CN107062175A - 节能环保锅炉***及废气循环利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能环保锅炉***，属于锅炉改装技术领域，在炉体包括进水口、加热区、蒸汽区和废气输出口；废气利用装置包括加热筒体、集气腔室和集气腔室与排气装置的导热管，在加热筒体上设置有输入常温水至加热腔室内的进水导管和输出高温水置炉体加热区的出水管，出水管与炉体的进水口相连；通过炉体产生的高温废气经导热管对加热腔室内的常温水加热，加热后的高温水再输入炉体内来形成一利用高温废气对水加热后再利用于炉体的循环***。本发明具有环保、节能、加热效果好等效果。
Description
技术领域
本发明属于锅炉改装技术领域，更具体地说，它涉及一种应用于燃料为煤、天然气、有机生物质的蒸汽锅炉。
背景技术
蒸汽指的是把水加热到一定参数并生产高温蒸汽的工业锅炉，水在锅筒中受热变成蒸气，生物质锅炉燃煤锅炉蒸汽锅炉火在炉膛中发出热量，就是蒸气锅炉的原理。蒸汽锅炉属于特种设备，蒸汽锅炉按照燃料（电、油、煤、气）可以分为电蒸汽锅炉、燃油蒸汽锅炉、燃气蒸汽锅炉三种。
而主要针对燃料为油、煤、气的三种蒸汽锅炉，其存在以下的不足，1、在消耗了大量的燃料以及能源时，产出了大量热能，但这些大量的热能，极大一部分随着废气被排放至空气中，导致了能量的损耗，及燃料的不必要浪费，且针对这些不可再生资源来说会进一步导致资源的浪费；2、针对煤为燃料的蒸汽锅炉，在煤燃烧后会产生大量的具有高污染的废气及灰尘造成环境污染；3、针对油和气为燃料的蒸汽锅炉，其燃烧会造成高污染的废气，4、蒸汽锅炉在加热常温水时所消耗的燃料量大，且把常温水冲15-20度的温度加温至105度以上并产生汽化，所需要的时间长；5、高温废气的排放，尤其在夏天的排放会对大气温度和环境温度造成影响，进而破坏生态平衡。
同时，近年，由于低碳环保的呼声愈来愈高涨，人们对自身社会活动所产生的碳排放量也越发重视。低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。因此，在各个领域都相继产生了“低碳”理念、“低碳”生活、“低碳”产品和服务等等。毋庸置疑，在锅炉行业也需要节能环保。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种节能环保、热利用率高的废气热循环利用的节能环保锅炉***。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种节能环保锅炉***，包括炉体（300）和废气利用装置，所述的炉体（300）包括进水口、加热区（301）、蒸汽区（302）和废气输出口；所述的废气利用装置包括排气装置、设置有加热腔室的加热筒体（100）、置于加热筒体（100）上并收集高温废气的集气腔室（200）和置于加热腔室内并连通集气腔室（200）与排气装置的导热管（101），集气腔室（200）与炉体（300）的废气输出口连接，在加热筒体（100）上设置有输入常温水至加热腔室内的进水导管（701）和输出高温水置至炉体（300）加热区（301）的出水管（500），出水管（500）与炉体（300）的进水口相连；通过炉体（300）产生的高温废气经导热管（101）对加热腔室内的常温水加热，加热后的高温水再输入炉体（300）内来形成一利用高温废气对水加热后再利用炉体（300）的循环***。
针对上述的技术方案做进一步的完善：所述的集气腔室（200）置于加热筒体（100）的顶端，所述的排气装置置于加热筒体（100）的底部，所述的导热管（101）为多根且竖直方向均匀的置于加热腔体内，所述的排气装置包括排气集中腔体（400）、排气管（600）和引风机（601），所述的出水管（500）上设置有多级泵（501）。
进一步的：所述的排气装置上设置有废气过滤装置，所述的排气装置上设置有除污口（401）。
进一步的：所述的进水导管（701）连接有一水池（700），所述的加热筒体（100）的靠近顶端处设置有出水导管（702），出水导管（702）与水池（700）连接。
同时，为了保证上述节能环保锅炉的能量高利用率和环保的效果，本发明同时公开了加热效果快、环保且节能的锅炉废气循环利用方法，其具体步骤如下：
1）、集中高温废气：锅炉在加热区（301）中需要燃料燃烧进行加热，而加热过程中产生的废气经过导管引入集气腔室（200）内；
2）、废气利用：集气腔室（200）内的高温废气通过导热管（101）向下运动，由于导热管（101）淹没在水中，在高温废气向下运动时对常温水进行加热，经过导热管（101）后的废气经过排风装置排出；
3）、高温水再利用：通过多级泵（501）使高温水引入炉体（300）的加热区（301）内，通过炉内的自带加热***对高温水进行二次加热并使其汽化，汽化的水蒸气进入蒸汽区（302）进行使用。
针对上述的技术方案做进一步的设计：在步骤1）中的初始高温废气温度120-160度，在步骤2）中，排出的废气温度为30-40度，在步骤3）中的高温水温度在70-90度。
针对上述的技术方案做进一步的设计：在步骤2）常温水加热的过程为：当常温水通过进水导管（701）进入加热筒体（100）内时，通过集气腔体的底部进行初次加热，同时，由于多级泵（501）在底端排水进入炉体（300），经过初次加热的水随着多级泵（501）排水的过程中向底部流动，而在流动的过程中通过导热管（101）进行二次加热直至排入炉体（300）内。
进一步：在步骤3）中的高温水和排出废气的温度由导热管（101）的长度、数量及筒体的直径决定。
通过采用上述节能环保锅炉及废气循环利用方法技术方案，本发明具有以下优点：1、通过热回收利用实现高温废气热能的回收且对常温水加温后再反馈至锅炉来实现节能的目的；2、降低废气温度，减少对周边环境的影响；3、过滤装置的设计实现了对废气及灰尘的过滤，进而减少了对环境的影响达到环保的目的；4、锅炉只需要对高温水进行二次加温就可以高效的得到105度的蒸汽，提高了锅炉的工作效率。
附图说明
图1为本发明一种节能环保锅炉***的结构示意图。
图2为图1中A-A的剖视示意图。
图3为本发明中集气腔室与加热筒体的配合结构示意图。
图4为本发明导热管中灰尘颗粒的运动示意图。
图5为本发明中常温水到高温水的温度变化数据图。
图6为本发明中废气随着导热管运动时的温度变化数据图。
图中附图标记为：100-加热筒体，101-导热管，200-集气腔室，201-底部板，300-炉体，301-加热区，302-蒸汽区，303-废气输送管，400-排气集中腔体，401-除污口，500-出水管，501-多级泵，600-排气管，601-引风机，700-水池，701-进水导管，702-出水导管，800-烟囱，900-灰尘颗粒。
具体实施方式
参照图1-3对本发明一种节能环保锅炉***的结构做以下说明：
本发明中所涉及的位置方向关系为：加热筒体100的顶端为加热筒体100向上的顶部，进水导管701和出水导管702设置在加热筒体100的靠近顶端处，该顶端处为靠近集气腔室200的位置，具体可参考图1。
一种节能环保锅炉***，包括炉体300和废气利用装置，炉体300包括进水口、加热区301、蒸汽区302和废气输出口；废气利用装置包括排气装置、设置有加热腔室的加热筒体100、置于加热筒体100上并收集高温废气的集气腔室200和置于加热腔室内并连通集气腔室200与排气装置的导热管101，集气腔室200与炉体300的废气输出口连接，在实施中通过废气输送管303来连接，在加热筒体100上设置有输入常温水至加热腔室内的进水导管701和输出高温水置炉体300加热区301的出水管500，出水管500与炉体300的进水口相连；通过炉体300产生的高温废气经导热管101对加热腔室内的常温水加热，加热后的高温水再输入炉体300内来形成一利用高温废气对水加热后再利用炉体300的循环***。
集气腔室200置于加热筒体100的顶端，所述的排气装置置于加热筒体100的底部，所述的导热管101为多根且竖直方向均匀的置于加热腔体内，所述的排气装置包括排气集中腔体400、排气管600和引风机601，通过引风机601使废气经过排气管600进入烟囱800排出，所述的出水管500上设置有多级泵501，排气装置上设置有废气过滤装置，所述的排气装置上设置有除污口401，进水导管701连接有一水池700，所述的加热筒体100的靠近顶端处设置有出水导管702，出水导管702与水池700连接，该出水导管702作用为当加热腔室内的水量超过一定的高度后，多余的水量通过出水导管702回流致水池700内，在设计时，优选的位置为略高于进水导管701的高度，即比进水导管701更靠近集气腔室200，这样就能实现自然溢出无需任何辅助泵等设备。
针对上述的结构，本发明根据不同的燃料做不同的实施例：
实施例一：针对燃料为煤，导热管101数量为80根，导热管101长度为4米。
根据燃料为煤，本实施例的过滤装置为置于导热管101底部的灰尘收集槽和置于排气管600的过滤布，在工作中，高温的灰尘颗粒900在高温的废气中会被热流带着漂浮，参考图4在导热管101中，导热管101对废气温度和灰尘颗粒900降温后，由于导热管101是竖直方向设计的，灰尘颗粒900就会沿着导热管101下降至底端并掉入灰尘收集槽内，在灰尘收集槽的灰尘收集到一定量后，通过除污口401处理掉，同时，通过过滤布对废气进行过滤，进而保证排出废气的灰尘颗粒900和有害物质。
实施例二，针对燃料为天然气或有机生物质，导热管101数量为80根，导热管101长度为4米。
本实施例的过滤装置为置于排气管600的过滤布，在工作中，有害物质在通过过滤布时进行过滤。
同时，为了保证上述节能环保锅炉的能量高利用率和环保的效果，本发明同时公开了加热效果快、环保且节能的锅炉废气循环利用方法，其具体步骤如下：
1）、集中高温废气：锅炉在加热区301中需要燃料燃烧进行加热，而加热过程中产生的废气经过导管引入集气腔室200内；
2）、废气利用：集气腔室200内的高温废气通过导热管101向下运动，由于导热管101淹没在水中，在高温废气向下运动时对常温水进行加热，经过导热管101后的废气经过排风装置排出；
3）、高温水再利用：通过多级泵501使高温水引入炉体300的加热区301内，通过炉内的自带加热***对高温水进行二次加热并使其汽化，汽化的水蒸气进入蒸汽区302进行使用。
在步骤1）中的初始高温废气温度120-160度，在步骤2中，排出的废气温度为30-40度，在步骤3中的高温水温度在70-90度。
在步骤2）常温水加热的过程为：当常温水通过进水导管701进入加热筒体100内时，通过集气腔体的底部进行初次加热，同时，由于多级泵501在底端排水进入炉体300，经过初次加热的水随着多级泵501排水的过程中向底部流动，而在流动的过程中通过导热管101进行二次加热直至排入炉体300内。
在步骤3）中的高温水和排出废气的温度由导热管101的长度、数量及筒体的直径决定。
在导热管101数量为80根，导热管101长度为4米的情况下，根据多次实际使用中测得的数据，得到表格一：普通锅炉与使用废气热循环利用装置后的锅炉产生的蒸汽量对比表：
| 燃料 | 燃料用量 | 普通锅炉的蒸汽量 | 本发明的蒸汽量 |
| 天然气 | 90立方 | 1吨 | 1.125吨 |
| 生物质 | 1吨 | 4吨 | 5吨 |
| 煤 | 1吨 | 5吨 | 7吨 |
因此，具有废气热循环利用装置的锅炉可以在相同的燃料用量下，产生更多的蒸汽量，提高热利用率，实现节能。
同时，在选用燃料为天然气，导热管101数量为120根，导热管101长度为5米的本发明设备及其方法做以下测试：
参考图5，在测试中，发现常温水在导热管101在0-15cm的距离内，其温度是迅速提高，分析原因为，集气腔室200的底部板201在高温废水的加热下具有高温，而进水导管701设置在加热筒体100的顶端，其常温水在进入加热腔室时被底部板201快速加热，同时，参考图6，高温废气也被极速降温。但是在检测中发现，在导热管101超过435cm后，其高温水有降温的趋势，由于高温废气被降温后已经低于高温水的温度，而水流在下移过程中会产生散热和对外导热的现在，故产生了温度下降的现象。
综上表格一、图5和图6的数据显示，本发明的实施通过废气回收利用后具有减少燃料的损耗的功能，同时具有有效的降低废气温度和有害物质的排放，其有助于环境的保护和有利于本发明产品的推广和普及。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种节能环保锅炉***，其特征在于，包括炉体（300）和废气利用装置，
所述的炉体（300）包括进水口、加热区（301）、蒸汽区（302）和废气输出口；
所述的废气利用装置包括排气装置、设置有加热腔室的加热筒体（100）、置于加热筒体（100）上并收集高温废气的集气腔室（200）和置于加热腔室内并连通集气腔室（200）与排气装置的导热管（101），集气腔室（200）与炉体（300）的废气输出口连接，在加热筒体（100）上设置有输入常温水至加热腔室内的进水导管（701）和输出高温水至炉体（300）加热区（301）的出水管（500），出水管（500）与炉体（300）的进水口相连；
通过炉体（300）产生的高温废气经导热管（101）对加热腔室内的常温水加热，加热后的高温水再输入炉体（300）内来形成一利用高温废气对水加热后再利用于炉体（300）的循环***。
2.根据权利要求1所述的节能环保锅炉***，其特征在于，所述的集气腔室（200）置于加热筒体（100）的顶端，所述的排气装置置于加热筒体（100）的底部，所述的导热管（101）为多根且竖直方向均匀的置于加热腔体内。
3.根据权利要求2所述的节能环保锅炉***，其特征在于，所述的排气装置包括排气集中腔体（400）、排气管（600）和引风机（601），所述的出水管（500）上设置有多级泵（501）。
4.根据权利要求1或3所述的节能环保锅炉***，其特征在于，所述的排气装置上设置有废气过滤装置。
5.根据权利要求1或4所述的节能环保锅炉***，其特征在于，所述的排气装置上设置有除污口（401）。
6.根据权利要求1所述的废气利用装置，其特征在于，所述的进水导管（701）连接有一水池（700），所述的加热筒体（100）的靠近顶端处设置有出水导管（702），出水导管（702）与水池（700）连接。
7.一种适用上述节能环保锅炉***的废气循环利用方法，其具体步骤如下：
1）、集中高温废气：锅炉在加热区（301）中需要燃料燃烧进行加热，而加热过程中产生的废气经过导管引入集气腔室（200）内；
2）、废气利用：集气腔室（200）内的高温废气通过导热管（101）向下运动，由于导热管（101）淹没在水中，在高温废气向下运动时对常温水进行加热，经过导热管（101）后的废气经过排风装置排出；
3）、高温水再利用：通过多级泵（501）使高温水引入炉体（300）的加热区（301）内，通过炉内的自带加热***对高温水进行二次加热并使其汽化，汽化的水蒸气进入蒸汽区（302）进行使用。
8.根据权利要求7所述锅炉***的废气循环利用方法，其特征在于，在步骤1）中的初始高温废气温度120-160度，在步骤2）中，排出的废气温度为30-40度，在步骤3）中的高温水温度在70-90度。
9.根据权利要求7所述的所述锅炉***的废气循环利用方法，其特征在于，在步骤2）常温水加热的过程为：当常温水通过进水导管（701）进入加热筒体（100）内时，通过集气腔体的底部进行初次加热，同时，由于多级泵（501）在底端排水进入炉体（300），经过初次加热的水随着多级泵（501）排水的过程中向底部流动，而在流动的过程中通过导热管（101）进行二次加热直至排入炉体（300）内。
10.根据权利要求8所述锅炉***的废气循环利用方法，其特征在于，在步骤3）中的高温水和排出废气的温度由导热管（101）的长度、数量及筒体的直径决定。
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