CN109611828B - 一种螺旋式无焰燃烧锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋式无焰燃烧锅炉，包括外壳、炉胆以及设于外壳侧面的烟管，炉胆内设置有中心反应管道，中心反应管道中央设置有多个无焰反应管道，多个无焰反应管道相互环绕排列成束，多个无焰反应管道外设置有呈螺旋型盘绕的加热管道，中心反应管道内还填充有介质；外壳的侧面设置有燃料混合区，燃料混合区的前端设置有燃料入口管和空气入口管，燃料混合区的后端与无焰反应管相连，燃料混合区和燃料入口管以及燃料混合区和空气入口管之间分别设置有限流阀；外壳上还设置有连通炉胆的介质进入口和介质排出口。本发明在中心反应管道内设有无焰反应管道、加热管道和传热介质，加热管道呈螺旋型盘绕，增大了受热面积，有利于提高导热速率，增强加热效果。
Description
技术领域
本发明涉及无焰燃烧装置领域，特别是一种螺旋式无焰燃烧锅炉。
背景技术
现有的无焰燃烧一般是采用甲醇和触媒进行反应，产生大量的热，在反应过程中，不会释放污染气体，也不会产生火光，整个过程简单快捷，节能环保。
专利申请号：CN201620652226.4公开一种无焰加热装置，包含设置有一立式桶身、一燃气进气装置、以及一排气装置。该立式桶身内设置有供含氧燃气流动的输送路径，以及供液体流动的输送路径。该含氧燃气的输送路径可设置在该液体流动的输送路径的中间，或者是该含氧燃气的输送路径包围该流体流动的输送路径。则该含氧燃气在该铂系触媒的作用下进行放热的氧化反应，且释出热能会与液体输送路径中的液体产生热交换，而对液体加热，使液体的温度。
上述传力采用液体输送路径中的无焰燃烧反应对液体进行热交换，而由于整个输送路径都是平直的，其接触面小，热传递的速率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种螺旋式无焰燃烧锅炉，解决传统无焰反应热交换传递速率低的问题，本申请在中心反应管道内设有无焰反应管道、加热管道和传热介质，加热管道呈螺旋型盘绕，增大了受热面积，有利于提高导热速率，增强加热效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种螺旋式无焰燃烧锅炉，包括外壳、炉胆以及设于外壳侧面的烟管，炉胆内设置有中心反应管道，中心反应管道中央设置有多个无焰反应管道，多个无焰反应管道相互环绕排列成束，多个无焰反应管道外设置有呈螺旋型盘绕的加热管道，中心反应管道内还填充有介质；外壳的侧面设置有燃料混合区，燃料混合区的前端设置有燃料入口管和空气入口管，燃料混合区的后端与无焰反应管相连，燃料混合区和燃料入口管以及燃料混合区和空气入口管之间分别设置有限流阀；外壳上还设置有连通炉胆的介质进入口和介质排出口。
需要说明的是，由于无焰燃烧是甲醇与金属触媒接触反应产生大量的热，而整个过程不会产生火焰，释放的热量随着管壁向外辐射传递，在辐射传递的过程中，由于加热管道的面积小，热传递的效果受限，本申请将加热管道呈螺旋型盘绕的方式，不仅增大了接触面积，同时将无焰反应管道和加热管道同时放入中心反应管道内，使得热量在封闭空间内进行热交换，避免了热量散失，同时，中心反应管道内还设置有传导热量的介质，由于介质将无焰反应管道和加热管道全部包裹在内，不仅能起到很好的导热作用，还能避免瞬间高温对加热管道的影响。
优选的，加热管道为天然气管道，外壳侧面设置有连通加热管道的天然气进口阀，与天然气进口阀相对的外壳另一侧设置有天然气出口阀。
优选的，中心反应管道内设置有温度传感器，该温度传感器能实时监测中心反应管道内的热量。
优选的，中心反应管道由外至内依次分为外加热层、换热层和内加热层，外加热层由多个无焰反应管道排列成环状横截面结构，内加热层由多个无焰反应管道排列成束状结构，换热层填充有介质，介质内设置有螺旋盘绕在内加热层外的加热管道。
优选的，无焰反应管道为导热材料，无焰反应管道的内壁还设置有金属触媒，当甲醇与金属触媒接触时，能快速和空气进行反应，从而产生大量的热，产生的热量通过无焰反应管道向外辐射传递。
优选的，加热管道外设置有吸热片，能增强吸热效果。
优选的，炉胆与外壳之间还设置有保温层，保温层内设置有保温气体，该保温层用于避免炉胆内的热量散失。
优选的，限流阀的一侧设置有流速监测装置，该流速监测装置能监测甲醇的流速，能通过甲醇流速和限流阀的作用对无焰反应的大小以及无焰反应产生的温度进行调控。
优选的，外壳的一侧设置有与无焰反应管尾端相连的排气装置，排气装置上设置有气体监测机构。
本发明的有益效果为：
(1)设有中心反应管道，中心反应管道内设置有无焰反应管道和加热管道，使得无焰反应的热量传递和热量交换都在中心反应管道内进行，避免了热量散失，增强了热交换的效果；
(2)加热管道采用螺旋式盘绕的方式，同时在中心反应管道内填充有传导热量的介质，有利于缓冲瞬间高温对加热管道的影响，同时增强对加热管道的热传递效果；
(3)炉胆外设置有保温层，保温层内设置有保温气体，该保温层用于避免炉胆内的热量散失。
附图说明
图1为本发明的燃烧锅炉结构示意图；
图2为本发明中心反应管道的结构示意图；
图3为本发明实施例5的中心反应管道示意图；
图中，101-外壳，102-保温层，103-炉胆，104-燃料混合区，105-中心反应管道，106-烟管，107-燃料入口管，108-空气入口管，109-限流阀，110-介质进入口，111-介质排出口，112-介质，113-外加热层，114-加热管道，115-温度传感器，116-内加热层，117-无焰反应管道。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：
一种螺旋式无焰燃烧锅炉，请参阅附图1和附图2所示，包括外壳101、炉胆103以及设于外壳101侧面的烟管106，炉胆103内设置有中心反应管道105，中心反应管道105中央设置有多个无焰反应管道117，多个无焰反应管道117相互环绕排列成束，多个无焰反应管道117外设置有呈螺旋型盘绕的加热管道114，中心反应管道105内还填充有介质112；外壳101的侧面设置有燃料混合区104，燃料混合区104的前端设置有燃料入口管107和空气入口管108，燃料混合区104的后端与无焰反应管105相连，燃料混合区104和燃料入口管107以及燃料混合区104和空气入口管108之间分别设置有限流阀109；外壳101上还设置有连通炉胆103的介质进入口110和介质排出口111。炉胆103与外壳101之间还设置有保温层102，保温层102内设置有保温气体，该保温层102用于避免炉胆103内的热量散失。
需要说明的是，本实施例的无焰燃烧是甲醇与金属触媒接触反应产生大量的热，而整个过程不会产生火焰，释放的热量随着管壁向外辐射传递，在辐射传递的过程中，由于加热管道114的面积小，热传递的效果受限，本申请将加热管道114呈螺旋型盘绕的方式，不仅增大了接触面积，同时将无焰反应管道117和加热管道114同时放入中心反应管道105内，使得热量在封闭空间内进行热交换，避免了热量散失，同时，中心反应管道105内还设置有传导热量的介质112，由于介质112将无焰反应管道117和加热管道114全部包裹在内，不仅能起到很好的导热作用，还能避免瞬间高温对加热管道的影响。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，加热管道114为天然气管道，外壳101侧面设置有连通加热管道114的天然气进口阀，与天然气进口阀相对的外壳另一侧设置有天然气出口阀。
由于天然气在开采、运输及应用过程中，多种原因需要对天然气进行加热，因为天然气中含有水合物，在集输和长途输送过程中，为了防止天然气温度过低而导致水合物析出凝结成固体，因此，在输送之前，需要对天然气进行加热。在天然气应用过程中，由于需要对其减压，避免天然气温降过大，也需要加热。
本实施例采用管道的方式，使天然气进入加热管道114，当无焰反应管道117内的甲醇与金属触媒接触反应时，产生的大量热量向周围辐射传递，而加热管道114呈螺旋型盘绕在无焰反应管道117外，热量均匀传递到加热管道114内，从而实现对加热管道114内的天然气加热。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上，中心反应管道105内设置有温度传感器115，温度传感器115为多点设置，能实时采集中心反应管道105的多个位置的温度信息。
当无焰反应管道117中的甲醇与金属触媒接触反应时，热量向周围辐射传递，而这个时候中心反应管道105内的温度是不均匀的，而多点设置的温度传感器115能实时采集不同位置的温度信息，从而获得温度传递速率以及无焰反应的程度。
实施例4：
本实施例在实施例1和实施例3的基础上，限流阀109的一侧设置有流速监测装置，该流速监测装置能监测甲醇的流速，能通过甲醇流速和限流阀109的作用对无焰反应的大小以及无焰反应产生的温度进行调控。
实施例5：
一种螺旋式无焰燃烧锅炉，请参阅附图3所示，包括外壳101、炉胆103以及设于外壳101侧面的烟管106，炉胆103内设置有中心反应管道105，中心反应管道105由外至内依次分为外加热层113、换热层和内加热层116，外加热层113由多个无焰反应管道117排列成环状横截面结构，内加热层116由多个无焰反应管道排列成束状结构，换热层填充有介质，介质内设置有螺旋盘绕在内加热层外的加热管道。
本实施例将中心反应管道105分成外加热层113、换热层和内加热层116，外加热层113和内加热层116实际上分别是无焰反应管道117排列的环状结构，而中间部分为换热层，换热层填充有介质，使得外加热层113和内加热层116的热量分别传递给加热管道114，增强了加热效果。
需要进一步说明的是，无焰反应管道117为导热材料，无焰反应管道117的内壁还设置有金属触媒，当甲醇与金属触媒接触时，能快速和空气进行反应，从而产生大量的热，产生的热量通过无焰反应管道向外辐射传递。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种螺旋式无焰燃烧锅炉，包括外壳、炉胆以及设于外壳侧面的烟管，其特征在于，炉胆内设置有中心反应管道，中心反应管道中央设置有多个无焰反应管道，多个无焰反应管道相互环绕排列成束，多个无焰反应管道外设置有呈螺旋型盘绕的加热管道，中心反应管道内还填充有介质；外壳的侧面设置有燃料混合区，燃料混合区的前端设置有燃料入口管和空气入口管，燃料混合区的后端与无焰反应管相连，燃料混合区和燃料入口管以及燃料混合区和空气入口管之间分别设置有限流阀；外壳上还设置有连通炉胆的介质进入口和介质排出口；中心反应管道由外至内依次分为外加热层、换热层和内加热层，外加热层由多个无焰反应管道排列成环状横截面结构，内加热层由多个无焰反应管道排列成束状结构，换热层填充有介质，介质内设置有螺旋盘绕在内加热层外的加热管道。
2.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，加热管道为天然气管道，外壳侧面设置有连通加热管道的天然气进口阀，与天然气进口阀相对的外壳另一侧设置有天然气出口阀。
3.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，中心反应管道内设置有温度传感器。
4.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，无焰反应管道为导热材料。
5.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，加热管道外设置有吸热片。
6.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，炉胆与外壳之间还设置有保温层，保温层内设置有保温气体。
7.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，限流阀的一侧设置有流速监测装置。
8.根据权利要求1所述一种螺旋式无焰燃烧锅炉，其特征在于，外壳的一侧设置有与无焰反应管尾端相连的排气装置，排气装置上设置有气体监测机构。
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