选择。
根据如此构成的本例的载热体锅炉1，当利用换热器11对在废气管道10中流通的废气和在送气管道7中流通的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热时，成为了高温的燃烧用空气膨胀而体积增加，流速变快，换热器11部的压力损失变大而风量减少。
在本例中，利用由设于换热器11的入口侧和出口侧的压力传感器14构成的差压检测机构15对在送气管道7中流动的换热器11的入口侧和出口侧的燃烧用空气的压力进行检测而求出其差压，并向控制机构16发送。
在控制机构16中，在选择了第一功能的情况下，根据由差压检测机构15检测出的换热器11的入口侧和出口侧的差压来运算燃烧用空气量，并基于算出的燃烧用空气量来控制燃料气体流量调节阀13。即，同与废气换热成为高温而膨胀且体积增加、流速变快而减少了的燃烧用空气量相应地使燃料气体流量减少。
而且，如果所述燃烧用空气量的变化超过规定范围，即，如果燃烧用空气量的减少超过用于维持特定的燃烧量、载热体温度所需要的燃烧用空气量的范围，则以使燃烧用空气量成为规定范围内的方式来调节逆变器9的频率，并且与燃烧用空气量相匹配地来控制燃料气体流量调节阀13，形成为用于维持特定的燃烧量、载热体温度所需要的燃烧用空气量，并且调节为与该燃烧用空气量相应的燃料气体流量。
在控制机构16中，在选择了第二功能的情况下，当将由差压检测机构15检测出的换热器11的入口侧和出口侧的差压向控制机构16发送时，控制机构16将逆变器9的频率控制为与由差压检测机构15检测出的换热器11的入口侧和出口侧的差压对应的、所述存储的数值的频率。即，使因如下原因而减少了的燃烧用空气量增加为与基于特定的燃烧量、载热体温度所供给的燃料气体供给量相应的量，所述原因在于与废气换热成为了高温的燃烧用空气膨胀而体积增加、流速变快且压力损失变大。
【符号说明】
1载热体锅炉
2燃烧器
3载热体油加热管
4罐体
5燃烧室
6风箱
7送气管道
8鼓风机
9逆变器
10废气管道
11换热器
12燃料气体供给线路
13燃料气体流量调节阀
14压力传感器
15差压检测机构
16控制机构

Claims (2)

1.一种载热体锅炉，其具备换热器，该换热器对从使气体燃料燃烧的锅炉中排出的废气和采用鼓风机向燃烧器输送的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热，所述载热体锅炉的特征在于，
所述载热体锅炉设有向燃烧器供给气体燃料的燃料气体供给线路、对所述鼓风机的转速进行改变的逆变器、燃料气体流量调节阀、对燃料气体流量调节阀进行控制的控制机构及对所述换热器的前后的燃烧用空气的压力进行检测而求出差压的差压检测机构，
所述控制机构根据由所述差压检测机构检测出的差压来运算燃烧用空气量，并基于该燃烧用空气量来控制所述燃料气体流量调节阀，如果所述燃烧用空气量的变化超过规定范围，则所述控制机构以使燃烧用空气量成为规定范围内的方式来调节逆变器的频率，并且与所述燃烧用空气量相匹配地来控制燃料气体流量调节阀。
2.一种载热体锅炉，其具备换热器，该换热器对从使气体燃料燃烧的锅炉中排出的废气和采用鼓风机向燃烧器输送的燃烧用空气进行换热而对燃烧用空气进行预热，所述载热体锅炉的特征在于，
所述载热体锅炉设有向燃烧器供给气体燃料的燃料气体供给线路、对所述鼓风机的转速进行改变的逆变器、燃料气体流量调节阀、对燃料气体流量调节阀进行控制的控制机构及对所述换热器的前后的燃烧用空气的压力进行检测而求出差压的差压检测机构，
所述控制机构具有如下所述的功能，即，存储有与特定的燃烧量、载热体温度对应的所述换热器的入口侧和出口侧的燃烧用空气的差压、及与差压对应的逆变器的频率的各自的数值，并将所述逆变器的频率控制为与所述检测出的差压对应的频率。
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