CN110186029B - 一种节能环保的燃气锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种节能环保的燃气锅炉，燃气锅炉包括锅炉本体、节能器、水箱、循环泵、给水泵、若干段水管和分设在若干段水管的若干个截止阀。给水系统具有循环水路、第一给水路和第二给水路，燃气锅炉的给水系统通过启闭截止阀实现在循环状态和非循环状态之间切换，循环状态时循环水路和第一给水路同时流通，且第二给水路静止，非循环状态时第二给水路流通，且循环水路和第一给水路同时静止。采用上述结构，与现有技术相比，所述新型燃气锅炉给水系统可以根据实际需要选择开启水路循环，灵活适应高负荷和低负荷状态。

Description

一种节能环保的燃气锅炉

技术领域

本发明涉及蒸汽余能回收领域，具体涉及的是一种节能环保的燃气锅炉。

背景技术

燃气锅炉是一种转能设备，包括有锅炉本体，置于锅炉本体的燃烧室和置于锅炉本体汽水空间及其供水系统的水箱等，锅炉本体内置有水，燃料在燃烧室内燃烧形成的高温烟气加热锅炉本体内的水，输出具有一定热量的蒸汽。其中，燃料燃烧产生的高温烟气经几回程吸热放热后的排烟温度一般在160ˉ250℃，烟气中的水蒸气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热，因此通常在燃气锅炉尾部受热面配置节能器或者冷凝器来吸收烟气中的烟热，节能器和冷凝器回收的热量用于为锅炉补水加热，从而达到余热回收利用的目的。

锅炉具有高负荷和低负荷两种运行状态，高负荷运行时用水量多，可实现连续补水，低负荷运行时用水量少，无法连续补水。因此，传统的锅炉也有两种结构，一种是只安装节能器，高负荷运行时，连续为节能器补水，从而让整个燃烧过程都可以充分吸收烟热；另一种是同时安装节能器和冷凝器，低负荷运行时，水系统分为两段水路，一条水路经过节能器加热直接进入锅炉，另一条水路经过冷凝器加热后再次流回入水箱，即在水箱和冷凝器之间循环流动，因此在补水结束后，还可以通过水循环进入节能器来实现持续吸收烟热储热，确保烟热回收。

因此，上述两种结构只适合单种运行状态，无法在高负荷状态和低负荷状态之间切换，灵活性差。另外，低负荷运行时，从冷凝器流出的循环回水将进入水箱与水箱内的低温水混合，使吸收的烟热分散，进而无法充分利用该部分能量。

有鉴于此，本申请人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种节能环保的燃气锅炉，可以根据实际需要选择开启水路循环，灵活适应高负荷和低负荷状态。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

提供一种节能环保的燃气锅炉，其中，包括锅炉本体、节能器、水箱、循环泵、给水泵、若干段水管和分设在若干段水管的若干个截止阀；

燃气锅炉的给水系统具有循环水路、第一给水路和第二给水路，并且给水系统通过启闭截止阀实现在循环状态和非循环状态之间切换，循环状态时循环水路和第一给水路同时流通，且第二给水路静止，非循环状态时第二给水路流通，且循环水路和第一给水路同时静止；

节能器置于锅炉本体内并且节能器具有第一通水口和第二通水口，所述水箱具有第一出水口、第二出水口、第一入水口和第一温度计，循环水路的水依次流经第一出水口、循环泵、第一通水口、第二通水口和第一入水口，第一给水路的水依次流经第二出水口、给水泵和锅炉本体，第二给水路的水依次流经第二出水口、给水泵、第一通水口、第二通水口和锅炉本体；

若干个截止阀包括有第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三截止阀，水管包括循环出水管、循环入水管、节能器入水管、节能器出水管、热水引射管、第一、二总给水管，第一、二、三给水支管；

节能器入水管与第一通水口连通且设有第一截止阀，节能器出水管与第二通水口连通且设有第二截止阀；

循环出水管两端分别连通第一出水口和节能器入水管且循环出水管设有第三截止阀，循环泵接入循环出水管且循环泵入水端与出水端分别设置第四截止阀和第五截止阀；

循环入水管两端分别连通第一入水口和节能器出水管且循环入水管设有第六截止阀；

第一总给水管两端分别连通第二出水口和给水泵且给水泵入水端与出水端分别设置第七截止阀和第八截止阀，第二总给水管连通锅炉本体且第二总给水管上设置第九截止阀；

第一给水支管两端分别连通第一总给水管和第二总给水管且第一给水支管上设置第十截止阀；

第二给水支管两端分别连通第一总给水管和节能器入水管且第二给水支管上设置第十一截止阀；

第三给水支管两端分别连通第二总给水管和节能器出水管且第三给水支管上设置第十二截止阀；

热水引射管两端分别连通循环入水管和第一总给水管且热水引射管上设置第十三截止阀。

进一步的，循环状态时，开启第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十三截止阀且关闭其余截止阀，非循环状态时，开启第一、二、七、八、九、十一、十二截止阀且关闭其余截止阀。

进一步的，所述循环泵出水端的扬程为10-20米。

进一步的，所述给水泵入水端也设有第二温度计。

进一步的，所述热水引射管和循环入水管连通形成的连接点与循环入水管的出水端之间设置第十四截止阀，所述热水引射管和第一总给水管连通形成的连接点与第二出水口之间设有第十五截止阀，所述第十三、十四、十五截止阀为流量调节截止阀。

进一步的，所述水箱还包括有用于接入冷凝回水的第二入水口和用于接入软化水的第三入水口，该水箱呈长方体结构并且长度大于高度，箱体在宽度方向均分为热水区和冷水区，第一出水口设在冷水区，第二出水口设在热水区，第一入水口和第二入水口设在热水区顶部，第三入水口设在冷水区顶部。

进一步的，所述水箱的长度为4.5m，宽度为2m，高度为2.5m。

进一步的，所述第一出水口和第二出水口沿水箱长度方向相对设置。

进一步的，所述第一入水口和第二入水口沿水箱长度方向排列并靠近第二出水口设置，所述第三入水口靠近第一出水口设置。

采用上述结构后，本发明涉及的一种节能环保的燃气锅炉，与现有技术相比，具有如下技术效果：

一、本发明设计循环水路、第一给水路和第二给水路三个水路，通过截止阀控制，循环状态时循环水路和第一给水路同时流通，且第二给水路静止，非循环状态时第二给水路流通，且循环水路和第一给水路同时静止，如此便可根据高负荷和低负荷的不同运作状态切换给水系统的运作状态，减少烟热损伤，提高热效率。

二、循环状态时且水箱水温低于80℃时，热水引射管流通，在循环泵出水的扬程作用下，给水泵入水端会吸入更多温度较高的循环回水，使得节能器入口水温提升5ˉ10℃，如此便能使冷凝器回收的大部分烟热直接进入锅炉本体，达到能尽所用的效果。

附图说明

图1为本发明锅炉的整体结构示意图。

图2为本发明循环水路的水流流向意图。

图3为本发明第一给水路的水流流向示意图。

图4为本发明第二给水路的水流流向示意图。

图5为本发明水箱的外形结构立体图

图中：

锅炉本体-101；节能器-102；水箱-103；循环泵-104；给水泵-105；

第一通水口-201；第二通水口-202；第一出水口-203；

第二出水口-204；第一入水口-205；第二入水口-206；

第三入水口-207；第一截止阀-301；第二截止阀-302；

第三截止阀-303；第四截止阀-304；第五截止阀-305；

第六截止阀-306；第气截止阀-307；第八截止阀-308；

第九截止阀-309；第十截止阀-310；第十一截止阀-311；

第十二截止阀-312；第十三截止阀-313；第十四截止阀-314；

第十五截止阀-315；循环出水管-401；循环入水管-402；

节能器入水管-403；节能器出水管-404；第一总给水管-405；

第二总给水管-406；第一给水支管-407；第二给水支管-408；

第三给水支管-409；热水引射管-410；热水区-51；冷水区-52。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1-4所示，一种节能环保的燃气锅炉，包括锅炉本体101、节能器102、水箱103、循环泵104、给水泵105、若干段水管和分设在若干段水管的若干个截止阀；

所述给水系统具有循环水路、第一给水路和第二给水路，循环水路为水通过循环泵104抽取在水箱103和节能器102之间循环流动。第一给水路为水通过给水泵105抽取从水箱103流入锅炉本体101。第二给水路为水通过给水泵105抽取从水箱103流经节能器102后流入锅炉本体101。

所述燃气锅炉的给水系统通过启闭截止阀实现在循环状态和非循环状态之间切换。循环状态时循环水路和第一给水路同时流通，且第二给水路静止，非循环状态时第二给水路流通，且循环水路和第一给水路同时静止。所述燃气锅炉在低负荷状态时，给水系统切换至循环状态。所述燃气锅炉在高负荷状态时，给水系统切换至非循环状态。

所述节能器102置于锅炉本体101内并且节能器102具有第一通水口201和第二通水口202，所述水箱具有第一出水口203，第二出水口204和第一入水口205。如图2所示，循环水路的补水依次流经第一出水口203、循环泵104、第一通水口201、第二通水口202和第一入水口205。如图3所示，第一给水路的水依次流经第二出水口204、给水泵105和锅炉本体101。如图4所示，第二给水路的水依次流经第二出水口204、给水泵105、第一通水口201、第二通水口202和锅炉本体101。所述各个水路通过水管和截止阀连接。

所述若干个截止阀包括有第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三截止阀，水管包括循环出水管401、循环入水管402、节能器入水管403、节能器出水管404、第一、二总给水管，第一、二、三给水支管和热水引射管410。

所述节能器入水管403与第一通水口201连通且设有第一截止阀301，节能器出水管404与第二通水口202连通且设有第二截止阀302。

循环出水管401两端分别连通第一出水口203和节能器入水管403且循环出水管401设有第三截止阀303，循环泵104接入循环出水管401且循环泵入水端与出水端分别设置第四截止阀304和第五截止阀305。

循环入水管402两端分别连通第一入水口205和节能器出水管404且循环入水管402设有第六截止阀306。

第一总给水管405两端分别连通第二出水口204和给水泵105且给水泵入水端与出水端分别设置第七截止阀307和第八截止阀308，第二总给水管406连通锅炉本体101且第二总给水管406上设置第九截止阀309。

第一给水支管407两端分别连通第一总给水管405和第二总给水管406且第一给水支管407上设置第十截止阀310；

第二给水支管408两端分别连通第一总给水管405和节能器入水管403且第二给水支管408上设置第十一截止阀311；

第三给水支管409两端分别连通第二总给水管406和节能器出水管404且第三给水支管409上设置第十二截止阀312。

热水引射管410两端分别连通循环入水管402和第一总给水管405且热水引射管410上设置第十三截止阀313。

本发明涉及的燃气锅炉的具体工作流程如下：

当锅炉处于低负荷的运行状态时，用水量较少，锅炉切换至循环状态，即开启第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十三截止阀且关闭其余截止阀。所述第一给水路主要负责给锅炉供水，保证锅炉的正常运行。所述循环水路中的补水水经过节能器102加热后再次流回进入水箱103，即在水箱103和节能器102之间循环流动，循环水路内的补水通过节能器102加热来实现持续吸收烟热，提升烟热回收率。当水箱103内的水温低于80℃时，由于打开第十三截止阀81，使循环水路和第一给水路通过热水引射管410相连通，此时给水泵105对给水路和循环水路具有同样的吸程压力，循环回水通过热水引射管410进入第一总给水管405，与第一总给水管405内的水箱103补水混合。由于循环泵105端具有扬程压力，所以循环回水在热水引射管410内还受到了来自循环泵104的较大压力，将更多的循环回水引射至给水泵105，给水泵105会吸入较多的循环回水，同时吸入较少量的水箱103补水，又因为循环回水温度高于水箱补水，所以最终可提升节能器入口水温5ˉ10℃。节能器102再将温度较高的补水提供给锅炉，不仅减少了锅炉能耗，还大大提高锅炉效率。并且部分的循环回水还会流回水箱103内，即将回收的热量回收至水箱103内。当给水泵105给锅炉本体101给水时，因为水温提高，锅炉的能耗大大降低，进一步提升了锅炉热效率；当停止加水时，第一给水路停止，循环水路在燃烧过程保持流通，并将回收的烟热储存在水箱103内。

当锅炉处于高负荷的运行状态时，锅炉用水量多，可在燃烧过程保持连续补水。锅炉切换至非循环状态，即开启第一、二、七、八、九、十一、十二截止阀且关闭其余截止阀。所述第二给水路的水通过给水泵105抽取，从水箱103流经节能器102后流入锅炉本体101。当水流经节能器102时，补水可通过节能器102吸收烟热，提升水温，并直接流入锅炉中。如此一来，整个锅炉燃烧过程的烟热都被吸收并直接输送至锅炉本体101内，不用进入水箱103，使得回收的烟热可以全部进入锅炉本体101，从而大大提升烟热的回收利用效果，具有显著的节能效果。

优选的，所述循环泵104出水端的扬程为10-20米。可为循环水路内的循环回水施加一个较大的压力。

优选的，所述给水泵105入水端也设有第二温度计(图未示)。所述第二温度计可实时监测给水泵105入水端的补水温度。

作为本发明的另外一个实施例，所述热水引射管410和循环入水管402连通形成的连接点与循环入水管402的出水端之间设置第十四截止阀314，所述热水引射管410和第一总给水管405连通形成的连接点与第二出水口204之间设有第十五截止阀315，且所述第十三、十四、十五截止阀为流量调节截止阀。所述流量调节截止阀可以调控截止阀流量。在热水引射过程中，若给水泵105流入的循环回水温度过高，所述给水泵105会发生汽浊现象。为了避免汽浊现象的发生，当循环回水温度过高时，可以减小第十三截止阀313的流量，并且增大第十四截止阀314的流量。如此一来少部分的循环回水流入第一总给水管405与水箱103补水混合，适当的降低了给水泵105入口端的水温。大部分循环回水流回水箱103，与水箱103内的补水混合。将热能储存至水箱103内，大大节约利用了锅炉产生的热能。

优选的，所述水箱103主要包括有用于接入冷凝回水的第二入水口206和用于接入软化水的第三入水口207，该水箱103呈长方体结构并且长度大于高度，箱体在宽度方向均分为热水区51和冷水区52，第一出水口203设在冷水区52，第二出水口204设在热水区51，第一入水口205和第二入水口206设在热水区51顶部，第三入水口207设在冷水区52顶部。

采用上述结构后，所述锅炉回路内的冷凝回水和循环回水分别通过第二入水口206和第一入水口205进入所述水箱103的热水区51，软化水通过第三入水口207补入所述水箱103的冷水区52。由于冷凝回水和循环回水的温度远远高于软化水，且第一入水口205和第二入水口206在宽度方向上与第进水口207相距较远，从而使水箱103内部的补水在混合时产生温度分层的现象，靠近第一入水口205和第二入水口206一侧的水温较高，而靠近第三入水口207一侧的水温较低，即热水区51水温高于冷水区52水温。如此一来，热水区51温度较高的补水由给水泵105抽取流向节能器102，可提升节能器102入口水温5ˉ10℃。节能器102再将温度较高的补水提供给锅炉，不仅减少了锅炉能耗，还大大提高锅炉效率。而冷水区52温度较低的补水由循环泵104抽取流向节能器102加热后流回水箱103。补水流经节能器102时，由于补水的温度较低，与节能器102之间存在的换热温差越大，补水吸热就越快。补水将烟热能吸收后回流，将热能储存至水箱103，加大节约利用了锅炉产生的热能。

需要说明的是,在节能水箱实际运行中,从底部抽水才能符合循环泵104和给水泵105的压力,所以第二出水口204和第一出水口203的位置只能设在水箱103底部,本新型并没有在水箱103内设置隔板,而是通过对入水口和取水口在水平方向的排布设计实现水箱内的冷热水分区,让低温水和高温水在混合前就被循环泵104和给水泵105取走,达到能尽其用的效果。

优选的，所述水箱103的长度为4.5m，宽度为2m，高度为2.5m，本方案适用于卧式水箱并为了完成分区对尺寸有要求。

优选的，所述第一出水口203和第二出水口204沿水箱103长度方向相对设置。采用上述结构后，第一出水口203和第二出水口204相距较远，而且使给水泵和循环泵的吸程的吸力方向为平行设置，有效减少两个出水口在取水时产生相互干扰的影响，确保给水泵105抽取更多的热水且循环泵104抽取更多的冷水。

优选的，所述第一入水口205和第二入水口206沿水箱长度方向排列并靠近第二出水口204设置，所述第三入水口207靠近第一出水口203设置。采用上述结构，所述第二出水口204靠近第一入水口205和第二入水口206，使高温的冷凝回水和循环回水在回流入水箱103后，给水泵105可以第一时间抽取补水，防止冷凝回水和循环回水与水箱补水混合而降低水温，确保给水泵105可以抽取更高温度的补水。同样的，第一出水口203靠近第三入水口207设置，温度较低的软化水在进入水箱103后第一时间被循环泵抽取，可以确保循环泵104抽取温度更低的水箱补水。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，包括锅炉本体、节能器、水箱、循环泵、给水泵、若干段水管和分设在若干段水管的若干个截止阀；

燃气锅炉的给水系统具有循环水路、第一给水路和第二给水路，并且给水系统通过启闭截止阀实现在循环状态和非循环状态之间切换，循环状态时循环水路和第一给水路同时流通，且第二给水路静止，非循环状态时第二给水路流通，且循环水路和第一给水路同时静止；

节能器置于锅炉本体内并且节能器具有第一通水口和第二通水口，所述水箱具有第一出水口、第二出水口、第一入水口和第一温度计，循环水路的水依次流经第一出水口、循环泵、第一通水口、第二通水口和第一入水口，第一给水路的水依次流经第二出水口、给水泵和锅炉本体，第二给水路的水依次流经第二出水口、给水泵、第一通水口、第二通水口和锅炉本体；

若干个截止阀包括有第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三截止阀，水管包括循环出水管、循环入水管、节能器入水管、节能器出水管、热水引射管、第一、二总给水管，第一、二、三给水支管；

节能器入水管与第一通水口连通且设有第一截止阀，节能器出水管与第二通水口连通且设有第二截止阀；

循环出水管两端分别连通第一出水口和节能器入水管且循环出水管设有第三截止阀，循环泵接入循环出水管且循环泵入水端与出水端分别设置第四截止阀和第五截止阀；

循环入水管两端分别连通第一入水口和节能器出水管且循环入水管设有第六截止阀；

第一总给水管两端分别连通第二出水口和给水泵且给水泵入水端与出水端分别设置第七截止阀和第八截止阀，第二总给水管连通锅炉本体且第二总给水管上设置第九截止阀；

第一给水支管两端分别连通第一总给水管和第二总给水管且第一给水支管上设置第十截止阀；

第二给水支管两端分别连通第一总给水管和节能器入水管且第二给水支管上设置第十一截止阀；

第三给水支管两端分别连通第二总给水管和节能器出水管且第三给水支管上设置第十二截止阀；

热水引射管两端分别连通循环入水管和第一总给水管且热水引射管上设置第十三截止阀；

循环状态时，开启第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十三截止阀且关闭其余截止阀，非循环状态时，开启第一、二、七、八、九、十一、十二截止阀且关闭其余截止阀；

所述热水引射管和循环入水管连通形成的连接点与循环入水管的出水端之间设置第十四截止阀，所述热水引射管和第一总给水管连通形成的连接点与第二出水口之间设有第十五截止阀，所述第十三、十四、十五截止阀为流量调节截止阀。

2.如权利要求1所述的一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，所述循环泵出水端的扬程为10-20米。

3.如权利要求2所述的一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，所述给水泵入水端也设有第二温度计。

4.如权利要求3所述的一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，所述水箱还包括有用于接入冷凝回水的第二入水口和用于接入软化水的第三入水口，该水箱呈长方体结构并且长度大于高度，箱体在宽度方向均分为热水区和冷水区，第一出水口设在冷水区，第二出水口设在热水区，第一入水口和第二入水口设在热水区顶部，第三入水口设在冷水区顶部。

5.如权利要求4所述的一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，所述水箱的长度为4.5m，宽度为2m，高度为2.5m。

6.如权利要求5所述的一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，所述第一出水口和第二出水口沿水箱长度方向相对设置。

7.如权利要求6所述的一种节能环保的燃气锅炉，其特征在于，所述第一入水口和第二入水口沿水箱长度方向排列并靠近第二出水口设置，所述第三入水口靠近第一出水口设置。