CN107131638A - 一种中型采暖热水锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中型采暖热水锅炉,包括炉体、设置在炉体内的干馏气化燃烧系统、设置在炉体内且位于干馏气化燃烧系统上方的换热器以及设置在炉体上的烟囱。本发明将燃料的干馏、气化燃烧和传统炉具进行结合为一体,燃料在可控状态下进行干馏、气化,干馏、气化后的挥发份在与预热后的助燃空气充分混合后进行完全高温燃烧,高温洁净的烟气在换热器中充分换热后排入空气,炉体水套夹层内的循环水均匀升温,因而使得炉具在节能、环保、安全、高效等方面有了更进一步的提高。

Description

一种中型采暖热水锅炉
技术领域
本发明涉及采暖设备技术领域,具体涉及一种中型采暖热水锅炉。
背景技术
在中国的北部地区,冬季气温低、采暖期长,北方通用的采暖装置为水暖燃燃料采暖炉具。在城市的边远地区,集中供暖达不到的企事业单位、工厂宿舍、学校等地方,仍依赖小型集体供暖采暖炉,此类老式取暖设备存在热效率低下、排放污染严重、运行安全隐患大的诸多缺陷。当今大气环境恶化,社会及居民对于环保的呼声越来越高。所以需要设计一种环保、高效、安全的集体供暖炉具,既达到节能和清洁的环保要求,又能达到高效运行,运行成本低的要求。
目前市场上的各种直烧、返烧、气化炉具,普遍存在炉火燃烧速度不均匀。热交换效率低,烟尘、粉尘、氮氧化合物浓度高及封火后一氧化碳溢出等一系列问题。此外,由此造成的取暖系统升温慢、燃料气中毒、炊事火力强度低、浪费资源、污染大气、形成雾霾等一系列弊端,给环境、资源及人民生命健康带来一系列的损害。根据国家JB/T7985---2002小型锅炉和常压热水锅炉技术条件,依NB/T34007---2012《生物质炊事采暖炉具通用技术条件》及GB16154---2005《民用水暖燃料炉通用技术条件》为基准,再吸收传统炉具炉体和换热水套夹层的基础上,结合燃料炭的干馏气化和燃料气混合燃烧的原理,对传统炉具系统进行合理的设计、布置和技术创新,研制开发出来的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种安全高效、低排稳定、集反烧干馏气化一体的中型采暖热水锅炉。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种中型采暖热水锅炉,包括炉体、设置在炉体内的干馏气化燃烧系统、设置在炉体内且位于干馏气化燃烧系统上方的换热器以及设置在炉体上的烟囱。
作为本发明的进一步改进,所述换热器为交错间隔分布的与炉体内水套相通的换热管;所述换热管至少设置一排。
作为本发明的进一步改进,所述换热器包括设置在干馏气化燃烧系统上方的换热器顶板、换热器底板、将换热器顶板侧部与换热器底板侧部密封连接在一起的换热器围板、连通在换热器顶板与换热器底板之间的通风火管以及与通风火管呈交错间隔分布的换热水管。
作为本发明的进一步改进,所述干馏气化燃烧系统包括设置在炉膛内的燃烧筒、设置在燃烧筒侧壁上的进风孔、与燃烧筒连通且下端插入燃料层的集气\导气管、盖合在燃烧筒上端口处且带有通孔的聚能伞以及对燃烧筒供风的助燃进风管路。
作为本发明的进一步改进,所述燃烧筒外部套装有高温配风混合筒;所述燃烧筒与高温配风混合筒之间形成间隙空腔。
作为本发明的进一步改进,所述高温配风混合筒的筒壁上设置有用于与助燃进风管路连通的集风盘。
作为本发明的进一步改进,所述干馏气化燃烧系统将炉膛内的燃料自下而上的分为灰层、燃烧层、位于集气/导气管口处的干馏层以及位于集气/导气管外部的燃料仓预热层;所述集气/导气管内部为干馏气化腔,所述燃烧筒内部为燃烧腔。
作为本发明的进一步改进,所述炉体上设置有对干馏层供风的干馏进气管路;所述干馏进气管路上设置一个以上分别向燃烧层和干馏层供风的出风口;所述出风口呈负角度向下倾斜设置。
作为本发明的进一步改进,所述炉体上还设置有用来清理盘式多回程换热器内部灰尘的清灰门。
作为本发明的进一步改进,所述炉体侧壁上设置有连通炉膛的下压进风口和加燃料口。
与现有技术相比,本发明所取得的有益效果如下:
一,提高燃料的热转化效率。气化后的挥发份,在经过收集、导气系统后,在聚能伞部分充分燃烧,挥发份中夹带的燃料粉颗粒也一同燃烧;盘式多回程换热器充分换热,夹层内循环水有序流动,无过热、相互撞击现象;炉体外部的保温层阻止炉体热量的散失。二,减少污染气体的排放。气化后的挥发份,含有燃料气、焦油及夹带燃料粉颗粒等物质,挥发份无法燃尽后排入大气,是采暖炉只要的污染物,挥发份在聚能伞部位充分和空气混合燃烧,污染物被充分的高温燃烧,洁净处理,使排出的烟气更环保。三,节约能源。燃料炭中的可燃物进行充分的燃烧,燃料炭热量转化效率高,盘式多回程换热器保温罩和转轴式自动门板的设计,使热量交换充分,炉具单位时间耗燃料量减少,从而达到节燃料的效果。四,燃烧均匀。炉具干馏腔密封性好,通过控制供风量,燃料的干馏气化速度可控,挥发份产生稳定,火焰燃烧均匀。五,燃烧更充分。助燃空气通道直接裸露在燃烧腔,通过通道的空气瞬时升温,高温助燃空气与高温挥发份混合燃烧,燃烧更加充分。六,烟气高温燃烧洁净技术。挥发份的高温燃烧,将烟气中的燃料粉颗粒。焦油等成分燃烧,从而达到了烟气净化的目的。七,环保安全。烟气中的燃料气及焦油等充分燃烧,洁净的烟气由烟囱排出,不产生燃料气外泄及飞灰现象,使周围环境更加洁净、环保、安全。八,稳定舒适。通过测量回水系统温度来自动启动风机及水泵,来实现恒温调整,避免过热或温度过低。
本发明将燃料的干馏、气化燃烧和传统炉具进行结合为一体,燃料在可控状态下进行干馏,干馏后的挥发份在与预热后的助燃空气充分混合后进行燃烧,高温洁净的烟气在换热器中充分换热后排入空气,炉体水套夹层内的循环水均匀升温,炉具运行通过采集回水温度数据,来实现自控运行,因而使得炉具在节能、环保、安全、高效等方面有了更进一步的提高。
附图说明
附图1为本发明采用换热管时的结构示意图;
附图2为本发明采用通风火管和换热水管时的结构示意图;
附图3为本发明附图1的A向剖视结构示意图;
附图4为本发明附图1的B向剖视结构示意图;
附图5为本发明附图1的C向剖视结构示意图;
附图6为本发明干馏进气管路和出风口的结构示意图;
附图7为本发明附图6的C向剖视结构示意图。
在附图中:
1-干馏气化燃烧系统、2-炉体、3-换热管、4-烟囱、5-清灰门、6-燃烧腔、7-助燃进风口、8-干馏气化腔、9-炉腔通气孔、10-集风盘、11-高温配风混合筒、12-进风孔、13-集气/导气管、14-换热器顶板、15-换热器底板、16-通风火管、17-灰层、18-燃烧层、19-干馏层、20-燃料仓预热层、21-外皮保温罩、22-助燃进风管路、23-干馏进气管路、24-换热器围板、25-进风孔、26-燃烧筒、27-下压进风口、28-炉膛、29-换热水管、30-通孔、31-聚能伞、32-间隙空腔、33-出风口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步详细的叙述。
如附图1-7所示,一种中型采暖热水锅炉,包括炉体2、设置在炉体2内的干馏气化燃烧系统1、设置在炉体2内且位于干馏气化燃烧系统1上方的换热器以及设置在炉体2上的烟囱4。作为实施方式一,所述换热器为交错间隔分布的与炉体2内水套相通的换热管3;所述换热管3至少一排,交错设置在炉体2内,使火焰和高温烟气多次折返往复,换热更充分。作为实施方式二,所述换热器包括设置在干馏气化燃烧系统1上方的换热器顶板14、换热器底板15、将换热器顶板14侧部与换热器底板15侧部密封连接在一起的换热器围板24、连通在换热器顶板14与换热器底板15之间的通风火管16以及与通风火管16呈交错间隔分布的换热水管29,使火焰和高温烟气在通风火管16与换热水管29之间多次折返往复,换热更充分,换热水管29与炉体2的水套内芯的水循环相通,所述通风火管16为火焰或高温烟气的通道。所述干馏气化燃烧系统1包括设置在炉膛28内的燃烧筒26、设置在燃烧筒26侧壁上的进风孔12、与燃烧筒26连通且下端插入燃料层的集气\导气管13、盖合在燃烧筒26上端口处且带有通孔30的聚能伞31以及对燃烧筒26供风的助燃进风管路22。
所述燃烧筒26外部套装有高温配风混合筒11;所述燃烧筒26与高温配风混合筒11之间形成间隙空腔32,燃烧筒26与高温配风混合筒11之间的间隙空腔32使助燃风高速循环供风。所述高温配风混合筒11的筒壁上设置有用于与助燃进风管路22连通的集风盘10,所述集风盘10是带有缺口的金属板,助燃进风管路22的风从缺口处进入。设置在助燃进风管路22和高温配风混合筒11之间的集风盘10能够集中供风,使空气均匀的供给到燃烧筒26四周,从而保证挥发份的充分完全的气化燃烧。
所述干馏气化燃烧系统1将炉膛28内的燃料自下而上的分为灰层17、燃烧层18、位于集气/导气管13口处的干馏层19以及位于集气/导气管13外部的燃料仓预热层;所述集气/导气管13内部为干馏气化腔8,所述燃烧筒26内部为燃烧腔6。
所述炉体2上设置有对干馏层19供风的干馏进气管路23;所述干馏进气管路23上设置一个以上分别向燃烧层18和干馏层19供风的出风口33;所述出风口33呈负角度向下倾斜设置,可由于燃料或灰粉自身重力原因,可防止燃料或灰粉反向进入干馏气化管路23。所述集气/导气管13为单支筒状体,所述集气/导气管13也可以是底部分岔分支结构插入到燃料层中,分岔分支底部或侧部设置通孔,作为等同置换结构,集气/导气管13也可以是下端封闭结构,在其侧部开设通孔。在需要封火时,可用封火板替换聚能伞31,实现无烟封火。所述炉体2上还设置有用来清理盘式多回程换热器3内部灰尘的清灰门5,在灰尘积累过多时方便清理。所述炉体2侧壁上设置有连通炉膛10的下压进风口31和加燃料口34,下压进风口31能够防止炉膛10内煤气浓度过高时发生爆燃等危险,
炉具工作时,通过控制给氧量来控制燃烧层18的燃烧速度,从而达到控制干馏及气化速度的目的,各个燃料层随燃烧的进行而发生交替转换,灰层17通过摆动炉排排出。定时加入新燃料来补充燃料仓的燃料量,通过插入干馏层19的集气/导气管13,将干馏的挥发份导入高温配风混合筒11,与通过助燃进风口7进来的预热过的助燃空气混合燃烧,在火焰多次冲击换热器,充分换热后,折返的烟气经过换热器的交错通道进行充分的余热交换,最后洁净及充分换热后的洁净烟气从烟囱4排出室外,炉体的外皮保温罩21可以防止炉体变为散热器而产生热量损失。
本发明通过以下设计来达到提高热效率,降低污染气体排放的目的:可量控燃燃料的高温、中温、低温干馏、气化、集气的燃烧系统,通过耐超高温导气管将燃料的干馏层产生的挥发性气体成份进行收集后,在燃烧器进行充分的混合、燃烧,挥发性气体成分中的可燃物得到充分的燃烧,从而达到洁净烟气,提高燃料的输出热量比,提高炉具热效率的目的;炉具的高温集热燃烧盘,使助燃空气得到充分的预热后,与高温挥发性气体成分混合燃烧,燃烧充分,热值高;交错间隔分布的多排换热管3或交错间隔的换热水管29与通风火管16,充分吸收火焰的热量,避免高温烟气不能有效利用而造成热量损失,采用独特的纵横交错设计,使得烟气多次撞击循环,烟气热交换行程增加,停滞时间增加,换热面积增加,有力的保证了交换器热交换效率的提高;炉体底部密封,因而炉具整体密封性好,从而达到通过控制风量来控制干馏速度的目的,干馏速度稳定,燃烧充分,供热稳定性持续性好,供暖房间舒适。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例,而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:其包括炉体(2)、设置在炉体(2)内的干馏气化燃烧系统(1)、设置在炉体(2)内且位于干馏气化燃烧系统(1)上方的换热器以及设置在炉体(2)上的烟囱(4)。
2.根据权利要求1所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述换热器为交错间隔分布的与炉体(2)内水套相通的换热管(3);所述换热管(3)至少设置一排。
3.根据权利要求1所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述换热器包括设置在干馏气化燃烧系统(1)上方的换热器顶板(14)、换热器底板(15)、将换热器顶板(14)侧部与换热器底板(15)侧部密封连接在一起的换热器围板(24)、连通在换热器顶板(14)与换热器底板(15)之间的通风火管(16)以及与通风火管(16)呈交错间隔分布的换热水管(29)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述干馏气化燃烧系统(1)包括设置在炉膛(28)内的燃烧筒(26)、设置在燃烧筒(26)侧壁上的进风孔(12)、与燃烧筒(26)连通且下端插入燃料层的集气\导气管(13)、盖合在燃烧筒(26)上端口处且带有通孔(30)的聚能伞(31)以及对燃烧筒(26)供风的助燃进风管路(22)。
5.根据权利要求4所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述燃烧筒(26)外部套装有高温配风混合筒(11);所述燃烧筒(26)与高温配风混合筒(11)之间形成间隙空腔(32)。
6.根据权利要求5所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述高温配风混合筒(11)的筒壁上设置有用于与助燃进风管路(22)连通的集风盘(10)。
7.根据权利要求6所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述干馏气化燃烧系统(1)将炉膛(28)内的燃料自下而上的分为灰层(17)、燃烧层(18)、位于集气/导气管(13)口处的干馏层(19)以及位于集气/导气管(13)外部的燃料仓预热层;所述集气/导气管(13)内部为干馏气化腔(8),所述燃烧筒(26)内部为燃烧腔(6)。
8.根据权利要求7所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述炉体(2)上设置有对干馏层(19)供风的干馏进气管路(23);所述干馏进气管路(23)上设置一个以上分别向燃烧层(18)和干馏层(19)供风的出风口(33);所述出风口(33)呈负角度向下倾斜设置。
9.根据权利要求8所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述炉体(2)上还设置有用来清理盘式多回程换热器(3)内部灰尘的清灰门(5)。
10.根据权利要求9所述的一种中型采暖热水锅炉,其特征在于:所述炉体(2)侧壁上设置有连通炉膛(10)的下压进风口(31)和加燃料口(34)。
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