CN120274292B - 烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉，包括：出水罐，设于所述箱体内，其连接有出水口；回水罐，设于所述箱体内，其连接有回水口，所述回水罐设于出水罐的下方；立板，一端与所述回水罐连接，所述立板与出水罐之间形成进烟口；所述出水罐、立板、回水罐将箱体分割为燃烧室和烟气室；若干立管，连通于所述出水罐和回水罐之间，所述立管设于燃烧室一侧；若干弯管，连通于所述出水罐和回水罐之间，所述若干弯管设于烟气室一侧；本发明通过烟气与弯管内液体的逆流方式，既能够加速液体流动，又能够有效减缓烟气流速；液体的加速流动提高了热交换效率，而烟气流速的减缓则延长了热交换时间，有助于进一步提高热交换的效率。

Description

烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，尤其是烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉。

背景技术

锅炉，是一种将化学能转化为热能的设备，它是利用煤炭、油或气等各种燃料，经燃烧产生热量来产生蒸汽或热水的设备。但是目前许多锅炉系统的热效率并不高，尤其是在高负荷和低负荷运行时，其热交换效率受限。锅炉内的热交换过程通常存在能量损失，比如高温烟气直接定从最高处的高温热水处排放到环境中，使排烟温度高于热水温度。这导致了能源的浪费，未能实现热量的最大化利用。

尽管现代锅炉技术在改善烟气排放方面取得了一定进展，但仍有许多锅炉的烟气排放温度过高。这不仅造成了热能浪费，还可能对环境造成污染。高温烟气的直接排放也增加了锅炉运行的能源消耗，导致锅炉整体能效不高。在一些锅炉系统中，烟气和水蒸气的流动方向均是往高处同向运动，为顺流或并行流，这意味着液体和烟气之间的热交换并没有得到最大化优化烟气和水流动方向相同，热交换效率较低，因为热量的传递会随着流动距离的增加而逐渐减少，导致部分热能未能被有效利用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足之处，提供烟路和水路双回程的设计，并结合逆流阶梯换热，利用高温烟气与高温热水的热交换以及低温烟气与低温水的热交换，使热交换过程分层次动梯级进行，最大化化优化了热交换效率，同时降低了烟气的排放温度，有效地减少了烟气中的热量浪费。

本发明的目的是以下述方式实现的：烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉塔，包括：

箱体，内设有各部件；

出水罐，设于所述箱体内顶部，其连接有出水口；

回水罐，设于所述箱体内部底部，其连接有回水口，所述回水罐设于出水罐的下方；

立板，一端与所述回水罐连接，另一端延伸至出水罐下方一侧，所述立板与出水罐之间形成进烟口；

所述出水罐远离立板的一侧与箱体内壁密封连接；

所述回水罐的下侧与箱体下侧内壁密封连接；

所述出水罐、立板、回水罐将箱体分割为燃烧室和烟气室，所述燃烧室与燃烧机连接；

若干立管，连通于所述出水罐和回水罐之间，所述立管设于燃烧室一侧；

若干弯管，连通于所述出水罐和回水罐之间，所述若干弯管设于烟气室一侧；

出烟口，设于燃烧室的下侧。

本发明的出水罐、立板、回水罐将箱体分割为燃烧室和烟气室，所述燃烧室与燃烧机连接，若干立管，连通于所述出水罐和回水罐之间，所述立管设于燃烧室一侧。通过燃烧机对出水罐、回水罐和立管中的水进行加热形成水蒸气，水蒸气上升，聚集到出水罐中通过出水口输送至需要热量的地方，弯管里的水与烟气热交换，也使弯管中的水蒸气通过出水口进行输送。

作为本发明技术方案的一种可选方案，若干所述立管通过折弯部与出水罐连通,折弯部并非水平状，呈内折角大于90°的仰角状。

作为本发明技术方案的一种可选方案，所述烟气室设有烟气导向板，所述烟气导向板包括：

烟气上导向板，设于若干所述弯管的上方，将所述出水罐和箱体侧壁连接；

烟气下导向板，设于若干所述弯管的下方，一端与回水罐一侧连接。

作为本发明技术方案的一种可选方案，所述烟气导向板还包括：

若干烟气中导向板，设于所述烟气上导向板和烟气下导向板之间；

所述烟气上导向板、若干烟气中导向板和烟气下导向板设于弯管各直线段的上方；

相邻烟气中导向板的一端交替与立板和烟气室侧壁连接；

相邻烟气中导向板之间设有弯管弯段通过的通道。

本发明通过设置烟气导向板对烟气的流向进行引导，使烟气与弯管内液体的流动形成逆流，使弯管内液体达到了自升力加速爬坡的效果，达到了烟气减速排放增加换热时间的目的。

作为本发明技术方案的一种可选方案，所述烟气上导向板、若干烟气中导向板和烟气下导向板与弯管相应的直线段平行设置。

作为本发明技术方案的一种可选方案，所述弯管的直线段为倾斜设置。

作为本发明技术方案的一种可选方案，相邻所述立管之间及相邻所述弯管之间设有一定间隙。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉塔，通过烟气与弯管内液体的逆流方式，既能够加速液体流动，又能够有效减缓烟气处往下流动速度；液体的加速流动提高了热交换效率，而烟气流速的减缓则延长了热交换时间，有助于进一步提高热交换的效率；

（2）本发明利用高温烟气与高温热水的热交换以及低温烟气与低温水的热交换，使热交换过程分层次进行，进一步优化了热交换效率，同时降低了烟气的排放温度，这种阶梯式设计有效地减少了烟气中的热量浪费；

（3）本发明的锅炉塔能够在较低的温度下排放烟气，并通过逆流方式提高热交换效率，从而达到节能减排的效果。烟气排放温度更低，减少了对环境的影响，符合现代节能减排要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉的结构示意图；

图2为本发明烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉去除部分箱体后的结构示意图；

图3为本发明烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉去除部分箱体后的主视图；

图4为本发明烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉的原理图。

附图标记：

100-箱体；

200-出水罐；210-出水口；

300-回水罐；310-回水口；

400-立板；

500-烟气室；510-进烟口；520-出烟口；

600-燃烧室；

700-燃烧机；

810-立管；820-弯管；

900-烟气导向板；910-烟气上导向板；920-烟气中导向板；930-烟气下导向板。

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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉塔，包括：箱体100、出水罐200、回水罐300和立板400。其中，箱体100内设有各部件；出水罐200设于箱体100内顶部，出水罐200连接有出水口210；回水罐300设于箱体100内底部，回水罐300连接有回水口310，回水罐300设于出水罐200的下方；立板400，一端与回水罐300的上端连接，另一端延伸至出水罐200下方一侧，立板400与出水罐200不连接，立板400的顶部与出水罐200之间形成进烟口510；出水罐200远离立板400的一侧与箱体100内壁密封连接；回水罐300的下侧与箱体100下侧的内壁密封连接。

如图3所示，出水罐200、立板400、回水罐300将箱体100分割为燃烧室600和烟气室500，燃烧室600与燃烧机700连接，若干立管810连通于出水罐200和回水罐300之间，立管810设于燃烧室600一侧与立板400紧挨，若干立管（810）通过向上的折弯部与出水罐（200）连通，折弯部并非水平状，呈内折角大于90°的仰角状，便于水蒸气进入出水罐200中；由燃烧机700释放火焰对出水罐200、回水罐300和若干立管810内的水进行加热，燃烧机700燃烧燃料产生的烟气从进烟口510进入烟气室500。

若干弯管820连通于出水罐200和回水罐300之间，若干弯管820设于烟气室500一侧；相邻立管810之间及相邻弯管820之间设有一定间隙，便于烟气通过，出烟口520，设于燃烧室600的下侧。

在本实施例中，出水罐200、立板400、回水罐300将箱体100分割为燃烧室600和烟气室500，所述燃烧室600与燃烧机700连接，若干立管810，连通于所述出水罐200和回水罐300之间，所述立管810设于燃烧室600一侧。通过燃烧机700对出水罐200、回水罐300和立管810中的水进行加热形成水蒸气，水蒸气上升，聚集到出水罐200中通过出水口210输送至需要热量的地方，弯管820里的水与烟气热交换，也使弯管中的水蒸气通过出水口210进行输送。

作为实施例的进一步方案，烟气室500设有烟气导向板900，烟气导向板900包括烟气上导向板910和烟气下导向板930。其中：烟气上导向板910设于若干弯管820的上方，将出水罐200和箱体100侧壁连接；使烟气从烟气上导向板910的下方进入烟气室500中；烟气下导向板930设于若干弯管820的下方，一端与回水罐300一侧连接，使烟气与位于烟气上导向板910和烟气下导向板930之间的弯管进行接触。

另外，如图3-4所示，为了对烟气的流向进行引导，烟气导向板900还包括若干烟气中导向板920，若干烟气中导向板920设于烟气上导向板910和烟气下导向板930之间；烟气上导向板910、若干烟气中导向板920和烟气下导向板930设于弯管820各直线段的上方，烟气上导向板910、若干烟气中导向板920和烟气下导向板930与弯管820相应的直线段平行设置，使烟气与弯管充分接触；如图3-4所示，弯管820的直线段为倾斜设置，而非水平设置，便于水蒸气的爬升，相邻烟气中导向板920的一端交替与立板400和烟气室500侧壁连接；相邻烟气中导向板920之间设有弯管820弯段通过的通道。

通过设置烟气导向板900对烟气的流向进行引导，同时烟气与弯管内液体的流动形成逆流，使弯管内液体达到了自升力加速爬坡的效果，达到了烟气减速排放增加换热时间的目的。

本发明的烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉塔实现了管内液体向上流动与烟气逆流，达到了自升力加速爬坡的效果，烟气向下流动与管内液体逆流，达到了减速排放增加换热时间的目的，此结构不但实现了管内液体加速流动、管外烟气减速排出，同时还实现了高温烟气与最高处的高温热水进行热交换，低温烟气与最低处的低温热水进行热交换的阶梯热交换，实现了更低的烟气排放温度，达到了节能减排目的。

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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.烟路、水路双回程、逆流阶梯式换热节能多用途锅炉塔，其特征在于，包括：

箱体（100），内设有各部件；

出水罐（200），设于所述箱体（100）内顶部，其连接有出水口（210）；

回水罐（300），设于所述箱体（100）内部底部，其连接有回水口（310），所述回水罐（300）设于出水罐（200）的下方；

立板（400），一端与所述回水罐（300）连接，另一端延伸至出水罐（200）下方一侧，所述立板（400）与出水罐（200）之间形成进烟口（510）；

所述出水罐（200）远离立板（400）的一侧与箱体（100）内壁密封连接；

所述回水罐（300）的下侧与箱体（100）下侧内壁密封连接；

所述出水罐（200）、立板（400）、回水罐（300）将箱体（100）分割为燃烧室（600）和烟气室（500），所述燃烧室（600）与燃烧机（700）连接；

若干立管（810），连通于所述出水罐（200）和回水罐（300）之间，所述立管（810）设于燃烧室（600）一侧；

若干弯管（820），连通于所述出水罐（200）和回水罐（300）之间，所述若干弯管（820）设于烟气室（500）一侧；

出烟口（520），设于燃烧室（600）的下侧；

若干所述立管（810）通过折弯部与出水罐（200）连通,折弯部并非水平状，呈内折角大于90°的仰角状；

所述烟气室（500）设有烟气导向板（900），所述烟气导向板（900）包括：

烟气上导向板（910），设于若干所述弯管（820）的上方，将所述出水罐（200）和箱体（100）侧壁连接；

烟气下导向板（930），设于若干所述弯管（820）的下方，一端与回水罐（300）一侧连接；

所述烟气导向板（900）还包括：

若干烟气中导向板（920），设于所述烟气上导向板（910）和烟气下导向板（930）之间；

所述烟气上导向板（910）、若干烟气中导向板（920）和烟气下导向板（930）设于弯管（820）各直线段的上方；

相邻烟气中导向板（920）的一端交替与立板（400）和烟气室（500）侧壁连接；

相邻烟气中导向板（920）之间设有弯管（820）弯段通过的通道；

所述烟气上导向板（910）、若干烟气中导向板（920）和烟气下导向板（930）与弯管（820）相应的直线段平行设置；

所述弯管（820）的直线段为倾斜设置；

相邻所述立管（810）之间及相邻所述弯管（820）之间设有一定间隙。