CN113701344B - 一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，属于燃气热水锅炉技术领域，解决了现有燃气热水锅炉系统由于冷凝水的产生导致送风管道腐蚀以及设置空气预热装置增大占地面积的技术问题。本发明的消音预热装置包括消音预热单元，消音预热单元包括加热部和消音部，加热部设置在消音部的两侧；消音部包括多个平行设置的均温板，消音部设有进风侧和出风侧；均温板中填充有消音材料；消音预热单元与燃气热水锅炉送风系统连接，消音预热单元用于对燃气热水锅炉送风系统的供风进行消音和预热。本发明将预热装置与消音装置相结合，可减少送风系统中冷凝水的产生，降低管道腐蚀率，保证锅炉系统的正常运行。

Description

一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置

技术领域

本发明涉及燃气热水锅炉技术领域，尤其涉及一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置。

背景技术

面对环保指标要求越来越高的形势，降低燃气热水锅炉氮氧化物排放已成为趋势，其中烟气再循环技术是一种常用的技术形式。

烟气再循环系统下，部分烟气和空气混合，再由燃烧器送风风机通过风道送至燃烧器。高温烟气和室外低温空气混合，使烟气温度降低，由于烟气中含有水蒸气，当混合气体温度低于其露点温度(烟气再循环量不同，热负荷变化导致燃气量不同进而需要空气量不同，水蒸气分压力也不同，露点温度也不同，约30度)时，会产生冷凝水。而冷凝水的产生会给锅炉系统带来较大的影响，如冷凝水长期存在会腐蚀送风管道，冷凝水附着在锅炉电眼上，还会造成锅炉电眼起雾，影响燃烧系统正常运行。此外，额定制热量较大的热水锅炉(一般大于7兆瓦)燃烧器送风机进口空气噪音较大，需设置消音器。

为减小上述冷凝水的产生，可以通过提高空气温度，使混合气体温度高于露点温度，则冷凝水就不会凝结。如果单独增加空气预热装置，会额外增加风道体积和占地面积，进而影响整个系统的体积。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，用以解决现有燃气热水锅炉系统由于冷凝水的产生导致送风管道腐蚀、以及设置空气预热装置增大占地面积的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，包括消音预热单元，消音预热单元包括加热部和消音部，加热部设置在消音部的两侧；消音部包括多个平行设置的均温板，消音部设有进风侧和出风侧；均温板中填充有消音材料；

消音预热单元与燃气热水锅炉送风系统连接，消音预热单元用于对燃气热水锅炉送风系统的供风进行消音和预热。

在一种可能的设计中，加热部包括结构相同的第一加热部和第二加热部，消音部位于第一加热部和第二加热部之间；

第一加热部包括第一分水器、第一导流管和第一集水器，第一分水器和第一集水器相互平行的设于均温板的两端；从热水锅炉中引出的热水的一部分通过进水管依次进入第一分水器、第一导流管和第一集水器。

在一种可能的设计中，均温板包括框体，框体内设有多个相互平行的导热翅片，导热翅片内部设有微通道槽道，微通道槽道用于将水系统的热量传导给空气。

在一种可能的设计中，微通道槽道为多个球带串联形成的槽道，微通道槽道内设有加热介质，加热介质的导热系数大于均温板的导热系数。

在一种可能的设计中，均温板上多个平行设置的加热翅片之间形成间隙，消音材料设于间隙内，消音材料为消音棉。

在一种可能的设计中，消音棉包括复合相变石蜡颗粒，复合相变石蜡颗粒含有石蜡、聚乙烯和石墨烯。

在一种可能的设计中，复合相变石蜡颗粒中，石蜡的质量分数为95％～97％，聚乙烯的质量分数为2％～4％，石墨烯的质量分数为0.5％～1％。

在一种可能的设计中，用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置中消音材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、将石蜡、聚乙烯放入球磨机中球磨均匀，得到球磨混合物；

步骤2、将球磨混合物放入加热炉中，加热至100℃～120℃，直至混合物完全融化；

步骤3、在融化的混合物中添加石墨烯，然后将上述加热炉放入超声振荡器中进行超声混合，期间加热炉温度保持在100℃～120℃，振荡频率为25～30kHz，使原料充分混合形成浆料；

步骤4、将浆料自然冷却至室温，然后放入球磨机中球磨均匀，得到复合相变石蜡颗粒；

步骤5、将步骤4得到的复合相变石蜡颗粒和聚酯消音棉进行超声混合，超声处理时间大于12h，得到消音材料。

进一步地，在步骤1中，将聚乙烯溶解于石蜡中，球磨后得到球磨混合物，球磨混合物的粒径范围为1～10μm。

进一步地，在步骤4中，复合相变石蜡颗粒的粒径为5～10μm。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明提供的用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置通过采用锅炉出水作为热源，将预热装置与消音装置相结合，可减少送风系统中冷凝水的产生，降低管道腐蚀率，保证锅炉系统的正常运行。

(2)本发明提供的用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置通过采用微通道均温板作为加热系统的翅片，可以快速将热量传导给空气，提高换热效率，减小空气流程，减小装置体积。

(3)本发明提供的用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置通过采用复合相变石蜡制成的纤维状消音棉，不仅可以降低噪音，还可以将储存的热量快速传递给空气，进一步提高换热效率。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例1提供的消音预热装置的结构示意图；

图2为实施例1提供的均温板的结构示意图；

图3为实施例1提供的加热部的结构示意图；

图4为实施例1提供的微通道槽道的结构示意图。

附图标记：

1-第一进水管；2-第一出水管；3-第一分水器；4-第一集水器；5-加热部；51-第一加热部；52-第二加热部；6-进风侧；7-出风侧；8-均温板；9-消音材料；10-微通道槽道。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，如图1至3所示，该消音预热装置包括消音预热单元，消音预热单元的两侧设有加热部；消音预热单元的中间设有消音部，消音部包括多个平行设置的均温板8，消音部设有进风侧6和出风侧7；均温板8中填充有消音材料9；消音预热单元与燃气热水锅炉送风系统连接，消音预热单元用于对燃气热水锅炉送风系统的供风进行消音和预热。

具体地，本发明的预热消音装置主要用于燃气热水锅炉的送风系统中，该预热消音装置包括消音预热单元，消音预热单元包括加热部5和消音部，加热部5包括第一加热部51和第二加热部52，二者结构相同，第一加热部51和第二加热部52相互平行地设置在消音部的两侧，第一加热部51和第二加热部52均用于对流经消音预热装置的空气进行加热；在第一加热部51和第二加热部52的中间设有消音部，消音部包括多个平行设置的均温板8和消音材料，均温板8与第一加热部51和第二加热部52之间垂直设置，消音部的一端为进风侧6，另一端为出风侧7，进风方向与第一加热部51和第二加热部52平行。每个均温板8中均填充有消音材料9，当供风系统中的风或混合烟气经过消音部时，消音材料9能够充分对其进行去噪。

在现有的燃气锅炉送风系统中，送风管道内的高温烟气和室外低温空气形成的混合烟气中含有水蒸汽，当混合气体温度低于其露点温度时，会产生冷凝水。而冷凝水的产生会给锅炉系统带来较大的影响，如冷凝水长期存在会腐蚀送风管道，冷凝水附着在锅炉电眼上，还会造成锅炉电眼起雾，影响燃烧系统正常运行。与现有技术相比，本发明通过锅炉引出热水作为加热部对消音预热装置提供热源，消音预热单元一方面可以除去混合烟气中的水蒸气，另一方面，消音预热单元中的消音部能够对经过的空气或混合烟气进行降噪，避免了单独设置空气预热装置导致的额外增加风道体积和占地面积，进而影响整个系统的体积。

需要说明的是，第一加热部51和第二加热部52中的热介质由燃烧锅炉提供，第一加热部51和第二加热部52中的热水将热量传递给空气或混合烟气，完成热传导后回流到锅炉中，完成一个循环。

本发明通过将预热装置与消音装置结合，不仅减少了体积和空间的增加，还可以将热量快速传递给空气，提高换热效率；本发明通过消音预热装置增加了空气预热，减少冷凝水的凝结，降低了冷凝水对送风管道的腐蚀以及冷凝水对锅炉燃烧器内电眼工作的影响；另外，本发明直接利用锅炉出水作为热源，不需要额外消耗其他能量。

为了充分对送风管道中的风或混合烟气进行预热，本发明的第一加热部51和第二加热部52的结构相同，第一加热部51包括第一分水器3、第一加热翅片和第一集水器4，第一分水器3和第一集水器4相互平行的设于均温板8的上下两端，第一加热部51和第二加热部52与均温板8可为一体化结构；锅炉中的热水通过第一进水管1依次进入第一分水器3、第一加热翅片、第一集水器4。

具体地，如图3所示，第一加热部51包括第一分水器3、第一加热翅片和第一集水器4，第一加热翅片为多根相互平行设立的第一导流管，第一导流管的上端均与第一分水器3连通，第一导流管的下端均与第一集水器4连通，同样地，第二加热部52包括第二分水器、第二加热翅片和第二集水器，第二加热翅片为多根相互平行设立的第二导流管，第二导流管的上端均与第二分水器连通，第二导流管的下端均与第二集水器连通，从锅炉引出一路热水一部分通过第一进水管1进入第一分水器3、第一加热翅片和第一集水器4中，另一部分通过第二进水管进入第二分水器、第二加热翅片和第二集水器中；均温板8设于第一加热部51和第二加热部52中间且与第一加热部51和第二加热部52为固定连接，即均温板8与第一加热部51和第二加热部52为一体化设计，当风或混合烟气通过进风侧6进入消音预热单元后，第一加热部51和第二加热部52提供的热量沿均温板8传导，在均温板8上设消音材料9，风或混合烟气通过均温板8进行预热，通过消音材料9以降低噪音。

现有技术中采用水盘管的形式，使空气与热水管直接换热，而本发明通过设于消音部两侧的第一分水器3、第一加热翅片和第一集水器4以及第二分水器、第二加热翅片和第二集水器对风或混合烟气进行换热，这样可以降低消音装置内水盘管换热器的复杂程度，水盘管的结构可能会影响消音装置的消音效果。

为了对经过消音预热装置的风或混合烟气进行均匀快速的加热，本申请的均温板8包括框体，框体内设有多个相互平行的导热翅片，导热翅片内部设有微通道槽道10，微通道槽道10用于将水系统的热量传导给空气。

具体地，如图1和图2所示，均温板8包括框体，框体内设有多个相互平行的导热翅片，框体的一侧与第一导流管固定连接，框体的另一侧与第二导流管固定连接，框体内的导热翅片与第一加热部51和第二加热部52相互垂直；需要说明的是，均温板8的设置数量等于第一加热部51中第一导流管的设置数量以及等于第二加热部52中第二导流管的设置数量。如图2所示，均温板8的导热翅片为平板状，在该平板状的导热翅片中设有微通道槽道10，微通道槽道10用于将热量传导给空气或混合烟气，以大大提高均温板8的热传导能力。

与现有技术相比，本发明的均温板8为微通道换热器，具有很高的导热能力，可以提高空气的换热效率，且片状的结构方便在其表面填充消音材料9，可以实现消音装置与预热装置的高度集成。

为了进一步提高均温板8的热传导能力，如图4所示，本申请的微通道槽道10为多个球带串联形成的槽道，微通道槽道10内设有加热介质，加热介质的导热系数大于均温板8的导热系数。

具体地，导热翅片中设有与其平行的微通道槽道10，微通道槽道10由多个球带串联形成，将微通道槽道10设计成球带串联的形式能够增大微通道槽道10的表面积，微通道槽道10中设有加热介质，该加热介质的导热系数大于均温板8本身的导热系数；一方面，均温板8将第一加热部51和第二加热部52传导的热量传导给需要预热的空气或混合烟气，另一方面，均温板8中的导热介质同样能够将第一加热部51和第二加热部52传导的热量最终传导给空气或混合烟气，进而进一步提高了均温板8的热传导能力，从而加速了空气或混合烟气的预热过程。

为了进一步实现消音部与预热部结合，如图3所示，本申请的均温板8上多个平行设置的加热翅片之间形成间隙，消音材料9设于间隙内，消音材料9为消音棉。

为了消除供风系统的供风产生的巨大噪音，本发明采用的消音材料9为通过复合相变石蜡制成的纤维状的消音材料9，该消音材料9为纤维状消音棉，空气或混合烟气流经消音棉时可以大大降低其流动产生的噪音，同时消音棉又可以储存均温板8传递的热量，当空气流过其空隙时可以预热空气，提高消音预热装置的换热效率。

上述纤维状消音棉包括复合相变石蜡颗粒，复合相变石蜡颗粒含有石蜡、聚乙烯和石墨烯。复合相变石蜡颗粒中，石蜡的质量分数为95％～97％，聚乙烯的质量分数为2％～4％，石墨烯的质量分数为0.5％～1％。

实施例2

本实施例提供了一种采用复合相变石蜡制备纤维状消音棉的方法，包括以下步骤：

步骤1、将石蜡和聚乙烯按照一定的质量比放入球磨机中球磨均匀，得到球磨混合物；

在上述步骤1中，将石蜡和聚乙烯控制在上述范围内能够保证聚乙烯充分溶解在石蜡中；球磨混合物的粒径大小为1～10μm。

步骤2、将球磨混合物放入加热炉中，加热至100℃～120℃，直至混合物完全融化；

步骤3、在融化的混合物中添加石墨烯，然后将加热炉放入超声振荡器中进行超声混合，超声混合时加热炉温度保持在100℃～120℃，振荡频率为25～30kHz，使原料充分混合形成浆料；

步骤4、将上述浆料自然冷却，然后放入球磨机中球磨均匀，得到复合变相石蜡颗粒，其中，复合变相石蜡颗粒的粒径为5～10μm；

步骤5、将复合相变石蜡颗粒聚酯消音棉进行超声混合，超声处理时间不低于12小时，得到纤维状消音棉。

需要说明的是，复合相变石蜡颗粒中，石蜡的质量分数为95％～97％，聚乙烯的质量分数为2％～4％，石墨烯的质量分数为0.5％～1％。

实施例3

本实施例提供了一种采用复合相变石蜡制备纤维状消音棉的方法，包括以下步骤：

步骤1、将石蜡和聚乙烯放入球磨机中球磨均匀，得到球磨混合物；

在上述步骤1中，将石蜡和聚乙烯控制在上述范围内能够保证聚乙烯充分溶解在石蜡中；球磨混合物的粒径大小为8μm。

步骤2、将球磨混合物放入加热炉中，加热至110℃，直至混合物完全融化；

步骤3、在融化的混合物中添加石墨烯，然后将加热炉放入超声振荡器中进行超声混合，超声混合时加热炉温度保持在120℃，振荡频率为30kHz，使原料充分混合形成浆料；

步骤4、将上述浆料自然冷却，然后放入球磨机中球磨均匀，得到复合变相石蜡颗粒，其中，复合变相石蜡颗粒的粒径为10μm；

步骤5、将复合相变石蜡颗粒聚酯消音棉进行超声混合，超声处理时间不低于12小时，得到纤维状消音棉。

需要说明的是，复合相变石蜡颗粒中，石蜡的质量分数为97％，聚乙烯的质量分数为2％，石墨烯的质量分数为1％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，其特征在于，包括消音预热单元，所述消音预热单元包括加热部和消音部，所述加热部设置在所述消音部的两侧；消音部包括多个平行设置的均温板，消音部设有进风侧和出风侧；均温板中填充有消音材料；

所述消音预热单元与燃气热水锅炉送风系统连接，所述消音预热单元用于对燃气热水锅炉送风系统的供风进行消音和预热；

所述加热部包括结构相同的第一加热部和第二加热部；第一加热部和第二加热部中的热水将热量传递给空气或混合烟气，完成热传导后回流到锅炉中，完成一个循环；

所述均温板与第一加热部和第二加热部之间垂直设置，消音部的一端为进风侧，另一端为出风侧，进风方向与第一加热部和第二加热部平行；

所述第一加热部包括第一分水器、第一加热翅片和第一集水器，第一加热翅片为多根相互平行设立的第一导流管，第一导流管的上端均与第一分水器连通，第一导流管的下端均与第一集水器连通；同样地，所述第二加热部包括第二分水器、第二加热翅片和第二集水器，第二加热翅片为多根相互平行设立的第二导流管，第二导流管的上端均与第二分水器连通，第二导流管的下端均与第二集水器连通；从锅炉引出一路热水一部分通过第一进水管依次进入第一分水器、第一加热翅片和第一集水器中，另一部分通过第二进水管依次进入第二分水器、第二加热翅片和第二集水器中；所述均温板设于第一加热部和第二加热部中间且与第一加热部和第二加热部为一体化设计；当风或混合烟气通过进风侧进入消音预热单元后，第一加热部和第二加热部提供的热量沿均温板传导；

所述均温板包括框体，所述框体内设有多个相互平行的导热翅片，所述导热翅片内部设有微通道槽道，所述微通道槽道用于将水系统的热量传导给空气；

所述框体的一侧与第一导流管固定连接，框体的另一侧与第二导流管固定连接，框体内的导热翅片与第一加热部和第二加热部相互垂直；所述均温板的设置数量等于第一加热部中第一导流管的设置数量以及等于第二加热部中第二导流管的设置数量；

所述均温板的导热翅片为平板状；

所述微通道槽道为多个球带串联形成的槽道，所述微通道槽道内设有加热介质，所述加热介质的导热系数大于均温板的导热系数；

所述均温板上多个平行设置的导热翅片之间形成间隙，所述消音材料设于间隙内，所述消音材料为消音棉；

所述消音棉包括复合相变石蜡颗粒，复合相变石蜡颗粒含有石蜡、聚乙烯和石墨烯；

所述消音材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、将石蜡、聚乙烯放入球磨机中球磨均匀，得到球磨混合物；

步骤2、将球磨混合物放入加热炉中，加热至100℃～120℃，直至混合物完全融化；

步骤3、在融化的混合物中添加石墨烯，然后将上述加热炉放入超声振荡器中进行超声混合，期间加热炉温度保持在100℃～120℃，振荡频率为25～30kHz，使原料充分混合形成浆料；

步骤4、将浆料自然冷却至室温，然后放入球磨机中球磨均匀，得到复合相变石蜡颗粒；

步骤5、将步骤4得到的复合相变石蜡颗粒和聚酯消音棉进行超声混合，超声处理时间大于12h，得到消音材料。

2.根据权利要求1所述的用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，其特征在于，所述复合相变石蜡颗粒中，石蜡的质量分数为95％～97％，聚乙烯的质量分数为2％～4％，石墨烯的质量分数为0.5％～1％。

3.根据权利要求1所述的用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，其特征在于，所述步骤1中，将聚乙烯溶解于石蜡中，球磨后得到球磨混合物，球磨混合物的粒径范围为1～10μm。

4.根据权利要求3所述的用于燃气热水锅炉送风系统的消音预热装置，其特征在于，所述步骤4中，所述复合相变石蜡颗粒的粒径为5～10μm。