CN105066435A - 一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉，包括基座、储水部和燃烧室，其中：所述储水部设于所述基座的上方，所述燃烧室设于所述储水部的上方；所述燃烧室上设有热水导出口，所述储水部的底部设有补水口和排烟口；所述储水部包含若干层储水单元，若干层所述储水单元连接为模块式结构。储水部采用由多层储水单元套接而成的层叠式结构，安装简单，维护检修方便；且根据供暖面积的大小调整储水单元的层数，适应性强。

Description

一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉

技术领域

本发明涉及一种新燃料锅炉，具体涉及一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉。

背景技术

锅炉作为我国北方地区取暖的供热源，按照燃料的种类来分，主要包括燃煤、天然气、液化气、柴油以及生物质等锅炉；参考我国于2014年7月1日执行的新排污指标，上述燃料形式的锅炉在排放问题上均有不同程度的超限。

此外，其中的燃煤锅炉热值偏低，而且炉灰炉膛需要占有相当的空间；天然气和液化气锅炉往往因为燃烧不完全而导致其他形式的污染，此外，对于天然气来讲，其安装需要接驳口，这部分支出需要锅炉使用者承担，初期投资过大(接驳口是按米收费)，液化气较贵而且由于其属于易燃易爆危险品，在运输和储存过程中存在一定的安全隐患；

柴油锅炉由于其排放物污染较大，加上其成本较高(7～8000元/吨)的因素，根据相关规定，预计在2017年左右将被取缔；

生物质锅炉目前在大城市(北上广)不允许，其炉膛内形成结焦，需要定期清理，费时费力；而且其大面积的燃烧物必然会产生固定占地，进一步的推广受阻；

而且目前绝大多数锅炉采用下烧上排的方式，会造成很大程度的燃料浪费，且锅炉产生的炉灰不仅需要定期处理，而且炉灰的堆存和移除需要相当的空间，需要占有相当的固定空间和人力的投入。而且在仅换燃料性质不换锅炉的情况下，炉体的炉质承受能力往往与燃料不匹配，使得锅炉的使用寿命在经过一定时期后，甚至以指数形式的趋势使用急速缩短。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉，旨在提升锅炉的热效率和对取暖水平的适应性。

本发明采用的技术方案具体为：

一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉，包括基座、储水部和燃烧室，其中：所述储水部设于所述基座的上方，所述燃烧室设于所述储水部的上方；所述燃烧室上设有热水导出口，所述储水部的底部设有补水口和排烟口；所述储水部包括若干层储水单元，若干层所述储水单元连接为模块式结构。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，所述储水部还包括水套单元，所述水套单元包括水套一和水套二，所述水套一包覆于所述燃烧室的外侧，所述水套二包覆于储水单元的底部。在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，相邻的所述储水单元通过套接的方式依次相连接，形成模块式的整体结构。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，所述储水单元包括储水盘套和储水管，若干根所述储水管横向置于所述储水盘套内，所述储水管和所述储水盘套相通连。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，相邻的所述储水管之间设有缝隙，各层所述储水单元的水套的缝隙形成了燃烧室产生的热气流的通道。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，还包括隔板，所述隔板上设有热流孔，所述隔板设于所述储水单元之间，所述的直径与储水盘套的内径相吻合。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，设于不同层的所述储水单元的所述储水管交错排列。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，所述储水管上还设有导热翼片，所述导热翼片的安装方向与所述储水单元之间的夹角为80～90°。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，还包括排污口，所述排污口设于所述水套二的底部，且所述水套二的一端伸出所述水套二，另一端伸入至所述热气流的通道。

在上述使用甲醇燃料的立式模块锅炉中，还包括外壳单元，所述外壳单元包括壳体和隔热层，所述壳体包覆于锅炉本体的外侧，所述隔热层设于所述锅炉本体和所述壳体之间。

本发明产生的有益效果是：

本发明的锅炉结构是与燃料及其燃烧方式相匹配的，燃烧机采用甲醇(或者其他醇类)燃料作为热源，锅炉的燃烧室和热水导出口均设计在炉体储水区的上方，而补水口和排烟口则均设计在炉体储水区的下方，即采用上烧下排的结构形式；

储水区采用多层储水盘管组成的模块结构，每层储水盘管内设有若干排水套，水套之间的缝隙构成燃烧热气流的通道，燃烧后的烟气在自上而下经水套之间的缝隙流动直至排出的过程中，可以同时加热储水盘管，且水套上增设一定角度的导热翼片，各层水套相互交错形成尽可能长的气流通道，有效防止热量快速冲出炉体而导致的热量流失，最大程度地“留住”热流，进一步加热储水盘管内的水，最大程度地提升了热效率；

燃烧热气流进入炉膛后，自上而下地经过各层储水单元的水套缝隙直至最底下一层的储水盘管，由于排烟口设于最下层的储水单元，因此气体在排出的过程中，同时可对锅炉主体的水道进行加温，降低了排烟温度，运行时，上层的水先被烧热后供暖，下层被预热的水进入上层后继续被加热后供暖，相续交替上升将热水导出，不仅极大地提高了热效率，而且省时，节省了燃料；

此外，多层储水盘管之间采用套接式设计，盘管的层数取决于供暖面积的大小，可根据实际情况对其层数进行调整；安装简单，维护检修方便，节省了人力和运营成本；且当供暖需求更大时，甚至可以采用多台并联的供暖形式，适应性强；且由于相互套接的储水盘管拆装方便，因此锅炉的进出操作不受外界条件的制约，同时也节省了人力。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉的剖视示意图；

图2为本发明一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉的储水单元的结构示意图；

图3为本发明一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉中各储水单元的连接方式示意图。

图中：

1、燃烧机接口2、燃烧室3、储水盘套4、储水管5、热水导出口6、补水口7、排烟口8、排污口9、基座10、水套11、套接件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉，包括基座9、储水部和燃烧室2，甲醇专用燃烧机通过燃烧室接口2连接至燃烧室2，储水部位于燃烧室2的下方，储水部主要是由若干层储水单元套结而成的模块式的整体结构，模块式的整体结构通过基座9固定于地面，壳体单元包覆于储水部和燃烧室2的外侧。除模块式结构之外，储水部还包括包覆于上方燃烧室2外侧以及包覆于储水单元的底部的水套10。

本发明的锅炉采用上烧下排的工作方式，因此热水导出口5设于燃烧室2上方并露出外壳单元的最顶端；而补水口6和排烟口7则均设于模块式结构的底部侧面。

外壳单元主要包括壳体和隔热层，其中的壳体包覆于锅炉本体的外侧，隔热层设于锅炉本体(指的是图1所示的由燃烧室和储水部组成的有效工作部分)和壳体之间。

模块式结构中的每个储水单元的结构进一步如图2所示，主要包括储水盘套3和储水管4，储水盘管为圆环通管，若干根水套横向置于圆环所在的平面，在储水管4安装之前先在储水盘套3的相应位置加工出匹配的孔然后将储水管4在对应的孔位置与储水盘套3焊接，实现了各储水管4与储水盘套3的通连，储水盘套3和储水管4中装有待加热的水。

相邻的储水管4之间设有缝隙，且设于不同层的储水盘套3的储水管4交错排列，这样一来，各层储水单元的储水管4的缝隙形成一个折式的纵向通道，燃烧室2产生的热气流自上而下通过该通道对储水单元中的水加热。

进一步地，储水管4上还设有若干个导热翼片，导热翼片与所述水套呈一定角度(80～90°，优选85°)安装，用于吸收热气流的热量。

作为一种优选，为了使热流充分被吸收，同一层储热单元中不同根导热管上的导热翼片以及不同层储热单元中同一列的导热管上的导热翼片均交错排列。

相邻层储水盘套3的套接方式如图3所示，储水盘管的直径方向两端的上下两侧置有套接件11，分别与上下两侧的相邻储水盘管实现层叠式套接。

最底层的储水单元的底部中心设有用于排出废液的排污口8，排污口8的一端伸入储水管4的缝隙，另一端伸出至外壳单元的最底端。

为了更好地控制热流流失，可以选择加装带热流孔的钢片作为隔板(1～1.5mm耐烧钢板)，根据实际情况，可选择在每层、隔层或者隔几层的储水单元之间加装隔板，且隔板的直径与储水盘套的内径相吻合。

此外，为了使得储水单元之间更好地形成模块式结构，对储水单元可增设具有加固(如卡紧、箍紧)功能的结构，一种具体的实施例如图1所示，将每两个储水单元分为一组，在每个储水单元组的圆周方向均匀取三个点，分别焊接吊耳后，纵向穿上螺栓，将其固定成一体。

在开机之前，先将循环水泵和气泵(与甲醇专用燃烧机配套，用于补充氧气)打开，在水、气都达到额定要求时点火，燃烧机从在喷火口处将甲醇燃料点燃，点燃后的燃料在燃烧室2燃烧，燃烧产生的热气流通过层层储水盘单元的储水管4之间的缝隙自上而下地对每一层储水盘套3和储水管4进行加热，加热后的热水自下而上地通过每层储水盘套3流向储水管4经循环水泵抽走，从热水导出口5排出用于取暖供热，同时燃烧产生的烟气也随着热流在炉腔内自上而下地运动，运动过程中对储水管4进行加热，对烟气进行余热回收，就本发明的锅炉来讲，在省略烟气的热回收装置的前提下，当烟气经设于最下一层储水盘套3的排烟口7排出时，温度不高于80℃，燃烧后产生的少量废液从设于最下一层储水单元底部中央的排污口8排出。

本发明的锅炉的要点主要包括：

与甲醇燃料性质相匹配的锅炉，省略了炉灰堆存和移除结构；

锅炉采用层叠式设计，占用面积小但供热面积大；

每层排烟烟道有烟气停留空间，烟气的排出行程中可对储水再加温，同时降低了排烟温度；

在顶部热水导出与底部补水的循环中，因为下层储水单元中的水已经得到不同程度的预热，所以循环速度相对较快。

下面通过一组与罐装天然气相比的数据来具体说明本发明的优势：

新燃料的成本为3800元/吨，设供暖时间约为12.5小时/天，在燃烧温度与天然气锅炉保持一致的前提下，那么用新燃料(950元/天)和之前用的灌装天然气(1466元/天)相比，使用成本节省516元/天，按照国家规定，供暖时间为4个月(本年度的11.15～次年的3.15)，按照120天计算，可节省燃料费114030元/年，成本降低了多达35％；

而且当燃料出现遗漏时用水稀释即可，稀释后的燃料不易燃烧极易扑灭，有很强的可控性，可燃但不会发生***，安全性能明显优于天然气，节省了安全因素相关的配套监控环节。

当然，就甲醇燃料而言，也可以以甲醇燃料为基础，添加一定比例的添加剂混合而成特种锅炉燃料。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本发明的进一步理解。显然，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本发明的变化或替换，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，包括基座、储水部和燃烧室，其中：

所述储水部设于所述基座的上方，所述燃烧室设于所述储水部的上方；

所述燃烧室上设有热水导出口，所述储水部的底部设有补水口和排烟口；

所述储水部包括若干层储水单元，若干层所述储水单元连接为模块式结构。

2.根据权利要求1所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，所述储水部还包括水套单元，所述水套单元包括水套一和水套二，所述水套一包覆于所述燃烧室的外侧，所述水套二包覆于储水单元的底部。

3.根据权利要求1所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，相邻的所述储水单元通过套接的方式依次相连接，形成模块式的整体结构。

4.根据权利要求1所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，所述储水单元包括储水盘套和储水管，若干根所述储水管横向置于所述储水盘套内，所述储水管和所述储水盘套相通连。

5.根据权利要求4所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，相邻的所述储水管之间设有缝隙，各层所述储水单元的水套的缝隙形成了燃烧室产生的热气流的通道。

6.根据权利要求4所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，还包括隔板，所述隔板上设有热流孔，所述隔板设于所述储水单元之间，所述的直径与储水盘套的内径相吻合。

7.根据权利要求4所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，设于不同层的所述储水单元的所述储水管交错排列。

8.根据权利要求4所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，所述储水管上还设有导热翼片，所述导热翼片的安装方向与所述储水单元之间的夹角为80～90°。

9.根据权利要求4所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，还包括排污口，所述排污口设于所述水套二的底部，且所述水套二的一端伸出所述水套二，另一端伸入至所述热气流的通道。

10.根据权利要求1所述的使用甲醇燃料的立式模块锅炉，其特征在于，还包括外壳单元，所述外壳单元包括壳体和隔热层，所述壳体包覆于锅炉本体的外侧，所述隔热层设于所述锅炉本体和所述壳体之间。