CN206709393U - 新型高效水浴加热炉 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种新型高效水浴加热炉。该新型高效水浴加热炉包括炉体、燃烧单元与工艺介质设备，炉体内装有液体介质；燃烧单元至少部分燃烧单元设置在炉体中，且燃烧单元包括与炉体连通的烟气孔，燃烧单元中燃烧产生的烟气通过烟气孔进入液体介质中；工艺介质设备设置在炉体内且浸没在液体介质中，工艺介质设备中装有用于加热的工艺介质。该新型高效水浴加热炉采用烟气与水直接接触的直接传热方式，相比于传统加热炉的烟气与水分隔的间接传热方式，其热效率大大提高。并且，烟气与被加热的工艺介质设备之间是间接接触，温度分布很均匀，也不会造成局部高温过热的情况，使得加热较均匀。

Description

新型高效水浴加热炉

技术领域

本申请涉及水浴加热领域，具体而言，涉及一种新型高效水浴加热炉。

背景技术

目前，公知的国内新型高效水浴加热炉大多采用常规燃烧方式，即助燃空气与燃料通过燃烧器混合喷出，燃烧的烟气通过烟气管传热给炉内的水，再通过加热后的水传热给需要加热的工艺介质。

上述新型高效水浴加热炉的特点是：烟气、水与工艺介质形成各自独立的循环系统，三者之间均不发生直接接触，热量的传递为间接的传热。具体地，燃烧后的火焰及高温烟气不会直接接触炉管，不会产生局部高温导致工艺介质发生结焦粘接的情况，炉管受热均匀。

但是，上述的新型高效水浴加热炉也存在缺点，主要为热效率值较低，常规的新型高效水浴加热炉一般设计的热效率值为85％，而大部分的新型高效水浴加热炉在实际使用过程中的热效率值低于此设计值。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种新型高效水浴加热炉，以解决现有技术中新型高效水浴加热炉的热效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种新型高效水浴加热炉，该新型高效水浴加热炉包括：炉体，内装有液体介质；燃烧单元，至少部分上述燃烧单元设置在上述炉体中，且上述燃烧单元包括与上述炉体连通的烟气孔，上述燃烧单元中燃烧产生的烟气通过上述烟气孔进入上述液体介质中；工艺介质设备，设置在上述炉体内且浸没在上述液体介质中，上述工艺介质设备中装有用于加热的工艺介质。

进一步地，上述炉体包括炉本体与炉盖，上述炉盖盖设在上述炉本体上。

进一步地，上述炉盖上设置有盖孔，上述燃烧单元还包括：燃烧器，设置在上述炉盖上，用于燃烧燃料与助燃气以产生烟气；燃烧筒，与上述燃烧器连通，上述燃烧筒通过上述盖孔固定设置在上述炉体中，上述燃烧器设置在上述燃烧筒的远离上述炉本体的底部的表面上；烟气散射设备，设置在上述炉体的内部且与上述燃烧器连通，上述烟气散射设备的表面设置有上述烟气孔。

进一步地，上述烟气散射设备为烟气散射箱，上述烟气散射箱远离上述炉本体的底部的表面设置有多个上述烟气孔。

进一步地，上述工艺介质设备为工艺介质盘管。

进一步地，上述新型高效水浴加热炉还包括：排烟单元，设置在上述炉盖上，且通过上述炉盖上的盖口与上述炉本体连通；冷凝单元，至少部分上述冷凝单元设置在上述排烟单元中，用于将上述烟气中的水蒸气的热量释放到上述炉本体内。

进一步地，上述排烟单元包括：烟道，通过上述炉盖上的盖口与上述炉本体连通；烟囱，设置在上述烟道的远离上述炉体的一侧且与上述烟道连通。

进一步地，上述冷凝单元包括：喷雾设备，设置在上述烟道的内壁上，用于喷出雾状液体。

进一步地，上述喷雾设备包括多个机械雾化式喷枪，且多个上述机械雾化式喷枪均匀地设置在上述烟道的内壁上。

进一步地，上述冷凝单元还包括：冷液循环设备，一端与上述喷雾设备连接，另一端与上述炉本体连通，用于将上述炉本体中的上述液体介质输送到上述喷雾设备中。

进一步地，上述冷凝单元还包括：凝结网，设置在上述烟道内，且上述凝结网的延伸方向与上述烟气的流向垂直。

应用本申请的技术方案，燃烧单元产生的火焰烟气直接被注入到炉本体的液体介质中，烟气始终被液体介质包裹着，冲刷着被加热的工艺介质设备，该新型高效水浴加热炉中采用烟气与水直接接触的直接传热方式，相比于传统加热炉的烟气与水分隔的间接传热方式，其热效率大大提高。并且，烟气与被加热的工艺介质设备之间是间接接触，温度分布很均匀，也不会造成局部高温过热的情况，使得加热较均匀。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请的一种的实施例提供的新型高效水浴加热炉的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、烟囱；2、凝结网；3、烟道；4、炉盖；5、燃烧器；6、燃烧筒；7、助燃风机；8、喷雾设备；9、冷液循环设备；10、炉本体；11、工艺介质设备；12、液体介质；13、烟气散射设备；90、冷夜控制阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的新型高效水浴加热炉的热效率较低，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种新型高效水浴加热炉。

本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种新型高效水浴加热炉，如图1所示，该新型高效水浴加热炉包括炉体、燃烧单元与工艺介质设备11。其中，炉体内装有液体介质12；至少部分上述燃烧单元设置在上述炉体中，且上述燃烧单元包括与上述炉体连通的烟气孔，上述燃烧单元中燃烧产生的烟气通过上述烟气孔进入上述液体介质12中；工艺介质设备11设置在上述炉体内且浸没在上述液体介质12中，上述工艺介质设备11中装有用于加热的工艺介质。

燃烧单元产生的火焰烟气直接被注入到炉本体的液体介质中，烟气始终被液体介质包裹着，冲刷着被加热的工艺介质设备，该新型高效水浴加热炉采用烟气与水直接接触的直接传热方式，相比于传统加热炉的烟气与水分隔的间接传热方式，其热效率大大提高。并且，烟气与被加热的工艺介质设备之间是间接接触，温度分布很均匀，也不会造成局部高温过热的情况，使得加热较均匀。

为了使得新型高效水浴加热炉对工艺介质的加热效果更好，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述炉体包括炉本体10与炉盖4，上述炉盖4盖设在上述炉本体10上。

本申请的一种实施例中，上述炉体还包括炉本体上的各种功能部件、仪表、阀门及配套管路和控制系统。

本申请的一种具体的实施例中，如图1所示，上述炉盖4上设置有盖孔，上述燃烧单元还包括燃烧器5、燃烧筒6与烟气散射设备13。其中，燃烧器5设置在上述炉盖4上，用于燃烧燃料与助燃气以产生烟气；燃烧筒6与上述燃烧器5连通，且燃烧筒的半径与盖孔的半径相适配，上述燃烧筒6通过上述盖孔固定设置在上述炉体中，上述燃烧器5设置在燃烧筒6的远离上述炉本体10的底部的表面上；烟气散射设备13设置在上述炉体的内部且与上述燃烧器5连通，上述烟气散射设备13的表面设置有上述烟气孔。这样燃烧器燃烧产生的烟气通过燃烧筒进入到烟气散射设备中，进而通过烟气散射设备的烟气孔冒出进入到液体介质中。

上述的烟气散射设备13只要放置在炉本体中的工艺介质设备的下方即可，具体地可以直接放置在炉本体的底壁上，也可以通过支撑件放置在炉本体的内部，支撑件可以是钢支撑件。

本申请的连通燃烧器与烟气散射设备的设备不限于是燃烧筒，也可以是其他形状的具有空腔的设备，本领域技术人员可以根据实际情况来选择合适的设备连通燃烧器与烟气散射设备。

上述的燃烧筒的长度只要大于盖孔下端与烟气散射设备的上表面的距离即可，具体地，燃烧筒可以凸出炉盖；也可以与炉盖平齐，如图1所示；也可以相对于炉盖凹陷，本领域技术人员可以根据实际情况设计不同长度的燃烧筒。

一种实施例中，上述的燃烧筒外围为钢件壳体，钢件壳体内圈有锚固钩，内部浇注重质莫来石耐火材料。

为了避免烟气直接从燃烧筒泄露出去，本申请的一种实施例中，上述燃烧筒末端与烟气散射设备之间的连接件为圆变长方过渡连接结构。

本申请中的一种实施例中，上述燃烧器5与助燃风机7连通，助燃风机7将助燃空气鼓入燃烧器5中。

并且，本申请中的燃烧器不仅可以设置在炉盖上，其还可以设置在盖孔中，但是，如果设置在盖孔中，就需要在制作燃烧器时，设定其尺寸与盖孔的尺寸相匹配，所以，该新型高效水浴加热炉的制作效率以及成本较高，为了降低该新型高效水浴加热炉的制作成本提高其制作效率，本申请中的上述实施例中，将燃烧器设置在炉盖上。

为了使得更多的烟气进入到液体介质中，本申请的一种实施例中，上述烟气散射设备13为烟气散射箱，上述烟气散射箱远离上述炉本体10的底部的表面设置有多个上述烟气孔，具体可以是网状密布的上百个烟气孔。

本申请的一种实施例中，上述工艺介质设备11为工艺介质盘管。工艺介质盘管采用多个返回管来取代常规的U型火管加热炉标准的单个返回管。在气体质量流速一定的条件下，小管子比大管子有更高的管内传热膜系数，多个返回管在一定的空间内可分布更大的传热面积，进而使得热效率提高。

为了回收烟气中的热量，避免烟气直接排到大气中浪费，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述新型高效水浴加热炉还包括排烟单元与冷凝单元，排烟单元设置在上述炉盖4上，且通过上述炉盖4上的盖口与上述炉本体10连通；至少部分上述冷凝单元设置在上述排烟单元中，用于将上述烟气中的水蒸气的热量释放到上述炉本体10内。

本申请的另一种实施例中，如图1所示，上述排烟单元包括烟道3与烟囱1，烟道3与炉盖4上的盖口连接，且通过上述炉盖4上的盖口与上述炉本体10连通；烟囱1设置在上述烟道3的远离上述炉体的一侧且与上述烟道3连通。

本申请的另一种实施例中，上述排烟单元还包括泄爆门与烟道调节阀等。

为了更高效地回收烟气中的热量，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述冷凝单元包括喷雾设备8，喷雾设备8设置在上述烟道3的内壁上，用于喷出雾状液体，该雾状液体在烟道中形成密集的冷液雾区，当烟气经过该区域时，烟气中的水蒸气温度降低至凝点转化为水，将显热释放出来，且水滴落回炉内。

本申请中的喷雾设备可以是现有技术中的任何可以形成雾状区域的设备，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的设备作为喷雾设备。

为了形成更加均匀且高密度的喷雾区域，本申请的一种实施例中，上述喷雾设备8包括多个机械雾化式喷枪，且多个上述机械雾化式喷枪均匀地设置在上述烟道3的内壁上。

本申请中，加入喷雾设备中的液体可以是来自于外界，例如将喷雾设备直接与一个水箱连接，也可以将炉本体中的液体输送至喷雾设备中，本领域技术人员可以根据实际情况设置合适的方式进而给喷雾装置提供液体。

为了避免形成喷雾的液体滴落回炉本体中，对炉本体中的液体的量以及液体介质的影响且同时避免设置额外的液体源，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述冷凝单元还包括冷液循环设备9，冷液循环设备9一端与上述喷雾设备8连接，另一端与上述炉本体10连通，用于将上述炉本体10中的液体介质12输送到上述喷雾设备8中。

上述的喷雾装置的喷射量由冷却水循环系统9手动或自动控制，本申请的一种实施例中，冷液循环设备9上设置有冷夜控制阀90。

本申请的一种实施例中，上述液体介质可以是任何不与烟气散射设备以及工艺介质设备发生反应的液体，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的液体作为液体介质。

本申请的再一种实施例中，如图1所示，上述冷凝单元还包括凝结网2，凝结网2设置在上述烟道3内，且上述凝结网2的延伸方向与上述烟气的流向垂直。当烟气经过冷凝单元的冷液区域时，烟气中的部分水蒸气温度降低至凝点，将显热释放出来，其余的水蒸气在凝结网上冷凝，将潜热释放出来，且冷凝的液体滴落回炉内。这样可以进一步回收烟气中的热量，实际提高的热效率约10％。

本申请的一种实施例中，上述凝结网为钢丝网。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。

实施例

图1为新型高效水浴加热炉的结构示意图，其中，烟气散射设备为烟气散射箱，设置在炉本体的正下端，工艺介质设备11为工艺介质盘管，液体介质为水。喷雾设备包括多个机械雾化式喷枪，且多个机械雾化式喷枪均匀地设置在烟道的内壁上。

使用该新型高效水浴加热炉加热的过程具体包括：

助燃风机将助燃空气鼓入燃烧器中，与燃料混合后喷出，燃烧产生的烟气通过燃烧筒6，进入到炉底的烟气散射箱内，通过烟气散射箱顶部密布的网状烟气孔冒出，冲刷上面的工艺介质盘管，将热量同时传热给水与工艺介质盘管内的工艺介质。采用该种燃烧单元，新型高效水浴加热炉的热效率可增加8％左右。

冷却单元通过喷雾设备产生冷水雾区，当烟气从炉本体的水中冒出到达烟道中的冷水雾区，部分烟气中的水蒸气温度降至凝点转化为水，将显热释放出来，且水滴落回炉内；部分的烟气的水蒸气在凝结网上凝结出水滴，将潜热释放出来，且冷凝的液体滴落回炉内；剩余的烟气从烟囱排出到炉体外。通过冷凝的作用，可以将原来新型高效水浴加热炉热效率设计中忽略不计的热量(约占总热量的10％)回收利用，可实际提高热效率约10％。

该新型高效水浴加热炉采用浸没式燃烧方式，燃烧产生的烟气直接注入到水中，从炉底以气泡的形式冒出，烟气被水包裹，以气泡的方式直接与工艺介质管接触换热。烟气从水中冒出后，通过收集汇聚到烟道中经过水雾区，将剩余热量传给水雾，烟气中的水蒸气在排烟末端的钢丝网上冷凝，落回炉内。烟气里的水蒸气冷凝后被回收利用，冷却后供烟道喷雾装置循环使用，喷雾系统不需要额外补充水。

且该工艺介质盘管相比于现有技术中的单个返回管，热效率可增加2％。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的新型高效水浴加热炉中，燃烧单元产生的火焰烟气直接被注入到炉本体的液体介质中，烟气始终被液体介质包裹着，冲刷着被加热的工艺介质设备，该新型高效水浴加热炉中采用烟气与水直接接触的直接传热方式，相比于传统加热炉的烟气与水分隔的间接传热方式，其热效率大大提高。并且，烟气与被加热的工艺介质设备之间是间接接触，温度分布很均匀，也不会造成局部高温过热的情况，使得加热较均匀。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述新型高效水浴加热炉包括：

炉体，内装有液体介质(12)；

燃烧单元，至少部分所述燃烧单元设置在所述炉体中，且所述燃烧单元包括与所述炉体连通的烟气孔，所述燃烧单元中燃烧产生的烟气通过所述烟气孔进入所述液体介质(12)中；以及

工艺介质设备(11)，设置在所述炉体内且浸没在所述液体介质(12)中，所述工艺介质设备(11)中装有用于加热的工艺介质。

2.根据权利要求1所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述炉体包括炉本体(10)与炉盖(4)，所述炉盖(4)盖设在所述炉本体(10)上。

3.根据权利要求2所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述炉盖(4)上设置有盖孔，所述燃烧单元还包括：

燃烧器(5)，设置在所述炉盖(4)上，用于燃烧燃料与助燃气以产生烟气；

燃烧筒(6)，与所述燃烧器(5)连通，所述燃烧筒(6)通过所述盖孔固定设置在所述炉体中，所述燃烧器(5)设置在所述燃烧筒(6)的远离所述炉本体(10)的底部的表面上；以及

烟气散射设备(13)，设置在所述炉体的内部且与所述燃烧器(5)连通，所述烟气散射设备(13)的表面设置有所述烟气孔。

4.根据权利要求3所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述烟气散射设备(13)为烟气散射箱，所述烟气散射箱远离所述炉本体(10)的底部的表面设置有多个所述烟气孔。

5.根据权利要求1所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述工艺介质设备(11)为工艺介质盘管。

6.根据权利要求2所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述新型高效水浴加热炉还包括：

排烟单元，设置在所述炉盖(4)上，且通过所述炉盖(4)上的盖口与所述炉本体(10)连通；以及

冷凝单元，至少部分所述冷凝单元设置在所述排烟单元中，用于将所述烟气中的水蒸气的热量释放到所述炉本体(10)内。

7.根据权利要求6所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述排烟单元包括：

烟道(3)，通过所述炉盖(4)上的盖口与所述炉本体(10)连通；以及

烟囱(1)，设置在所述烟道(3)的远离所述炉体的一侧且与所述烟道(3)连通。

8.根据权利要求7所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述冷凝单元包括：

喷雾设备(8)，设置在所述烟道(3)的内壁上，用于喷出雾状液体。

9.根据权利要求8所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述喷雾设备(8)包括多个机械雾化式喷枪，且多个所述机械雾化式喷枪均匀地设置在所述烟道(3)的内壁上。

10.根据权利要求8所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述冷凝单元还包括：

冷液循环设备(9)，一端与所述喷雾设备(8)连接，另一端与所述炉本体(10)连通，用于将所述炉本体(10)中的所述液体介质(12)输送到所述喷雾设备(8)中。

11.根据权利要求8所述的新型高效水浴加热炉，其特征在于，所述冷凝单元还包括：

凝结网(2)，设置在所述烟道(3)内，且所述凝结网(2)的延伸方向与所述烟气的流向垂直。