CN204853457U - 使用醇基液体燃料的锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种使用醇基液体燃料的锅炉，包括锅炉炉胆，还包括醇基燃烧机，所述醇基燃烧机包括供油设备、燃烧设备、火焰监测设备、程序控制设备、助燃设备；还包括热辐射增强器、余热回收节能器。本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉，热效率得到最大化的利用，在环保、热效率利用、节省能源、提高经济效益等方面与常规锅炉对比具有性价比的优势，该产品无需环保净化的配套设备、亦可减少空气污染物的排放。

Description

使用醇基液体燃料的锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉，尤其涉及一种使用醇基液体燃料的锅炉。

背景技术

目前，公知的锅炉按锅炉使用燃料的种类分类主要是：燃煤锅炉、燃油(柴油、重油)锅炉、燃气(天然气)锅炉。目前，国内外的其他家还没有生产、使用醇基液体燃料的锅炉，醇基液体燃料见国家标准《GB16663-1996》，醇基液体燃料是以甲醇等醇类为主要原料的清洁能源。

我国大气污染源主要是工业(重点是工业锅炉)，占65％的比例，当前中国大气污染状况十分严重。雾霾时常笼罩祖国大地，大气环境中总悬浮颗粒物，(PM)浓度普遍超标，二氧化硫等污染一直在较高水平。工业生产消耗大量煤炭，石油(柴油、重油等)，他们在燃烧过程中要释放大量有害的灰尘、二氧化硫、一氧化碳等有害物质污染大气。采取减少污染排放量，改革能源结构，多采用清洁能源如醇基液体燃料的锅炉，改变燃料能源结构构，实行由煤、石化燃油向清洁能源的转换是今后发展的趋势，这样就可以大大减轻烟尘等污染。

另外，长期以来工业锅炉主要以煤炭、石油(柴油、重油等)为燃料，我国也是少天然气的国家，天然气推广的使用也受到很大的局限。在世界性的石油紧张、油价不断波动的严峻现实下，实现能源的多元化，推广使用醇基液体燃料的锅炉应用于工业，有利于我国大气污染的改善，有利于能源安全，有利于我国国民经济的可持续发展。

综上所述，为了改善供应锅炉燃料的能源结构，为了提高锅炉使用醇基液体燃料的热效率，有效使用醇基液体燃料，提高醇基液体燃料锅炉使用的经济效益、环保效益、社会效益，本实用新型创造了一种使用醇基液体燃料的锅炉。本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉其制造按TSGG0001-2012《锅炉安全技术监察规程》及TSGG0002-2010《锅炉节能技术管理监察规程》、JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》、JB/T1619-2002《锅壳锅炉本体制造技术条件》的有关规定进行。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种使用醇基液体燃料的锅炉，包括锅炉炉胆，其中：

还包括醇基燃烧机，所述醇基燃烧机包括供油设备、燃烧设备、火焰监测设备、程序控制设备、助燃设备；

还包括热辐射增强器，所述热辐射增强器包括一圆柱体，所述圆柱体的两侧均设置锥形体，所述锥形体的端部设置圆孔；

还包括余热回收节能器，所述余热回收节能器包括一腔体，所述腔体的一端设置烟气出气口，所述腔体的另一端设置烟气进气口，所述腔体的内侧设置水管，所述水管在腔体的内部呈U形盘绕，所述水管的一端作为进水口，另一端作为出水口。

上述的使用醇基液体燃料的锅炉，其中：

所述供油设备包括机箱、油泵、油泵电机；所述燃烧设备包括燃烧筒、点火变压器；所述火焰监测设备采用UV紫外监测装置；所述程序控制设备包括伺服电机、程序控制器、配电箱；所述助燃设备采用风机电机。

上述的使用醇基液体燃料的锅炉，其中：所述余热回收节能器设置两组，分别是常压的余热回收节能器和带压的余热回收节能器。

上述的使用醇基液体燃料的锅炉，其中：所述锅炉炉胆上设置安全阀、主汽阀、副气阀、进水阀以及防爆口。

上述的使用醇基液体燃料的锅炉，其中：所述锅炉炉胆的外部设置压力表和压力控制器。

上述的使用醇基液体燃料的锅炉，其中，所述燃烧筒的外侧设置燃烧筒扩口。

上述的使用醇基液体燃料的锅炉，其中，所述醇基燃烧机还设置压缩空气机。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：

通过以上方案的实用新型、设计、制造生产、实地检测，解决了与醇基液体燃料相适应的醇基液体燃料锅炉的相关配套的部件。

1)相匹配的醇基液体燃料；

2)相匹配的醇基燃烧机；

3)相匹配的醇基液体燃料燃烧火焰的热辐射增强器；

4)相匹配的醇基锅炉的余热回收节能器。

达到如下锅炉的技术规范的要求：

a)额定工作压力(Mpa)；

b)额定蒸汽量(kg/h)、饱和蒸汽温度(℃)或额定的加热介质温度(℃)；

c)锅炉系统热效率≥90％；

产品优势：使醇基液体燃料的锅炉热效率得到最大化的利用，使用醇基液体燃料的锅炉在环保、热效率利用、节省能源、提高经济效益等方面与常规锅炉对比具有性价比的优势，该产品无需环保净化的配套设备、亦可减少空气污染物的排放。原有燃气燃油锅炉等通过改装可转换成本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉，其施工简单，应用方便。

另外，使用醇基液体燃料的锅炉有助于改善本地区的环境状况，保证能源供给的安全性和可靠性，促进资源、环境、企业与经济的协调发展，利于环境保护和节约能源，走可持续发展之路。本产品顺应环保发展的趋势，从国民经济角度分析，具有良好的经济效益，并且可进一步调整本地能源结构，有着显著的社会效益。总之，本实用新型提供的产品使用具有示范的、超前的环保措施，使《大气污染防治行动计划》得以很好落实与达标。

附图说明

图1为本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉的结构示意图。

图2为本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉的结构示意图。。

图3为本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉的结构示意图。。

图4为醇基燃烧机的结构示意图。

图5为热辐射增强器的结构示意图。

图6为余热回收节能器的结构示意图。

图7为余热回收节能器的结构示意图。

图8为小型锅炉的余热回收节能器的结构示意图。

图9为程序控制器的结构示意图。

图中：

1醇基燃烧机2热辐射增强器3余热回收节能器

4进水阀5副气阀6主汽阀

7安全阀8防爆口9锅炉炉胆

10压力表11压力控制器12燃烧筒扩口

13燃烧筒14点火变压器15风机电机

16油泵17油泵电机18机箱

19伺服电机20程序控制器21配电箱

22烟气出气口23烟气进气口24进水口

25出水口

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

使用醇基液体燃料的锅炉是在常规锅炉的基础上，实用新型、设计、制造生产相匹配的部件与燃料，包括：1)匹配的醇基液体燃料；2)匹配的醇基燃烧机1；3)匹配的醇基液体燃料燃烧火焰的热辐射增强器2；4)匹配的醇基锅炉的余热回收节能器3。

因醇基液体燃料特性(含碳低、低热值，燃烧速度快等)、又要满足锅炉的热效率、热量的吸收，使得使用醇基液体燃料的锅炉在环保、热效率利用、节省能源、提高经济效益等方面与常规锅炉对比具有性价比的优势。结合上述特性，使用醇基液体燃料的锅炉需要解决的技术包括：

1)相匹配的醇基液体燃料，要解决醇基液体燃料的热值、相容性、保质期；

2)相匹配的醇基燃烧机1，要解决醇基燃烧机的稳定燃料的供应、雾化效果、完全燃烧效果、燃烧温度，改变燃烧火焰的状况、确保安全稳定运行的性能；

3)相匹配的醇基液体燃料燃烧火焰的热辐射增强器2，使醇基液体燃料的热辐射能满足于醇基液体燃料的锅炉热量吸收的需求；

4)匹配的醇基锅炉的余热回收节能器3，因醇基液体燃料燃烧后的尾气是二氧化碳及少量的水分等，是属于清洁能源，故醇基液体燃料的锅炉尾气可以直接排放，其直接排放的尾气温度为230度左右，本实用新型提供的技术方案将其尾气热量的能源进行利用，使直接排放的尾气温度降为80度左右。

本实用新型提供的使用醇基液体燃料的锅炉，其结构为：包括锅炉炉胆9，还包括醇基燃烧机1，所述醇基燃烧机1包括供油设备、燃烧设备、火焰监测设备、程序控制设备、助燃设备；还包括热辐射增强器2，所述热辐射增强器2包括一圆柱体，所述圆柱体的两侧均设置锥形体，所述锥形体的端部设置圆孔；还包括余热回收节能器3，所述余热回收节能器3包括一腔体，所述腔体的一端设置烟气出气口22，所述腔体的另一端设置烟气进气口23，所述腔体的内侧设置水管，所述水管在腔体的内部呈U形盘绕，所述水管的一端作为进水口24，另一端作为出水口25。

所述供油设备包括机箱18、油泵16、油泵电机17；所述燃烧设备包括燃烧筒13、点火变压器14；所述火焰监测设备采用UV紫外监测装置；所述程序控制设备包括伺服电机19、程序控制器20、配电箱21；所述助燃设备采用风机电机15。所述余热回收节能器3设置两组，分别是常压的余热回收节能器和带压的余热回收节能器。

另外，所述锅炉炉胆9上设置安全阀7、主汽阀6、副气阀5、进水阀4以及防爆口8，所述锅炉炉胆9的外部设置压力表10和压力控制器11，所述燃烧筒13的外侧设置燃烧筒扩口12，所述醇基燃烧机1还设置压缩空气机。

本实用新型还提供一种应用于醇基液体燃料锅炉的醇基液体燃料，采用工业精醇、异丙醇、混戊醇的配方进行密闭的管道复配。其中，工业精醇采用99.99％甲醇，热值4700～5000大卡，异丙醇热值7600大卡左右，混戊醇热值8600大卡左右。

下面就本实用新型的关键技术点做如下表述：

一、醇基液体燃料：

公知的醇基液体燃料还没有直接使用于锅炉，大都只使用于小热效率的厨房炉灶等做简单使用。醇基液体燃料使用于锅炉要有很强的技术，通过系统的配套才可实施，且要复配与锅炉要求相匹配的醇基液体燃料。

醇基液体燃料是液体形式存在的一种燃料，见国家标准《GB16663-1996》。醇基液体燃料是以甲醇等醇类为主要原料，按特定的工艺流程，经科学设计合理改性的一种高清洁新型液体燃料。醇基液体燃料是一种优质、高效、经济的清洁能源，工业锅炉通过使用醇基液体燃料代替煤炭、燃油，天然气，可有效降低排放污染、改善环境质量、调整工业能源结构、降低能源成本、提高经济效益，积极响应、执行由国务院印发的大气污染防治行动计划的通知(国发〔2013〕37号《大气污染防治行动计划》)。

醇基液体燃料是绿色环保能源，与煤、煤焦油、重油、柴油、汽油、天然气相比，醇基液体燃料燃烧最完全彻底，热转换效率最高，排放主要是水与二氧化碳为主，是未来最清洁、最环保、最有发展潜力的燃料。

另外，醇基液体燃料供货便利，本实用新型研发调制而成的新型环保醇基液体燃料，所有原料皆为人工合成，品质稳定，不会断货，供货便利，是工业锅炉燃料最佳替代性清洁能源燃料。

醇基液体燃料的复配配方方法与要求：

考虑到锅炉需求的热量及经济效益，经反复实验复配得出醇基液体燃料的热值在5600～7000大卡/公斤为最佳。视现场对锅炉的使用要求，目前本实用新型常用复配的醇基液体燃料是2种(5700大卡、6500大卡)的热值。

醇基液体燃料是清洁的能源燃料，故复配的助剂要求燃烧后的生成物不能污染空气，是干净的尾气排放。复配的醇基液体燃料相溶性佳，不分层，可以储存一年以上。经反复的实验，本实用新型采用工业精醇(99.99％甲醇，热值4700～5000大卡)+异丙醇(7600大卡左右)+混戊醇(热值8600大卡左右)的配方，按所需醇基液体燃料的热值进行复配，复配的顺序按异丙醇，混戊醇，精醇进行密闭的管道复配。

二、设计、使用专门的醇基燃烧机1；

目前市面上只有使用甲醇的燃烧机用于锅炉，因甲醇热值低，且采用高压雾化而甲醇粘度低无润滑效果会致使喷头易磨损，使燃料的供应量稳定性极差，会出现燃料雾化不稳定不完全的现象，致使火焰带变红，燃料燃烧不完全，产生有毒气体，达不到节能环保的效果，同时也缩短了燃烧机的使用寿命，也不能正常满足锅炉的工况要求。

针对复配的醇基液体燃料及配套的锅炉，本专利设计、组装了使用醇基液体燃料锅炉的燃烧机。醇基燃烧机1采用机电一体化设计，供油、燃烧、火焰监测、程序控制等与助燃风机合为一体，实现全自动安全控制，以醇基作为燃料，全自动双段火(大、小火)方式控制，可根据锅炉负荷控制大/小火自动控制，满足高精度负荷控制的要求。

本专利设计、组装的醇基燃烧机1具有良好的雾化燃烧性能，表现在以下几点：

1)大/小火的燃烧量在要求范围内可自行调整设定，负荷输出控制灵活方便；

2)大/小火切换时风量可根据设定自动同步调节，保证大/小火状态下都实现最佳燃烧状态；

3)采取空气介质雾化方式，根据醇基液体燃料特性(无粘度)，利用二流体方式空气雾化，充分雾化保证完全燃烧，提高燃烧效率；

4)空气雾化方式替代传统高压力雾化，大大提高雾化效果，保证输出燃料重量的稳定性，又减少了故障。

5)利用双流体雾化油嘴，使用寿命长，无堵塞的异常。

另外，本实用新型设计、组装的醇基燃烧机具有安全可靠的全自动控制，与锅炉电路兼容性佳，主要表现在以下几点：

1)全自动程序控制运行，可根据负荷参数设定控制大/小火切换，实现出力大小的自动控制；

2)采用UV紫外监测装置实现火焰自动监测，意外熄火保护功能，保证火焰燃烧安全稳定；

3)配置空气压力安全保护开关，同时可实现外部连锁控制，确保运行安全；

4)全自动操作，可对炉膛进行预吹扫，将积聚的可燃气体吹走，以免点火时引爆，确保安全运行；

5)结构耐腐蚀、耐高温、运行噪音小，适用于各种锅炉炉型.

匹配的醇基燃烧机1使醇基液体燃料燃烧效果更好、更完全、更稳定，燃烧的火焰呈蓝橙色状态，为完全燃烧，提高了醇基液体燃料的燃烧热效率。燃油、燃气、燃煤的燃料的燃烧温度在1000～1100度左右，醇基液体燃料燃烧温度也达到此要求。本实用新型提供的醇基燃烧机完全满足于醇基锅炉，使醇基液体燃料的热效率得到最大化的利用，达到节能增效、环保的目的。

三、设计、制造使用专门的热辐射增强器2。

因醇基液体燃料燃烧的火焰又细又长，以60万大卡燃烧机为例，火焰长度2000mm左右，火焰直径230mm左右，且燃烧很急速，不利于锅炉炉胆热辐射的热量吸收。而燃油燃气的火焰粗又短，以60万大卡燃烧机为例，火焰长度1500mm左右，火焰直径500mm左右，这利于锅炉炉胆热辐射的热量吸收。对此本专利设计、制造了专门使用的热辐射增强器2。但因锅炉后盖有两种：1)一种是可以直接打开后盖放置热辐射增强器2，如1吨的锅炉；2)另一种是无法打开后盖不能直接放置热辐射增强器2，此种情况就在醇基燃烧机1上增加配置热辐射增强器2以改变燃烧火焰的状况，以60万大卡燃烧机为例，火焰长度1400mm左右，火焰直径500mm左右。

总之，依锅炉的种类、规格匹配相适应的热辐射增强器2,从而满足醇基锅炉的热辐射及热量吸收的需要。

四、设计、使用专门的锅炉尾气烟气余热回收节能器3。

余热回收节能器3因小型锅炉、大型锅炉的配置而不同，本专利采用锅炉尾部二级节能器，即带压+常压两种形式，此种设计效率高，直接排放的尾气温度为230度左右，余热回收节能器3将排放的尾气热量的能源进行利用，使直接排放的尾气温度降为80度左右，余热回收节能器3把进水温度提高至80～85℃，节能效果明显。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种使用醇基液体燃料的锅炉，包括锅炉炉胆，其特征在于：

还包括醇基燃烧机，所述醇基燃烧机包括供油设备、燃烧设备、火焰监测设备、程序控制设备、助燃设备；

还包括热辐射增强器，所述热辐射增强器包括一圆柱体，所述圆柱体的两侧均设置锥形体，所述锥形体的端部设置圆孔；

还包括余热回收节能器，所述余热回收节能器包括一腔体，所述腔体的一端设置烟气出气口，所述腔体的另一端设置烟气进气口，所述腔体的内侧设置水管，所述水管在腔体的内部呈U形盘绕，所述水管的一端作为进水口，另一端作为出水口。

2.如权利要求1所述的使用醇基液体燃料的锅炉，其特征在于：

所述供油设备包括机箱、油泵、油泵电机；所述燃烧设备包括燃烧筒、点火变压器；所述火焰监测设备采用UV紫外监测装置；所述程序控制设备包括伺服电机、程序控制器、配电箱；所述助燃设备采用风机电机。

3.如权利要求2所述的使用醇基液体燃料的锅炉，其特征在于：所述余热回收节能器设置两组，分别是常压的余热回收节能器和带压的余热回收节能器。

4.如权利要求3所述的使用醇基液体燃料的锅炉，其特征在于：所述锅炉炉胆上设置安全阀、主汽阀、副气阀、进水阀以及防爆口。

5.如权利要求4所述的使用醇基液体燃料的锅炉，其特征在于：所述锅炉炉胆的外部设置压力表和压力控制器。

6.如权利要求5所述的使用醇基液体燃料的锅炉，其特征在于：所述燃烧筒的外侧设置燃烧筒扩口。

7.如权利要求6所述的使用醇基液体燃料的锅炉，其特征在于：所述醇基燃烧机还设置压缩空气机。