CN217178890U - 一种用于室外具有换热功能的锅炉 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于室外具有换热功能的锅炉，涉及余热回收技术的领域。其内部设置有用于装填换热介质的换热腔，换热腔内设置有燃烧炉和换热管道，所述燃烧炉位于换热腔的底部位置处，换热管道的入口端与燃烧炉连通，所述换热管道穿过换热腔后与外界连通；所述燃烧炉上安装有控制设备，所述控制设备上设置有空气进气口和燃气管道，所述换热管道的出口端固定且连通有回流管道，回流管道远离换热管道的一端与控制设备连通，所述控制设备用于控制向燃烧炉内输入燃气、空气和烟气的比率。本申请减少了锅炉燃烧产生的氮氧化物，从而降低了锅炉工作过程中对环境造成的影响。

Description

一种用于室外具有换热功能的锅炉

技术领域

本申请涉及余热回收技术的技术领域，尤其是涉及一种用于室外具有换热功能的锅炉。

背景技术

锅炉，尤其是燃气锅炉的燃料通常为天然气，其主要成分是甲烷，由于燃料中含有大量的氢，其燃烧后其氢会与氧化合生成大量水蒸汽，一般烟气含水量约为20%。

相关技术中的燃气锅炉会将燃气与空气进行混合后点燃，燃烧产生的热量与锅炉水箱内的换热介质（例如水）进行热交换，而燃烧后产生的烟气通常会经过排放管道直接排放到外界。

针对上述中的相关技术，发明人发现燃气锅炉在燃烧时，最高温度会高于1200°C，而在此温度条件下，空气中的氮气和氧气会形成对环境造成污染的氮氧化物，并且随着温度的升高氮氧化的的生成量也会进一步增加。

实用新型内容

为了减少锅炉燃烧产生的氮氧化物对环境的影响，本申请提供一种用于室外具有换热功能的锅炉。

本申请提供的一种用于室外具有换热功能的锅炉采用如下的技术方案：

锅炉内设置有用于装填换热介质的换热腔，换热腔内设置有燃烧炉和换热管道，所述燃烧炉位于换热腔的底部位置处，换热管道的入口端与燃烧炉连通，所述换热管道穿过换热腔后与外界连通；

所述燃烧炉上安装有控制设备，所述控制设备上设置有空气进气口和燃气管道，所述换热管道的出口端固定且连通有回流管道，回流管道远离换热管道的一端与控制设备连通，所述控制设备用于控制向燃烧炉内输入燃气、空气和烟气的比率。

通过采用上述技术方案，燃烧炉内燃烧的烟气会通过换热管道排出锅炉，在烟气通过换热管道的过程中，由于从燃烧炉出来的烟气温度比及水的温度高，烟气会和换热腔内的水进行热交换，使得烟气温度在换热管道的出口端能够降低至130°以下，然后通过回流管道将部分烟气抽回至燃烧炉内，对燃烧炉内的气体含量进行调整，降低了燃烧炉内的火焰温度，同时辅以减少氮气和氧气的含量的方式，减少了燃烧炉内氮氧化物的生成量，从而减少了锅炉生产时对环境的污染。

可选的，所述换热管道包括多根第一管道、中间箱和多根第二管道，所述第一管道和第二管道沿换热腔的长度方向布设，且第一管道将燃烧炉与中间箱连通，所述第二管道将中间箱与外界连通。

通过采用上述技术方案，尽可能扩大了换热管道与换热腔内水的接触面积，提高了烟气向水中传递的热量，对烟气中的热量进行了再次利用，进一步减少了烟气中热量的浪费。

可选的，所述中间箱的底壁与燃烧炉的顶壁贴合。

通过采用上述技术方案，换热管道内的冷凝水流动到中间箱内后，会在燃烧炉的加热下重新成为水蒸气，从而在一定程度上减少了换热管道内冷凝水对换热管道造成的影响。

可选的，所述第二管道靠近中间箱的一端低于第二管道与外界连通的一端。

通过采用上述技术方案，更有利于第二管道内冷凝水回流到中间箱内，减少了第二管道内冷凝水的滞留。

可选的，所述换热腔内安装有温度感应器，所述温度感应器与控制设备连通，当换热腔内的温度高于设定温度时，控制设备停止向燃烧炉内供气。

通过采用上述技术方案，换热箱内水量过少时换热腔内的温度会随之升高，然后通过控制设备能够降低甚至关闭燃气、空气或烟气进入燃烧炉的量，从而减少了锅炉水少时出现干烧，最终影响到锅炉正常使用的情况。

可选的，所述换热腔的顶壁上安装有限制换热腔内气压的安全阀。

通过采用上述技术方案，减少了换热腔内的气压升高后，损坏锅炉的情况。

可选的，所述换热腔内布设有多根支撑杆，多根支撑杆的两端均固接在换热腔的内壁上。

通过采用上述技术方案，使得锅炉内换热腔的结构更加稳定，从而在一定程度上减少了锅炉在使用过程中发生变形的情况。

可选的，多根所述支撑杆呈网格状布设。

通过采用上述技术方案，进一步提高了支撑杆对锅炉的支撑能力。

可选的，所述燃烧炉为圆柱状，且燃烧炉的外周壁上同轴设置有凹凸结构。

通过采用上述技术方案，使得燃烧炉的结构更加稳定，进一步减少了燃烧炉发生变形的情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过将排放燃烧炉烟气的换热管道设置在换热腔内，使得烟气在排放过程中将部分热量传递给水，从而降低了烟气的排出温度，同时将部分烟气导入到燃烧炉内进行回炉，减少了燃烧炉内的氧气和氮气的含量，同时降低了燃烧炉内的燃烧温度，从而减少了锅炉内氮氧化物的产生；

2.通过设置温度感应器对换热腔的温度进行监控，使得控制设备能够在换热腔内水少时进行适应性的调整，减少了锅炉出现干烧的情况。

附图说明

图1是本申请实施例中锅炉的内部结构剖视图（由于壁厚较小未添加剖面线）。

图2是本申请实施例中锅炉防护壳内部结构的后侧结构视图。

附图标记说明：1、换热腔；2、燃烧炉；21、进风口；22、控制设备；221、空气进气口；222、燃气管道；23、凹凸结构；3、换热管道；31、第一管道；32、中间箱；33、第二管道；34、回流管道；4、温度感应器；5、安全阀；6、撑杆。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于室外具有换热功能的锅炉。参照图1和图2，锅炉内设置有用于加入换热介质的换热腔1，锅炉的外侧固定设置有将锅炉包覆遮掩的长方体防护外壳。本实施例中选用水作为换热介质进行说明。

换热腔1内设置有燃烧炉2和换热管道3，燃烧炉2整体呈圆柱桶状结构，且燃烧炉2沿换热腔1的长度方向固接在换热腔1的底部。换热管道3在换热腔1内液面以下蜿蜒布设，且换热管道3的入口端与燃烧炉2内腔的顶部连通，换热管道3的入出口端伸出换热腔1后与外界连通。

燃烧炉2的一端设置有进风口21，进风口21的位置处安装有控制设备22，控制设备22的下侧开设有空气进气口221，且控制设备22与燃气管道222连通。

参照图1和图2，换热管道3的出口端固定且连通有回流管道34，回流管道34远离换热管道3的一端与控制设备22连通，且控制设备22能够将烟气吸入并控制烟气进入燃烧炉2的速率。

在使用过程中，控制设备22能够控制燃气与空气进入燃烧炉2的比例，使得燃气在燃烧炉2内能够进行更加充分地燃烧，燃烧产生的烟气会携带较多热量通过换热管道3后排出锅炉，使得换热管道3出口处的烟气温度大概降低至130°C以下。而烟气在换热管道3内会将热量传递给换热腔1内的水，也能够提高锅炉对烟气中热量的利用率，减少烟气中热量的浪费。

将烟气吸入并混杂在燃气与空气中重新输送到燃烧炉2内，降低了燃烧炉2内的氧气含量，改变了燃烧炉2内的燃烧强度，降低了燃烧炉2内的火焰温度。由于燃烧炉2内的燃烧温度在高于1200°C后，氮气与氧气发生反应产生的NO或NO2会急剧上升，上述通过烟气回炉的技术方案可以在一定程度上减少燃烧炉2内生成的氮氧化物含量，从而减少了锅炉工作过程中烟气排放对环境造成的污染。

参照图1和图2，燃烧炉2为波形炉胆的结构。波形炉胆的外周壁上同轴设置有凹凸结构23。凹凸结构23为通过冲压工艺在燃烧炉2侧壁上通过热压或冷压程序冲压成型的多个环状槽体。

首先，凹凸结构23能够加强了燃烧炉2的结构强度，减少了燃烧炉2在水压或气压下出现变形的情况，其次，凹凸结构23能够在一定程度上增加燃烧炉2外壁的表面积，从而增加燃烧炉2与换热腔1内水的换热效率，其次，气流在燃烧炉2内流动时，凹凸不平的炉壁能够在一定程度上扰动气流的流动方向，使得炉内的燃烧更加充分，提高了换热效率。

换热管道3包括多根第一管道31、一个中间箱32和多根第二管道33，第一管道31和第二管道33沿换热腔1的长度方向平行布设，第一管道31将燃烧炉2与中间箱32连通，第二管道33在第一管道31的正上方将中间箱32与外界连通，且第一管道31在燃烧炉2远离进风口21的端部与燃烧炉2连通，中间箱32贴合固定在燃烧炉2靠近进风口21的端部上侧表面。

参照图1和图2，第一管道31、中间箱32和第二管道33的布设尽可能增加了换热管道3与换热腔1内水的接触面积和接触时间，提高了烟气向水中传递的热量，强化了锅炉对烟气中携带热量的利用，减少了烟气中热量的浪费。同时换热管道3内的水蒸气放热后产生的冷凝水会回流到中间箱32的底壁上，在燃烧炉2的直接加热下，中间箱32内的冷凝水会吸热重新成为水蒸气排出锅炉，从而在一定程度上减少了换热管道3内冷凝水对换热管道3造成的影响。

作为一个可选的技术方案，第二管道33靠近中间箱32的一端低于第二管道33与外界连通的一端，以便于第二管道33内冷凝水回流到中间箱32内，减少第二管道33内冷凝水的滞留。

换热腔1的顶部安装有温度感应器4，温度感应器4与控制设备22连通，通常状态下，温度感应器4的感应端位于换热腔内水的液面之下，当液面下降到感应端的下方后，温度感应器4会感应到液面上方水蒸气的温度，由于水蒸气的温度高于液态水的温度，此时温度感应器4感应到的温度会高于设定的温度值，此状态下控制设备22会减缓甚至停止向燃烧炉2内供气，以减少燃烧炉2内热量的产生，从而减少了锅炉出现干烧，最终影响到锅炉正常使用的情况。

为了减少换热腔1内由于气压变化导致锅炉内的换热腔1出现变形的情况，换热腔1的顶壁上安装有限制换热腔1内气压的安全阀5，同时换热腔1内呈网格状布设有多根支撑杆6，支撑杆6的两端均固接在换热腔1的内壁上。

本申请实施例一种用于室外具有换热功能的锅炉的实施原理为：工作人员先在控制设备22上输入温度感应器4的预设温度，并在换热腔1内注入水然后开启控制设备22，调整燃气、空气和烟气的比率并充入燃烧炉2中点燃。

燃气在燃烧炉2内燃烧放热，会将大部分热量直接传递给换热腔1内的水，燃烧过程中产生的烟气会依次通过第一管道31、中间箱32和第二管道33后排放至外界。燃气在换热管道3期间，会将自身携带的热量通过换热管道3传递到水中完成热量交换。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：锅炉内部设置有用于装填换热介质的换热腔(1)，换热腔(1)内设置有燃烧炉(2)和换热管道(3)，所述燃烧炉(2)位于换热腔(1)的底部位置处，换热管道(3)的入口端与燃烧炉(2)连通，所述换热管道(3)穿过换热腔(1)后与外界连通；

所述燃烧炉(2)上安装有控制设备(22)，所述控制设备(22)上设置有空气进气口(221)和燃气管道(222)，所述换热管道(3)的出口端固定且连通有回流管道(34)，回流管道(34)远离换热管道(3)的一端与控制设备(22)连通，所述控制设备(22)用于控制向燃烧炉(2)内输入燃气、空气和烟气的比率。

2.根据权利要求1所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述换热管道(3)包括多根第一管道(31)、中间箱(32)和多根第二管道(33)，所述第一管道(31)和第二管道(33)沿换热腔(1)的长度方向布设，且第一管道(31)将燃烧炉(2)与中间箱(32)连通，所述第二管道(33)将中间箱(32)与外界连通。

3.根据权利要求2所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述中间箱(32)的底壁与燃烧炉(2)的顶壁贴合。

4.根据权利要求3所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述第二管道(33)靠近中间箱(32)的一端低于第二管道(33)与外界连通的一端。

5.根据权利要求1所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述换热腔(1)内安装有温度感应器(4)，所述温度感应器(4)与控制设备(22)连接，当换热腔(1)内的温度高于设定温度时，控制设备(22)停止向燃烧炉(2)内供气。

6.根据权利要求1所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述换热腔(1)的顶壁上安装有调节换热腔(1)内气压的安全阀(5)。

7.根据权利要求2所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述换热腔(1)内设置有多根支撑杆(6)，多根支撑杆(6)的两端均固接在换热腔(1)的内壁上。

8.根据权利要求7所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：多根所述支撑杆(6)呈网格状布设。

9.根据权利要求8所述的一种用于室外具有换热功能的锅炉，其特征在于：所述燃烧炉(2)的侧壁上同轴设置有凹凸结构(23)。

Images