CN205448274U - 一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，所述炉体内设有内胆，所述炉体一侧设有排烟囱，所述内胆内设有换热器和炉膛，所述换热器顶部设有混气装置，所述混气装置底部连接燃烧头，所述炉体上还设有测控装置，所述测控装置包括PLC控制器、与所述PLC控制器连接的显示器及安装在所述排烟囱内的含氧量传感器。本实用新型提供的全预混锅炉把天然气和空气燃烧前混合均匀，并迅速完全燃烧，燃气燃烧反应充分，降低了氮氧化物的排放量；排烟囱中的含氧量传感器能够实时检测氧含量，当氧含量较高时，PLC控制风机的开启，从而调整空气与燃气的混合配比，确保燃气的充分燃烧，提高燃气的热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热设备技术领域，特别涉及一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉。
背景技术
锅炉作为一种重要的供热设备，长期以来一直被广泛使用。随着能源供应的日益紧张，环境压力的日益增大，对锅炉的热效率以及环保要求越来越高。在这种趋势下，越来越多的锅炉改由天然气作为能源。
目前，现有的燃气锅炉仍然存在燃气燃烧不够完全，燃烧后火焰分散面积较小，火焰无法得到充分利用等缺陷，该缺陷进而导致换热器中的水不能充分吸收热量，水加热不足，热交换效率较低等问题，此外，现有的锅炉在燃烧时，由于无法对排烟尾气进行测控，所以往往导致燃气燃烧不充分，这将不仅导致氮氧化物的排放量较高，而且燃气浪费，燃气燃烧热量较低，传热效率低，实用性差。
实用新型内容
为了解决现有技术中的锅炉无法对排烟尾气进行测控，所以往往导致燃气燃烧不充分，这将不仅导致燃气浪费，而且燃气燃烧热量较低，传热效率低，实用性差等问题，本实用新型提供了一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉。
本实用新型具体技术方案如下：
本实用新型提供了一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，包括炉体，所述炉体上设有空气进口，所述炉体内设有内胆，所述炉体一侧设有与所述内胆连通的排烟囱，所述内胆内设有换热器和炉膛，所述换热器为由多个沿所述炉膛圆周方向分布的列管组成，所述换热器顶部设有混气装置，所述混气装置底部连接燃烧头，所述燃烧头的出火口与所述炉膛连通；所述换热器上的进水口和出水口依次穿过所述内胆和所述炉体并延伸至所述炉体外部；
所述炉体上还设有测控装置，所述测控装置包括PLC控制器、与所述PLC控制器连接的显示器及安装在所述排烟囱内的含氧量传感器，所述显示器、所述含氧量传感器和所述混气装置均与所述PLC控制器连接。
进一步的，所述列管顶部和底部分别连接第一管座和第二管座，所述第一管座上开有连通所述炉膛的通孔；其中，
所述第一管座内设有第一流道，所述列管的顶端均伸入至所述第一流道内，所述第一流道内通过三个挡流板划分为三个流水区，所述进水口和所述出水口分别设置在其中两个所述流水区内；
所述第二管座内设有第二流道，所述列管的底端均伸入至所述第二流道内，所述第二流道内通过两个分流板划分为两个回水区，其中一个所述分流板位于所述进水口和所述出水口之间的所述挡流板的垂直下方，另外一个所述分流板位于其余两个所述挡流板形成的所述流水区区域范围内的垂直下方。
进一步的，所述混气装置包括风机、混气腔和燃气管，所述风机的出风口通过管道与所述混气腔连通，所述燃气管与所述混气腔连通，所述混气腔底部与所述燃烧头连接；
所述燃气管上设有电磁阀，所述电磁阀和所述风机均与所述PLC控制器连接。
进一步的，所述PLC控制器上设有用于存储数据的存储模块和用于接收数据并进行数据比对的处理模块，所述存储模块内存储有所述排烟囱内含氧量最大阈值，所述处理模块接收所述含氧量传感器发送的实时含氧量数值，并对所述实时含氧量数值与所述存储模块内存储的所述含氧量最大阈值进行比较，若所述实时含氧量数值大于所述含氧量最大阈值，则所述PLC控制器控制所述风机和所述电磁阀的开断或频率。
进一步的，所述燃烧头为金属丝网燃烧头，所述金属丝燃烧头呈竖直的圆筒状，所述金属丝网燃烧头上均匀设有火焰分散孔。
进一步的，两个所述回水区分别设有排污口。
优选的，所述列管的外表面上均匀设有铜翼翅片。
优选的，所述排烟囱包括首尾连接的直管和纵管，所述直管远离所述纵管的一端伸入至所述内胆内，所述直管内设有过滤器，所述直管顶端设有防尘网。
优选的，所述列管围绕所述炉膛等间距分布。
优选的，所述显示器上设有用于手动调控的控制按钮，所述控制按钮与所述PLC控制器连接。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供的全预混技术，把天然气和空气燃烧前混合均匀，并迅速完全燃烧，燃气燃烧反应充分，降低了氮氧化物的排放量，同时，排烟囱中的含氧量传感器能够实时检测排烟囱中的氧含量，当氧含量较高时，此时PLC控制风机的开启，从而调整空气与燃气的混合配比，确保燃气的充分燃烧，提高燃气的热效率，此外，换热器的设计能够使列管内的水充分吸收炉膛内的热量，列管内的水进行四回程循环混合回流，换热效果更好，吸收热量更快，同时不同列管内的水均匀混合，出水口内的水温更加稳定，能够满足居民采暖要求，实用性强。
附图说明
图1为实施例1所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉的主视图；
图2为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中换热器的立体图；
图3为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中换热器顶部的结构图；
图4为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中换热器底部的结构图；
图5为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉的主视图；
图6为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中PLC控制器的结构示意图；
图7为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中换热器的截面图；
图8为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中列管的结构图；
图9为实施例2所述的一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉中显示器的结构框图。
其中：1、炉体；2、换热器；3、炉膛；4、列管；5、第一管座；6、第二管座；7、通孔；8、混气装置；801、风机；802、混气腔；803、燃气管；9、燃烧头；10、第一流道；11、挡流板；12、流水区；13、进水口；14、出水口；15、第二流道；16、分流板；17、回水区；18、排污口；19、铜翼翅片；20、存储模块；21、处理模块；22、排烟囱；23、空气进口；24、内胆；25、PLC控制器；26、显示器；27、含氧量传感器；28、电磁阀；29、控制按钮；30、直管；31、纵管；32、过滤器；33、防尘网。
具体实施方式
下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实用新型实施例1提供了一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，包括炉体1，所述炉体1上设有空气进口23，所述炉体1内设有内胆24，所述炉体1一侧设有与所述内胆24连通的排烟囱22，所述内胆24内设有换热器2和炉膛3，所述换热器2为由多个沿所述炉膛3圆周方向分布的列管4组成，炉膛3用于生成火焰，并将火焰的热量通过列管4传递至列管4内的水，所述换热器2顶部设有混气装置8，所述混气装置8底部连接燃烧头9，所述燃烧头9的出火口与所述炉膛3连通；混气装置8用于将天然气和空气进行均匀混合后，通过燃烧头9点燃燃烧并生成火焰，火焰喷至炉膛3内，从而加热列管4，所述换热器2上的进水口13和出水口14依次穿过所述内胆24和所述炉体1并延伸至所述炉体1外部；
所述炉体1上还设有测控装置，所述测控装置包括PLC控制器25、与所述PLC控制器25连接的显示器26及安装在所述排烟囱22内的含氧量传感器27，所述显示器26、所述含氧量传感器27和所述混气装置8均与所述PLC控制器25连接。
测控装置的存在首先了对锅炉的智能控制，通过测控装置可以实时检测排烟囱22内混合气体中氧含量，进而实现燃气的充分燃烧，提高燃烧效率。
实施例2
本实用新型实施例2提供了一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，该实施例2在实施例1的基础上进一步的限定了换热器2的结构，同时进一步限定了炉体1的结构，提高了锅炉的多功能性。
如图2所示，换热器2为四回程换热器2结构，主要阐述了水能够进行四回程循环混合回流，所述列管4顶部和底部分别连接第一管座5和第二管座6，第一管座5和第二管座6除了用于固定列管4为，还能够实现列管4内的水相互循环混合流动，所述第一管座5上开有连通所述炉膛3的通孔7。
为了实现换热器2中列管4内的水能够进行四回程流动，本实用新型中进一步的限定了以下结构：
如图3所示，所述第一管座5内设有第一流道10，所述列管4的顶端均伸入至所述第一流道10内，所述第一流道10内通过三个挡流板11划分为三个流水区12，所述进水口13和所述出水口14分别设置在其中两个所述流水区12内；
如图4所示，所述第二管座6内设有第二流道15，所述列管4的底端均伸入至所述第二流道15内，所述第二流道15内通过两个分流板16划分为两个回水区17，其中一个所述分流板16位于所述进水口13和所述出水口14之间的所述挡流板11的垂直下方，另外一个所述分流板16位于其余两个所述挡流板11形成的所述流水区12区域范围内的垂直下方。
当进水口13进水后，首先水通过第一流道10流入至设有进水口13的流水区12中的列管4内，列管4内的水流入至第二流道15内的其中一个回水区17内，此为第一回程；当水一定量后，水通过回水区17内的其他列管4再次流入至第一流道10内的除了进水口13和出水口14以外的流水区12内，此为第二回程；当水一定量后，水通过该流水区12内的列管4再次流入至第二流道15内的另外一个回水区17内，此为第三回程；当水一定量后，水通过回水区17内的其他列管4再次流入至第一流道10内的设有出水口14的流水区12内，此为第四回程；最后，通过出水口14流出，供给居民供暖。
在上述水经过换热器2的四回程循环换热后，水的温度提高，列管4之间的水混合换热，使出水口14的水温均匀稳定，能够满足居民采暖要求。
如图5所示，需要进一步限定的是，所述混气装置8包括风机801、混气腔802和燃气管803，所述风机801的出风口通过管道与所述混气腔802连通，所述燃气管803与所述混气腔802连通，所述混气腔802底部与所述燃烧头9连接；具体安装时，燃气管803与风机801的前端连接，天然气由燃气管803排出后可直接被风机801吹入混气腔802中与空气进行混合。
所述燃气管803上设有电磁阀28，所述电磁阀28和所述风机801均与所述PLC控制器25连接。电磁阀28设计用来通过PLC控制器25控制所述电磁阀28的开启或断开，进而用来控制进气或断气，实现了智能调控进气量，提高了安全系数。
本实施例所提供的预混式锅炉能够在进行燃烧前预先将空气与天然气或其它可燃性气体混合均匀，大幅提高了燃烧效率，降低了氮氧化物的排放量。
如图6所示，为了实现对排放尾气的测量和监控，本技术方案中限定了，所述PLC控制器25上设有用于存储数据的存储模块20和用于接收数据并进行数据比对的处理模块21，所述存储模块20内存储有所述排烟囱22内含氧量最大阈值，所述处理模块21接收所述含氧量传感器27发送的实时含氧量数值，并对所述实时含氧量数值与所述存储模块20内存储的所述含氧量最大阈值进行比较，若所述实时含氧量数值大于所述含氧量最大阈值，则所述PLC控制器25控制所述风机801和所述电磁阀28的开断或频率。
PLC控制器25能够用来接收含氧量传感器27发送的排烟囱22内尾气中的含氧量，当含氧量较高时，此时证明燃气没有充分燃烧，所以燃气生成的热量也比较低，为此，PLC控制器25需要对风机801的开断或频率进行调整，从而调整空气和燃气的配比，实现燃气的充分燃烧，提高燃气的热效率；例如，当设定存储模块20中的含氧量最大阈值为75％，当含氧量传感器27检测排烟囱22中的实时含氧量数值大于75％时，则PLC控制器25会对风机801进行智能调控，从而实现对空气和燃气的配比调节。
需要说明的是，所述燃烧头9为金属丝网燃烧头9，所述金属丝燃烧头9呈竖直的圆筒状，所述金属丝网燃烧头9上均匀设有火焰分散孔。本实用新型中使用金属丝网燃烧头9，主要是把火焰拆分成大面积无数的小火焰均匀贴附加热纯铜换热器2，金属丝网燃烧头9主要用的材料为铁铬铝纤维，优选地，火焰分散孔的直径约为30-50微米，燃烧强度可达2500kw/m3，耐高温1300度，由于预混火焰结构紧凑，火焰近距离贴附纯铜翅片管加热，加热效率高，充分利用火焰，此外，金属丝网燃烧头9采用辐射传热方式，可以大大增大热交换的效率，燃烧时火焰在燃烧头9的表面是由无数蓝色火苗组成的火面，此种燃烧状态称作为面式燃烧，这也是天然气最佳的燃烧状态，节省了燃气量，提高了燃烧效率和换热效率。
如图7所示，为了进一步提高换热器2的实用性，本技术方案中限定了，两个所述回水区17分别设有排污口18，通过排污口18能够清理列管4中的杂质，防止列管4堵塞，影响水循环。
如图8所示，为了提高换热效果，本技术方案中优选的限定了，所述列管4的外表面上均匀设有铜翼翅片19。该列管4采用TR2级99.9％的纯铜作为换热材料，纯铜翼翅片19管技术是在直铜管的外表面于每英寸25.4mm长度均匀攻出七片翼片，从而增大受热面积，锅炉热效率的高低很大部分取决于换热效果，铜翼管的换热效果是普通铜管的9倍，是铸铁钢制的近90倍。
如图5所示，优选的，所述排烟囱22包括首尾连接的直管30和纵管31，所述直管30远离所述纵管31的一端伸入至所述内胆24内，排烟囱22的设计主要用来排放内胆24内生成的烟尘，为了对烟尘进行过滤，本技术方案中设计了在所述直管30内设置过滤器32，提高了过滤效果，此外，为了防止外界物体进入排烟囱22内，本实用新型设计了在所述直管30顶端设置防尘网33。
优选的，所述列管4围绕所述炉膛3等间距分布，有利于对炉膛3内所产生的热量进行充分利用，提高传热效率。
如图9所示，优选的，所述显示器26上设有用于手动调控的控制按钮29，所述控制按钮29与所述PLC控制器25连接。通过控制按钮29也可以进行智能调控，当然显示器26上用来显示加热温度和时间，提高了智能监控。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，包括炉体(1)，所述炉体(1)上设有空气进口(23)，其特征在于，所述炉体(1)内设有内胆(24)，所述炉体(1)一侧设有与所述内胆(24)连通的排烟囱(22)，所述内胆(24)内设有换热器(2)和炉膛(3)，所述换热器(2)为由多个沿所述炉膛(3)圆周方向分布的列管(4)组成，所述换热器(2)顶部设有混气装置(8)，所述混气装置(8)底部连接燃烧头(9)，所述燃烧头(9)的出火口与所述炉膛(3)连通；所述换热器(2)上的进水口(13)和出水口(14)依次穿过所述内胆(24)和所述炉体(1)并延伸至所述炉体(1)外部；
所述炉体上还设有测控装置，所述测控装置包括PLC控制器(25)、与所述PLC控制器(25)连接的显示器(26)及安装在所述排烟囱(22)内的含氧量传感器(27)，所述显示器(26)、所述含氧量传感器(27)和所述混气装置(8)均与所述PLC控制器(25)连接。
2.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述列管(4)顶部和底部分别连接第一管座(5)和第二管座(6)，所述第一管座(5)上开有连通所述炉膛(3)的通孔(7)；其中，
所述第一管座(5)内设有第一流道(10)，所述列管(4)的顶端均伸入至所述第一流道(10)内，所述第一流道(10)内通过三个挡流板(11)划分为三个流水区(12)，所述进水口(13)和所述出水口(14)分别设置在其中两个所述流水区(12)内；
所述第二管座(6)内设有第二流道(15)，所述列管(4)的底端均伸入至所述第二流道(15)内，所述第二流道(15)内通过两个分流板(16)划分为两个回水区(17)，其中一个所述分流板(16)位于所述进水口(13)和所述出水口(14)之间的所述挡流板(11)的垂直下方，另外一个所述分流板(16)位于其余两个所述挡流板(11)形成的所述流水区(12)区域范围内的垂直下方。
3.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述混气装置(8)包括风机(801)、混气腔(802)和燃气管(803)，所述风机(801)的出风口通过管道与所述混气腔(802)连通，所述燃气管(803)与所述混气腔(802)连通，所述混气腔(802)底部与所述燃烧头(9)连接；
所述燃气管(803)上设有电磁阀(28)，所述电磁阀(28)和所述风机(801)均与所述PLC控制器(25)连接。
4.如权利要求3所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述PLC控制器(25)上设有用于存储数据的存储模块(20)和用于接收数据并进行数据比对的处理模块(21)，所述存储模块(20)内存储有所述排烟囱(22)内含氧量最大阈值，所述处理模块(21)接收所述含氧量传感器(27)发送的实时含氧量数值，并对所述实时含氧量数值与所述存储模块(20)内存储的所述含氧量最大阈值进行比较，若所述实时含氧量数值大于所述含氧量最大阈值，则所述PLC控制器(25)控制所述风机(801)和所述电磁阀(28)的开断或频率。
5.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述燃烧头(9)为金属丝网燃烧头，所述金属丝燃烧头呈竖直的圆筒状，所述金属丝网燃烧头上均匀设有火焰分散孔。
6.如权利要求2所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，两个所述回水区(17)分别设有排污口(18)。
7.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述列管(4)的外表面上均匀设有铜翼翅片(19)。
8.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述排烟囱(22)包括首尾连接的直管(30)和纵管(31)，所述直管(30)远离所述纵管(31)的一端伸入至所述内胆(24)内，所述直管(30)内设有过滤器(32)，所述直管(30)顶端设有防尘网(33)。
9.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述列管(4)围绕所述炉膛(3)等间距分布。
10.如权利要求1所述的带有氧传感器的全预混低氮纯铜锅炉，其特征在于，所述显示器(26)上设有用于手动调控的控制按钮(29)，所述控制按钮(29)与所述PLC控制器(25)连接。
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Cited By (2)
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| CN107120631A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-01 | 董磊 | 充分减少氮氧化物产生的燃油锅炉 |
| CN112797623A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 日照亚创电子科技有限公司 | 一种节能环保安全的燃气锅炉 |
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2016
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|---|---|---|---|---|
| CN107120631A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-01 | 董磊 | 充分减少氮氧化物产生的燃油锅炉 |
| CN107120631B (zh) * | 2017-06-15 | 2022-12-16 | 河南焓之悦新材料有限公司 | 充分减少氮氧化物产生的燃油锅炉 |
| CN112797623A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 日照亚创电子科技有限公司 | 一种节能环保安全的燃气锅炉 |
| CN112797623B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-11-22 | 西安曲江新区圣元热力有限公司 | 一种节能环保安全的燃气锅炉 |
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