CN104315495A - 一种高效节能环保锅炉设备及节能处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高效节能环保锅炉设备，供水管道上设置有水净化系统、供水泵、第一电子阀门、止回阀门、减压阀门、安全阀门、第二电子阀门、供水管道压力探头和锅炉，控制系统控制第一电子阀门和第二电子阀门配合开启和关闭，供水管道压力探头向控制系统提供实时压力数据，控制系统控制供水泵的开关和转速；锅炉内部包括蒸发器和过热器，蒸发器利用炉膛气的热量，对液态水进行加热生成水蒸气，通过供气管道提供给过热器使用；过热器利用锅炉炉膛火焰的热量对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由喷气管向锅炉内的煤层进行喷射，与煤炭进行化学反应，生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及热能领域，特别涉及一种锅炉设备，还涉及一种节能处理方法。
背景技术
传统锅炉，结构可靠，运行稳定，便于操作，获得了广泛的应用，但是，在长期的应用过程中，传统锅炉表现出了一系列的缺点，例如热效能偏低，燃烧不充分，粉渣中的含碳量较高，造成燃料浪费，尾气的排放物中，一氧化碳等有害成分较高。
发明内容
针对传统锅炉的上述问题，本发明提供了一种高效节能环保锅炉设备和节能处理方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种高效节能环保锅炉设备，供水管道上设置有水净化系统、供水泵、第一电子阀门、止回阀门、减压阀门、安全阀门、第二电子阀门、供水管道压力探头和锅炉，控制系统控制第一电子阀门和第二电子阀门配合开启和关闭，供水管道压力探头向控制系统提供实时压力数据，控制系统控制供水泵的开关和转速；
锅炉内部包括蒸发器和过热器；
蒸发器设置安装在锅炉后拱上方或者锅炉尾燃区的炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中，设有互通的洞孔，利用炉膛气的热量，对液态水进行加热，生成水蒸气，通过供气管道，提供给过热器使用；
过热器设置安装在锅炉高燃区炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中，设有互通的洞孔，利用锅炉炉膛火焰的热量，对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由连接的喷气管向锅炉内的煤层进行持续的穿透性喷射，在高温状态下与煤炭进行化学反应，生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧；
炉膛温度探头，设置安装在过热器靠近炉膛的一侧，给控制系统提供实时的炉膛燃烧温度数据；
过热器内置温度探头，设置安装在过热器最里层的不锈钢管内，给控制系统提供实时的过热器运行温度数据。
可选地，本发明的高效节能环保锅炉设备还包括气压表，连接在供水管道上，显示供水管道压力。
可选地，所述第一电子阀门为常开电子阀门，第二电子阀门为常闭电子阀门。
可选地，所述蒸发器由耐高温抗腐蚀的不锈钢材料制成，由三层不锈钢管卡套螺接而成，形成两个夹套空间。
可选地，所述过热器由耐高温抗腐蚀的不锈钢材料制成，由三层不锈钢管卡套螺接而成，形成两个夹套空间。
基于上述锅炉设备，本发明还提出了一种锅炉节能处理方法，在锅炉内部设置蒸发器和过热器；
蒸发器设置安装在锅炉后拱上方或者锅炉尾燃区的炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用炉膛气的热量对液态水进行加热生成水蒸气，通过供气管道提供给过热器使用；
过热器设置安装在锅炉高燃区炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用锅炉炉膛火焰的热量对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由连接的喷气管向锅炉内的煤层进行持续的穿透性喷射，在高温状态下与煤炭进行化学反应生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧。
可选地，在过热器靠近炉膛的一侧设置炉膛温度探头，给控制系统提供实时的炉膛燃烧温度数据；在过热器最里层的不锈钢管内设置过热器内置温度探头，给控制系统提供实时的过热器运行温度数据；
在锅炉启动燃烧以后，通过过热器内置温度探头将温度数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，当温度到达一定的高度时给供水泵下达启动指令；在锅炉停止以后，当温度下降到一定高度时，控制系统给供水泵下达停止指令。
可选地，当锅炉炉膛温度探头感应到一定的温度高度时，将数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，给供水泵下达指令，伴随着炉膛温度上升的节奏逐渐加快转速，增大供水量；
当炉膛温度到达设置的上限值时，控制系统给供水泵下达停止指令；
当炉膛温度下降到设置温度的上限值以下时，控制系统给水泵下达恢复工作的指令，依次往返维持自动化运行状态。
可选地，在锅炉供水管道的止回阀门后设置压力探头，将管道压力数据传输给控制系统，在止回阀门前面设置安装常开电子阀门，在压力探头前面设置安装常闭电子阀门；
当供水泵将常温的水经过供水管道输送到炉膛内的蒸发器和过热器时，液态的水在受热以后会蒸发为饱和水蒸汽，在过热器中经过高温激荡摩擦使得正负电荷产生游离现象，形成氢氧等离子体，期间体积会急剧增加，当管道压力上升到一定的高度时，设置在止回阀门后的压力探头将管道压力数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，给设置安装在止回阀门前面的常开电子阀门下达关闭指令，当管道压力继续上升到一定的高度时，控制系统给设置安装在压力探头前面的常闭电子阀门发出打开阀门的指令，给管道进行泄压。
本发明的有益效果是：
(1)使用本发明的设备和方法，对现有的燃煤锅炉改造生物质锅炉，不需要改动原来的锅炉主体和结构；
(2)将本发明应用到燃煤链条锅炉，煤炭不需要进行任何加工，可以实现固态碳直接转化为气态碳，进行充分燃烧，高效提高锅炉的热效能，大幅度降低尾气中的粉尘和一氧化碳；
(3)将本发明应用到生物质锅炉，同种工况下，可以大幅度提高锅炉的炉膛温度，提高锅炉的热效能，彻底消除尾气中的黑烟排放，实现节能环保双效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种高效节能环保锅炉设备的结构示意图；
图2a为图1中蒸发器的整体结构示意图；
图2b为图1中蒸发器的A部放大结构示意图；
图2c为图1中蒸发器的B部放大结构示意图；
图2d为图1中蒸发器的K向侧视结构示意图；
图3a为图1中过热器的整体结构示意图；
图3b为图1中过热器的A部放大结构示意图；
图3c为图1中过热器的B部放大结构示意图；
图3d为图1中过热器的K向侧视结构示意图；
其中，图2中：21、22、23为钢管；24、25为连接盘；图3中：31、32、33为钢管；34、35为连接盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种高效节能环保锅炉设备，供水管道上依次设置有水净化系统1、供水泵2、第一电子阀门3、止回阀门4、减压阀门5、安全阀门7、第二电子阀门8、供水管道压力探头9和锅炉，控制系统10控制第一电子阀门3和第二电子阀门8配合开启和关闭，供水管道压力探头9向控制系统10提供实时压力数据，控制系统10控制供水泵2的开关和转速。
锅炉内部包括蒸发器11和过热器12。
蒸发器11设置安装在锅炉后拱上方或者锅炉尾燃区的炉膛两侧，如图2a-d所示，蒸发器由耐高温抗腐蚀的不锈钢材料制成，由三层不锈钢管卡套螺接而成，形成两个夹套空间，两个夹套空间当中，设有互通的洞孔，利用炉膛气的热量，对液态水进行加热，生成水蒸气，通过供气管道，提供给过热器使用。
过热器12设置安装在锅炉高燃区炉膛两侧，如图3a-d所示，过热器由耐高温抗腐蚀的不锈钢材料制成，由三层不锈钢管卡套螺接而成，形成两个夹套空间，两个夹套空间当中，设有互通的洞孔，利用锅炉炉膛火焰的热量，对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由连接的喷气管向锅炉内的煤层进行持续的穿透性喷射，在高温状态下与煤炭进行化学反应，生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧。
本发明的锅炉设备还包括炉膛温度探头13和过热器内置温度探头14。炉膛温度探头13，设置安装在过热器靠近炉膛的一侧，给控制系统10提供实时的炉膛燃烧温度数据。过热器内置温度探头14，设置安装在过热器最里层的不锈钢管内，给控制系统10提供实时的过热器运行温度数据。
前置水净化系统1，将自来水进行净化处理，以保障设备用水质量，保证设备运行正常和使用寿命。
优选地，供水泵2配套一备一用工作模式，由控制系统10控制供水泵2的开关和转速快慢，配合设备运转。
优选地，第一电子阀门3为常开电子阀门，第二电子阀门8为常闭电子阀门。常开电子阀门3配合常闭电子阀门8，由控制系统10控制开关，构成电子自动化管道压力安全系统。当管道压力超出设计的安全峰值时，打开常闭电子阀门8泄压，以确保管道的压力安全。
止回阀门4，防止设备热水和水蒸气回流，保护供水泵2正常工作。
优选地，本发明的锅炉设备的供水管道上还设置气压表6，显示供水管道压力，为管道安全运行提供参考。
优选地，减压阀门5选用手动减压阀门，当管道气压表6显示压力过大时，配合管道压力安全系统进行泄压工作，以便于确保管道压力安全运行。
自动安全阀门7连接在供水管道上，当管道压力超出预设安全峰值时，自动打开泄压，以保障管道的压力安全。
供水管道压力探头9，连接在供水管道上，给控制系统10提供实时的压力电子数据。
控制系统10由CPU和其他数字模块组成，进行实时的数据采集和数据处理，向设备中的各功能模块发出指令，自动调节整套设备的运行。
基于上述高效节能环保锅炉设备，本发明还提供了一种锅炉节能处理方法，该方法在锅炉内部设置蒸发器和过热器。
蒸发器设置安装在锅炉后拱上方或者锅炉尾燃区的炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用炉膛气的热量对液态水进行加热生成水蒸气，通过供气管道提供给过热器使用。
过热器设置安装在锅炉高燃区炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用锅炉炉膛火焰的热量对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由连接的喷气管向锅炉内的煤层进行持续的穿透性喷射，在高温状态下与煤炭进行化学反应生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧。
优选地，上述锅炉节能处理方法，在过热器靠近炉膛的一侧设置炉膛温度探头，给控制系统提供实时的炉膛燃烧温度数据；在过热器最里层的不锈钢管内设置过热器内置温度探头，给控制系统提供实时的过热器运行温度数据。
在锅炉启动燃烧以后，通过过热器内置温度探头将温度数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，当温度到达一定的高度时给供水泵下达启动指令；在锅炉停止以后，当温度下降到一定高度时，控制系统给供水泵下达停止指令。
优选地，上述锅炉节能处理方法，当锅炉炉膛温度探头感应到一定的温度高度时，将数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，给供水泵下达指令，伴随着炉膛温度上升的节奏逐渐加快转速，增大供水量；当炉膛温度到达设置的上限值时，控制系统给供水泵下达停止指令；当炉膛温度下降到设置温度的上限值以下时，控制系统给水泵下达恢复工作的指令，依次往返维持自动运行状态。
优选地，上述锅炉节能处理方法，在锅炉供水管道的止回阀门后设置压力探头，将管道压力数据传输给控制系统，在止回阀门前面设置安装常开电子阀门，在压力探头前面设置安装常闭电子阀门。
当供水泵将常温的水经过供水管道输送到炉膛内的蒸发器和过热器时，液态的水在受热以后会蒸发为饱和水蒸汽，在过热器中经过高温激荡摩擦使得正负电荷产生游离现象，形成氢氧等离子体，期间体积会急剧增加，当管道压力上升到一定的高度时，设置在止回阀门后的压力探头将管道压力数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，给设置安装在止回阀门前面的常开电子阀门下达关闭指令，当管道压力继续上升到一定的高度时，控制系统给设置安装在压力探头前面的常闭电子阀门发出打开阀门的指令，给管道进行泄压。
使用本发明的设备和方法，对现有的燃煤锅炉改造生物质锅炉，不需要改动原来的锅炉主体和结构；将本发明应用到燃煤链条锅炉，煤炭不需要进行任何加工，可以实现固态碳直接转化为气态碳，进行充分燃烧，高效提高锅炉的热效能，大幅度降低尾气中的粉尘和一氧化碳；将本发明应用到生物质锅炉，同种工况下，可以大幅度提高锅炉的炉膛温度，提高锅炉的热效能，彻底消除尾气中的黑烟排放，实现节能环保双效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高效节能环保锅炉设备，其特征在于，供水管道上设置有水净化系统、供水泵、第一电子阀门、止回阀门、减压阀门、安全阀门、第二电子阀门、供水管道压力探头和锅炉，控制系统控制第一电子阀门和第二电子阀门配合开启和关闭，供水管道压力探头向控制系统提供实时压力数据，控制系统控制供水泵的开关和转速；
锅炉内部包括蒸发器和过热器；
蒸发器设置安装在锅炉后拱上方或者锅炉尾燃区的炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用炉膛气的热量对液态水进行加热生成水蒸气，通过供气管道提供给过热器使用；
过热器设置安装在锅炉高燃区炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用锅炉炉膛火焰的热量对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由连接的喷气管向锅炉内的煤层进行持续的穿透性喷射，在高温状态下与煤炭进行化学反应生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧；
炉膛温度探头，设置安装在过热器靠近炉膛的一侧，给控制系统提供实时的炉膛燃烧温度数据；
过热器内置温度探头，设置安装在过热器最里层的不锈钢管内，给控制系统提供实时的过热器运行温度数据。
2.如权利要求1所述的高效节能环保锅炉设备，其特征在于，还包括气压表，连接在供水管道上，显示供水管道压力。
3.如权利要求1所述的高效节能环保锅炉设备，其特征在于，所述第一电子阀门为常开电子阀门，第二电子阀门为常闭电子阀门。
4.如权利要求1所述的高效节能环保锅炉设备，其特征在于，所述蒸发器由耐高温抗腐蚀的不锈钢材料制成，由三层不锈钢管卡套螺接而成，形成两个夹套空间。
5.如权利要求1所述的高效节能环保锅炉设备，其特征在于，所述过热器由耐高温抗腐蚀的不锈钢材料制成，由三层不锈钢管卡套螺接而成，形成两个夹套空间。
6.一种锅炉节能处理方法，其特征在于，在锅炉内部设置蒸发器和过热器；
蒸发器设置安装在锅炉后拱上方或者锅炉尾燃区的炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用炉膛气的热量对液态水进行加热生成水蒸气，通过供气管道提供给过热器使用；
过热器设置安装在锅炉高燃区炉膛两侧，包括两个夹套空间，两个夹套空间当中设有互通的洞孔，利用锅炉炉膛火焰的热量对水蒸气进行过热再处理，生成氢氧等离子体和过热水蒸气，由连接的喷气管向锅炉内的煤层进行持续的穿透性喷射，在高温状态下与煤炭进行化学反应生成一氧化碳和氢气，在炉膛内形成高效清洁的气态燃烧。
7.如权利要求6所述的一种锅炉节能处理方法，其特征在于，在过热器靠近炉膛的一侧设置炉膛温度探头，给控制系统提供实时的炉膛燃烧温度数据；在过热器最里层的不锈钢管内设置过热器内置温度探头，给控制系统提供实时的过热器运行温度数据；
在锅炉启动燃烧以后，通过过热器内置温度探头将温度数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，当温度到达一定的高度时给供水泵下达启动指令；在锅炉停止以后，当温度下降到一定高度时，控制系统给供水泵下达停止指令。
8.如权利要求7所述的一种锅炉节能处理方法，其特征在于，当锅炉炉膛温度探头感应到一定的温度高度时，将数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，给供水泵下达指令，伴随着炉膛温度上升的节奏逐渐加快转速，增大供水量；
当炉膛温度到达设置的上限值时，控制系统给供水泵下达停止指令；
当炉膛温度下降到设置温度的上限值以下时，控制系统给水泵下达恢复工作的指令，依次往返维持自动运行状态。
9.如权利要求7所述的一种锅炉节能处理方法，其特征在于，在锅炉供水管道的止回阀门后设置压力探头，将管道压力数据传输给控制系统，在止回阀门前面设置安装常开电子阀门，在压力探头前面设置安装常闭电子阀门；
当供水泵将常温的水经过供水管道输送到炉膛内的蒸发器和过热器时，液态的水在受热以后会蒸发为饱和水蒸汽，在过热器中经过高温激荡摩擦使得正负电荷产生游离现象，形成氢氧等离子体，期间体积会急剧增加，当管道压力上升到一定的高度时，设置在止回阀门后的压力探头将管道压力数据传输给控制系统，控制系统经过数据接收和处理以后，给设置安装在止回阀门前面的常开电子阀门下达关闭指令，当管道压力继续上升到一定的高度时，控制系统给设置安装在压力探头前面的常闭电子阀门发出打开阀门的指令，给管道进行泄压。
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2014
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