CN215337702U

CN215337702U - 一种直燃窑炉系统

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Publication number: CN215337702U
Application number: CN202121691218.8U
Authority: CN
Inventors: 白玉林; 陈国川; 白玥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-24
Filing date: 2021-07-24
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2031-07-24

Abstract

一种直燃窑炉系统属于窑炉设备技术领域，尤其涉及一种直燃窑炉系统。本实用新型提供一种环保直燃窑炉系统。本实用新型包括氢氧气制气部分、气体缓冲部分和燃烧部分，其特征在于制气部分的气体输出端口与气体缓冲部分的气体输入端口相连，气体缓冲部分的气体输出端口与燃烧部分的气体输入端口相连。

Description

一种直燃窑炉系统

技术领域

本实用新型属于窑炉设备技术领域，尤其涉及一种直燃窑炉系统。

背景技术

众所周知，造成人类赖以生存的环境污染主要是二氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物、氮氧化合物等、极大的危害人们的身心健康。据国内外统计资料表明，城市地区的环境污染75%以上来自于化石和生物能源不能充分燃烧所制。产生环境污染则取决于所用的燃料性质,现阶段大多数燃料是固态化石、生物燃料和液态的汽油、柴油,其主要成分的正式学名分别为一氧化碳、二氧化碳、C5--C12 的烷烃和C15--C18的烷烃,它们在燃烧时不够充分稳定、彻底，所排的废气中一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物、氮氧化合物的含量较高,造成空气的严重污染。然而给人类带来了至今难以解决的两大危害；一是二氧化碳、碳氢化合物的排放。二是二氧化硫、氮氧化合物的排放。严重污染了人类赖以生存的生活环境；

针对上述被世人关注的大难题,一些国家也采取了相应措施,使排放相应减轻,但是,至今都没有从根本上解决这致命的难题。

氢是一种能源载体,人们可以大规模利用储藏在氢中的能量,氢作为二次能源使用,不仅能效高,而且不产生二氧化碳、二氧化硫等废弃物,具有清洁、高效、来源广泛及可再生性等特点。发展氢能有望成为提高能效,降低污染排放，降低化石能源和生物能源的消费，保证能源安全,改善生态环境,实现能源多元化发展的重要途径。

氢能被当今社会誉为是人类的终级能源，是一种极为优越的新能源，其理由：①水作为可再生能源取之不尽。②氢燃烧后生成水，不影响原机燃烧原理环境。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种环保直燃窑炉系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括氢氧气制气部分、气体缓冲部分和燃烧部分，其特征在于制气部分的气体输出端口与气体缓冲部分的气体输入端口相连，气体缓冲部分的气体输出端口与燃烧部分的气体输入端口相连。

作为一种优选方案，本实用新型所述制气部分包括储水储气罐、水剂氢氧气体分离器和气体缓冲罐，气体缓冲罐的出口与气体缓冲部分的气体输入端口相连；

储水储气罐上端设置有循环冷却水进水口，水剂氢氧气体分离器下端设置有循环冷却水出水口，循环冷却水出水口与冷却循环泵的进口相连，冷却循环泵的出口与冷却器的进口相连，冷却器的出口与循环冷却水进水口相连，冷却器的冷却水进口与冷却进水管D相连；储水储气罐的进水口与供水管A相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述水剂氢氧气体分离器上方设置有冷却风扇。

作为另一种优选方案，本实用新型所述气体缓冲罐上设置有排空电磁阀，气体缓冲罐内设置有压力传感器。

作为另一种优选方案，本实用新型所述气体缓冲部分采用气体缓冲罐。

作为另一种优选方案，本实用新型所述气体缓冲部分的气体缓冲罐为两个串联。

作为另一种优选方案，本实用新型所述气体缓冲罐内由上至下设置有多个横向金属网板，气体缓冲罐的进出口设置在气体缓冲罐上端两侧。

作为另一种优选方案，本实用新型还包括系统控制部分，系统控制部分包括电气一次部分、二次接线部分、加水泵二次接线部分和PLC接线部分，电气一次部分的控制信号输入端口分别与二次接线部分的控制信号输出端口、加水泵二次接线部分的控制信号输出端口相连，二次接线部分的控制信号输入端口、加水泵二次接线部分的控制信号输入端口分别与PLC接线部分的控制信号输出端口相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述电气一次部分包括相序保护器，三相电通过开关QF1分别与相序保护器、开关QF2一端、开关QF3一端、开关QF4一端、开关QF5一端相连，开关QF2另一端依次通过继电器KM1受控开关、热继电器FR1接加水泵的电机，开关QF3另一端分别与继电器KM2受控开关一端、继电器KM3受控开关一端相连，继电器KM2受控开关另一端通过热继电器FR1接冷却循环泵的电机，继电器KM3受控开关另一端接冷却风扇的电机；

开关QF4另一端接排空电磁阀的控制信号输入端口；

开关QF5另一端分别与PLC电源端、AC/DC变换器的输入端相连，AC/DC变换器的输出端接24V+、24V-。

作为另一种优选方案，本实用新型所述二次接线部分包括开关QF1，开关QF1一端接三相电，开关QF1另一端与开关QF3一端相连，开关QF3另一端分别与继电器KA3受控开关一端、继电器KM3受控开关一端、继电器KA4受控开关一端相连，继电器KA3受控开关另一端依次通过继电器KM2控制端、FR2接N，继电器KA4受控开关另一端通过继电器KM3控制端接N。

其次，本实用新型所述加水泵二次接线部分包括开关QF1，开关QF1一端接三相电，开关QF1另一端接开关QF2一端，开关QF2另一端分别与继电器KM1受控开关一端、单刀双掷开关SA1固定端、继电器KM1受控开关一端相连，继电器KM1受控开关另一端接加水泵的电机；

单刀双掷开关SA1第一动端通过继电器KA2受控开关分别与开关SB1一端、继电器KM1受控开关一端、继电器KM1控制端一端相连，开关SB1另一端分别与开关SBS1一端、继电器KM1受控开关另一端相连，开关SBS1另一端接单刀双掷开关SA1第二动端；

继电器KM1控制端另一端通过热继电器FR1分别与指示灯HG一端、蜂鸣器FM一端相连，指示灯HG另一端接继电器KM1受控开关另一端，蜂鸣器FM另一端通过继电器KA9受控开关接501。

另外，本实用新型所述PLC接线部分采用CPU-SR30型PLC，PLC的1M端接24V，PLC的1M组0.1～0.7、1.0端分别与开关SA1、继电器KM1受控开关、继电器KM3受控开关、继电器KM2受控开关、继电器KA7受控开关、继电器KA8受控开关、热继电器FR1、FR2对应相连；

PLC的1L组0.0～0.3端分别与继电器KA1～KA4控制端对应相连，PLC的2L组0.4～0.7端分别与继电器KA5～KA8控制端对应相连，PLC的3L组1.0端接继电器KA9控制端；

PLC的0+、0-端口接温度传感器，PLC的1+、1-端口接压力传感器，PLC的2+、2-端口接压力传感器。

本实用新型有益效果。

本实用新型通过氢氧气制气部分、气体缓冲部分将氢氧气提供给燃烧部分，氢催化裂解燃烧氧助燃，增加能源利用率，提高燃烧效率，降低有害气体排放。同时，原料资源丰富，氢气可以由水制取，水是地球上最为丰富的资源。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型燃烧器内部结构示意图。

图3是本实用新型燃烧器外观图。

图4是本实用新型燃烧器分解视图。

图5是本实用新型电气一次部分电路原理图。

图6是本实用新型二次接线部分电路原理图。

图7是本实用新型加水泵二次接线部分电路原理图。

图8、9、10是本实用新型PLC接线部分电路原理图。

图11是本实用新型端子接线图。

图12是本实用新型航空插头（用于传输压力、水位、温度信息）接线图。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括氢氧气制气部分、气体缓冲部分和燃烧部分，制气部分的气体输出端口与气体缓冲部分的气体输入端口相连，气体缓冲部分的气体输出端口与燃烧部分的气体输入端口相连。

所述制气部分包括储水储气罐、水剂氢氧气体分离器和气体缓冲罐，气体缓冲罐的出口与气体缓冲部分的气体输入端口相连；

储水储气罐上端设置有循环冷却水进水口，水剂氢氧气体分离器16下端设置有循环冷却水出水口，循环冷却水出水口与冷却循环泵的进口相连，冷却循环泵19的出口与冷却器的进口相连，冷却器13的出口与循环冷却水进水口相连，冷却器的冷却水进口与冷却进水管D相连；储水储气罐的进水口与供水管A相连。

所述制气部分可采用专利号为ZL200810229903.1，名称为“水剂氢氧源一体提取多用机装置”的设备，本申请制气部分的设备与专利号为ZL200810229903.1，名称为“水剂氢氧源一体提取多用机装置”的设备只有一个不同之处，即本申请制气部分的设备冷却方式采用水冷，而该专利的冷却方式采用风冷。因此，只需在该专利设备上稍作改进，并可得到本申请制气部分的设备。改进方法如下：在储水储气罐上端额外设置循环冷却水进水口15，在水剂氢氧气体分离器（即上述专利中的水剂氢氧气体分离槽）下端额外设置循环冷却水出水口20，循环冷却水出水口与冷却循环泵的进口相连，冷却循环泵的出口与冷却器的进口相连，冷却器的出口与循环冷却水进水口相连，冷却器的冷却水进口与冷却进水管D相连。本实用新型储水储气罐上端的气体缓冲罐相当于上述专利中的配气罐，用于将氢氧气体混合在一起。

当设备及环境温度高于设定值时，启动冷却循环泵进行循环冷却。

所述水剂氢氧气体分离器上方设置有冷却风扇。当水剂氢氧气体分离器温度过高，启动冷却风扇。

所述储水储气罐上端的气体缓冲罐14上设置有排空电磁阀（通过QF4控制排空电磁阀的工作），气体缓冲罐内设置有压力传感器。当气体缓冲罐内压力过大，控制排空电磁阀开启。

所述燃烧部分采用燃烧器21。

所述燃烧器包括外壳5，外壳5上设置有空气进气调节口4（风机通过进气调节口4向里吹风调节风量。进气调节口4外壁可设置外螺纹），外壳5内设置有套管11和导电柱22（导电柱外侧可采用陶瓷外壳，内部设置导体），套管11内设置有气体增压混合器10，气体增压混合器10的进口与进气管7（进气管7与气体缓冲部分的气体输出端口相连，用于输入氢氧气体）相连，气体增压混合器10的出口接气体混配器9（气体混配后可以降低氢气的燃烧值达到燃烧平衡性、可调性）；

导电柱内端置于套管11内，导电柱外端置于外壳5外；

导电柱内端设置有点火头2，导电柱外端设置有点火器电源接口1。一个点火器电源接口1接正极，另一个点火器电源接口1接负极，通过导电柱将电传输给两个钨金点火头2点火。套管11起到畜热的作用。

所述进气管7通过三通管分别与燃料进管25（可输入燃油、甲醇或燃气）和气体缓冲部分的气体输出管相连。

所述点火头2采用钨金点火头。

所述燃烧器进气端设置有外护罩3（外护罩3与外壳5可焊接连接），外护罩3上设置有导电柱、进气管穿孔。导电柱与外护罩3可通过紧固件（螺母）连接。

所述气体混配器9设置在气体增压混合器10的前端并与固定盘8相连，固定盘8（固定盘8与套管11可焊接连接）设置在套管11前端，固定盘8上设置有进气管、导电柱穿孔。

所述套管11后端设置有网板12（网板12与套管11可焊接连接）。设置网板12，可以达到热辐射均匀效果。

所述网板12的网孔为矩形孔。

所述套管11上布置有多个通孔。设置通孔便于新鲜空气的及时补充。

所述外壳5外壁上设置有固定法兰6。

所述燃烧器的火焰端置于吸热室（吸热室为窑炉烧制产品的内腔部分）内。

所述气体缓冲部分采用气体缓冲罐。

所述气体缓冲部分的气体缓冲罐17、18为两个串联。

所述气体缓冲罐内由上至下设置有多个横向金属网板，气体缓冲罐的进出口设置在气体缓冲罐上端两侧。多个横向金属网板，可进一步降低气体输出速度。

气体缓冲罐也可采用空腔结构，气体从气体缓冲罐进口进入，在气体缓冲罐内集聚，之后再从气体缓冲罐出口输出，保证气体输出的稳定性。

所述气体增压混合器10采用由前之后的盘旋管结构。火焰燃烧升温增压，燃烧更充分，增加热辐射距离。

所述气体混配器9包括中空腔体，中空腔体与气体增压混合器10的出口连通，中空腔体后端设置有喷烧口。

所述喷烧口为多个，沿周向均布。

本实用新型还包括系统控制部分，系统控制部分包括电气一次部分、二次接线部分、加水泵二次接线部分和PLC接线部分，电气一次部分的控制信号输入端口分别与二次接线部分的控制信号输出端口、加水泵二次接线部分的控制信号输出端口相连，二次接线部分的控制信号输入端口、加水泵二次接线部分的控制信号输入端口分别与PLC接线部分的控制信号输出端口相连。

所述电气一次部分包括相序保护器，三相电通过开关QF1分别与相序保护器、开关QF2一端、开关QF3一端、开关QF4一端、开关QF5一端相连，开关QF2另一端依次通过继电器KM1受控开关、热继电器FR1接加水泵的电机，开关QF3另一端分别与继电器KM2受控开关一端、继电器KM3受控开关一端相连，继电器KM2受控开关另一端通过热继电器FR1接冷却循环泵的电机，继电器KM3受控开关另一端接冷却风扇的电机；

开关QF4另一端接排空电磁阀的控制信号输入端口；

所述二次接线部分包括开关QF1，开关QF1一端接三相电，开关QF1另一端与开关QF3一端相连，开关QF3另一端分别与继电器KA3受控开关一端、继电器KM3受控开关一端、继电器KA4受控开关一端相连，继电器KA3受控开关另一端依次通过继电器KM2控制端、FR2接N，继电器KA4受控开关另一端通过继电器KM3控制端接N。

所述加水泵二次接线部分包括开关QF1，开关QF1一端接三相电，开关QF1另一端接开关QF2一端，开关QF2另一端分别与继电器KM1受控开关一端、单刀双掷开关SA1固定端、继电器KM1受控开关一端相连，继电器KM1受控开关另一端接加水泵（电路图中有两个加水泵，一个加水泵与ZL200810229903.1设备的注水口相连，用于储水储气罐的供水。另一个加水泵与冷却进水管D相连，用于冷却器的供水）的电机；

继电器KM1控制端另一端通过热继电器FR1分别与指示灯HG一端、蜂鸣器FM（对温度异常、水位异常、压力异常报警）一端相连，指示灯HG另一端接继电器KM1受控开关另一端，蜂鸣器FM另一端通过继电器KA9受控开关接501。

所述PLC接线部分采用CPU-SR30型PLC，PLC的1M端接24V，PLC的1M组0.1～0.7、1.0端分别与开关SA1、继电器KM1受控开关、继电器KM3受控开关、继电器KM2受控开关、继电器KA7受控开关、继电器KA8受控开关、热继电器FR1、FR2对应相连；

PLC的0+、0-端口接温度传感器（用于检测循环冷却水温度，可设置在循环冷却水出水口处），PLC的1+、1-端口接压力传感器（用于检测氢气存储压力，可设置在制气部分氢气储存罐（ZL200810229903.1的氢气储存罐）上），PLC的2+、2-端口接压力传感器（用于检测氧气存储压力，可设置在制气部分氧气储存罐（ZL200810229903.1的氧气储存罐）上）。

本实用新型为一种氢氧自备气源直燃窑炉系统，能源转换效率高、节能、减排、运营成本低，适用于平窑、立窑、隧道窑等吸热、换热、焙烧系统设备。

PLC接线图中的“氢气水封补液”、“氧气水封补液”可应用于分别输出氢气和氧气的情况，例如将ZL200810229903.1设备的“配气罐”去掉，直接从氧气输出隔离罐和氢气输出隔离罐输出氧气和氢气，氧气输出隔离罐输出管经氧气水封罐上端进口进入氧气水封罐内液面以下，氧气水封罐上端出口连接氧气输出管；氢气输出隔离罐输出管经氢气水封罐上端进口进入氢气水封罐内液面以下，氢气水封罐上端出口连接氢气输出管。当水封罐内液体不足时，进行“氢气水封补液”、“氧气水封补液”。

PLC接线图中的“发生器”指的是结构图中的“水剂氢氧气体分离器”。

PLC接线图中的“氢气电磁阀排空”、“氧气电磁阀排空”指的ZL200810229903.1的氢气储存罐和氧气储存罐上的电磁阀。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种直燃窑炉系统，包括氢氧气制气部分、气体缓冲部分和燃烧部分，其特征在于制气部分的气体输出端口与气体缓冲部分的气体输入端口相连，气体缓冲部分的气体输出端口与燃烧部分的气体输入端口相连。

2.根据权利要求1所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述制气部分包括储水储气罐、水剂氢氧气体分离器和气体缓冲罐，气体缓冲罐的出口与气体缓冲部分的气体输入端口相连；

3.根据权利要求2所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述水剂氢氧气体分离器上方设置有冷却风扇。

4.根据权利要求2所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述气体缓冲罐上设置有排空电磁阀，气体缓冲罐内设置有压力传感器。

5.根据权利要求1所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述气体缓冲部分采用气体缓冲罐。

6.根据权利要求1所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述气体缓冲部分的气体缓冲罐为两个串联。

7.根据权利要求2或4或5或6所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述气体缓冲罐内由上至下设置有多个横向金属网板，气体缓冲罐的进出口设置在气体缓冲罐上端两侧。

8.根据权利要求1所述一种直燃窑炉系统，其特征在于还包括系统控制部分，系统控制部分包括电气一次部分、二次接线部分、加水泵二次接线部分和PLC接线部分，电气一次部分的控制信号输入端口分别与二次接线部分的控制信号输出端口、加水泵二次接线部分的控制信号输出端口相连，二次接线部分的控制信号输入端口、加水泵二次接线部分的控制信号输入端口分别与PLC接线部分的控制信号输出端口相连。

9.根据权利要求8所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述电气一次部分包括相序保护器，三相电通过开关QF1分别与相序保护器、开关QF2一端、开关QF3一端、开关QF4一端、开关QF5一端相连，开关QF2另一端依次通过继电器KM1受控开关、热继电器FR1接加水泵的电机，开关QF3另一端分别与继电器KM2受控开关一端、继电器KM3受控开关一端相连，继电器KM2受控开关另一端通过热继电器FR1接冷却循环泵的电机，继电器KM3受控开关另一端接冷却风扇的电机；

开关QF4另一端接排空电磁阀的控制信号输入端口；

10.根据权利要求8所述一种直燃窑炉系统，其特征在于所述二次接线部分包括开关QF1，开关QF1一端接三相电，开关QF1另一端与开关QF3一端相连，开关QF3另一端分别与继电器KA3受控开关一端、继电器KM3受控开关一端、继电器KA4受控开关一端相连，继电器KA3受控开关另一端依次通过继电器KM2控制端、FR2接N，继电器KA4受控开关另一端通过继电器KM3控制端接N。