一种低热损失的气汽发生器供热系统的制作方法

文档序号:10965464阅读:274来源:国知局
一种低热损失的气汽发生器供热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种低热损失的气汽发生器供热系统,涉及供热采暖节能技术领域。该低热损失的气汽发生器供热系统包括燃烧室、混汽室和气液分离器;所述燃烧室内设置有空气喷嘴、天然气喷嘴和点火装置;所述混汽室设置有回水口;所述气液分离器设置有出水口和排气口;所述燃烧室、所述混汽室和所述气液分离器依次连通。本实用新型的低热损失的气汽发生器供热系统,利用燃烧室混合燃烧形成高温气体,通过混汽室将冷却水加热,再使用气液分离器将换热后的热水和热气分离,具有热量采收率高、尾气排放无污染、热损失几乎为零且可模块化制作等优点。
【专利说明】
一种低热损失的气汽发生器供热系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及供热采暖节能技术领域,尤其涉及一种低热损失的气汽发生器供热系统。
【背景技术】
[0002]近年来,随着经济的发展,人们的生活水平普遍得到提高。健康、舒适、节能、环保的生活方式逐渐成为人们的一大追求,也属于国家倡导的生活生产模式。其中,供暖供热工程就是一个明显的例子。
[0003]在我国,目前仍以燃煤锅炉作为供暖热源居多。普遍存在的问题是锅炉结构设计不合理,制造质量参差不齐,辅机设备不协调,锅炉超期服务、老化,可用燃料与设计不符、运行管理不善等,造成了锅炉出力不足、热效率低下、不能满足生活生产要求等。长期使用不仅能源消耗量过大,而且造成了严重的空气污染。
[0004]国内外气汽发生器的实际应用效果表明,该设备不仅在工艺技术上可行,而且还具有较高的经济效益,在航空航天,石油开采等方面得到了广泛的应用。
[0005]然而,该装置一般情况下直接产生的是高温高压的蒸汽和天然气混合物,其温度接近2000°C。所以,现阶段常见的供暖供热设备的生产制作中,气汽发生器还不能直接用于供热系统。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种低热损失的气汽发生器供热系统,以解决现有技术中的供热采暖节能设备存在的锅炉结构设计不合理、热效率低下、能源消耗量过大以及对环境污染严重的问题。
[0007]为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0008]本实用新型提供的一种低热损失的气汽发生器供热系统,包括燃烧室、混汽室和气液分离器;所述燃烧室内设置有空气喷嘴、天然气喷嘴和点火装置;所述混汽室设置有回水口 ;所述气液分离器设置有出水口和排气口 ;所述燃烧室、所述混汽室和所述气液分离器依次连通。
[0009]进一步,所述燃烧室包括一级燃烧室和二级燃烧室;所述空气喷嘴、所述天然气喷嘴和所述点火装置安装于所述一级燃烧室,所述二级燃烧室与所述混汽室连通。该技术方案的技术效果在于:一级燃烧室用于将压缩天然气和压缩空气充分混合,并使用点火装置进行点火燃烧;而二级燃烧室能够将燃烧的高温气体充分燃烧,并形成稳定的高压混合气体,输送到后续的混汽室与冷却水混合。
[0010]进一步,所述气液分离器为旋风式气液分离器,所述出水口位于所述气液分离器的底部,所述排气口位于所述气液分离器的顶部。该技术方案的技术效果在于:由于燃烧后的高温气体将喷淋而出的冷却水部分气化,在旋风式气液分离器中,受到离心力的作用,冷却水受热后顺着气液分离器的侧壁向下流动,故出水口设置在气液分离器的底部,而未充分燃烧的天然气和水蒸气等密度较小的气体在气液分离器中向上涡旋,从位于气液分离器顶部的排气口向外输送。
[0011]进一步,低热损失的气汽发生器供热系统还包括空气预热器,所述空气预热器与所述空气喷嘴连通,用于对空气加热升温。该技术方案的技术效果在于:由于天然气和空气均压缩后输送进一级燃烧室,利用空气预热器对空气进行加热升温后与天然气混合,利于混合气体的点火燃烧,加快了气汽发生器的热能转换。
[0012]进一步,所述排气口贯穿所述空气预热器向外排放。该技术方案的技术效果在于:排气口向外排放的尾气温度很高,为了及时回收尾气的热能,提高节能减排效果,故将高温的尾气通过排气口输送并贯穿空气预热器,能够利用余热增加压缩空气的温度,提高一级燃烧室的燃烧效率。
[0013]进一步,低热损失的气汽发生器供热系统还包括补水装置,所述补水装置用于向所述回水口补充冷却水。该技术方案的技术效果在于:在气汽发生器供热系统的循环回路中,由于温度和密封程度的影响,热水循环量难免有所损失,利用补水装置及时补充回路的冷却水,保证了供热系统的持续运行。需要说明的是,
[0014]进一步,低热损失的气汽发生器供热系统还包括软水装置;所述软水装置设置在所述回水口的上游。该技术方案的技术效果在于:用于补充供热系统的冷却水通常为含有可溶性钙、镁等化合物的硬水,在高温环境中容易产生水垢,进而影响供水回路中管路和容器的强度,妨碍热传导,甚至发生容器爆炸;而利用软水装置对硬水软化后,降低了上述安全隐患。
[0015]本实用新型的有益效果是:利用燃烧室对按照设定比例的压缩天然气和压缩空气点火混合燃烧形成高温气体,通过混汽室将冷却水与高温气体充分接触并换热,再使用气液分离器将换热后的热水和热气分离,其中热水用于循环供热,而热气处理后排放。这样的技术方案和工作流程具有如下优点:
[0016]1、热量采收率高。燃烧室中将混合气体燃烧,使用的是液体火箭发动机高压喷雾原理,燃料在燃烧室内被瞬时点燃,产生温度接近2000 0C的高压、高速混合气体,气体携带的热量高,并且产生的混合汽体积约为纯蒸汽锅炉产生汽量形成体积的1.5倍。高温燃烧的高压气体极大地提高了热量采收率。
[0017]2、尾气排放无污染。由于混合气体中的压缩空气和压缩天然气可按照计算好的配比而混合,故混合气体燃烧比较充分,所产生的尾气大部分为二氧化碳、水蒸气、氮气等,对环境污染小,符合国家颁布的生态环境建设规划要求。
[0018]3、热损失几乎为零。供热系统中的气汽发生器技术成熟,燃烧效率高,在保证隔热、保温条件充足的前提下,能够几乎将热损失降低为零。
[0019]4、模块化。相比于传统的常规锅炉,本系统将燃烧模块和热水循环模块分别设计和组装,实现了模块化处理,能够便捷地将燃烧模块组成一个独立的整体,运输到合适的位置,分别为不同的热水循环供暖系统提供热能。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】的技术方案,下面将对【具体实施方式】描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型提供的低热损失的气汽发生器供热系统的结构示意图。
[0022]附图标记:
[0023]1-一级燃烧室; 2-二级燃烧室; 3-混汽室;
[0024]4-气液分离器;5-空气喷嘴;6-天然气喷嘴;
[0025]7-点火装置;8-回水口;9-出水口;
[0026]10-排气口;11-空气预热器;12-补水装置;
[0027]13-软水装置。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0029]在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031]本实施例提供了一种低热损失的气汽发生器供热系统,其中:图1为本实用新型提供的低热损失的气汽发生器供热系统的结构示意图。如图1所示,低热损失的气汽发生器供热系统的主要结构包括燃烧室、混汽室3和气液分离器4。具体地,燃烧室内设置有空气喷嘴
5、天然气喷嘴6和点火装置7,混汽室3设置有回水口 8,气液分离器4设置有出水口 9和排气口 10。并且,燃烧室、混汽室3和气液分离器4依次连通。
[0032]在现有技术中,居民和工业用供热采暖设备以燃煤锅炉作为供暖热源居多。普遍存在的问题是锅炉结构设计不合理,制造质量参差不齐,辅机设备不协调,锅炉超期服务、老化,可用燃料与设计不符、运行管理不善等,造成了锅炉出力不足、热效率低下、不能满足生活生产要求等。长期使用不仅能源消耗量过大,而且造成了严重的空气污染。
[0033]本实施例的低热损失的气汽发生器供热系统,利用燃烧室对按照设定比例的压缩天然气和压缩空气点火混合燃烧后形成高温气体,通过混汽室3将冷却水与高温气体充分接触并换热,再使用气液分离器4将换热后的热水和热气分离,其中热水用于循环供热,而热气作为尾气处理后排放。本实施例的低热损失的气汽发生器供热系统具有如下若干优占.V.
[0034]1、热量采收率高。燃烧室中将混合气体燃烧,使用的是液体火箭发动机高压喷雾原理,燃料在燃烧室内被瞬时点燃,产生温度接近2000 0C的高压、高速混合气体,气体携带的热量高,并且产生的混合汽体积约为纯蒸汽锅炉产生汽量形成体积的1.5倍。高温燃烧的高压气体极大地提高了热量采收率。
[0035]2、尾气排放无污染。由于混合气体中的压缩空气和压缩天然气可按照计算好的配比而混合,故混合气体燃烧比较充分,所产生的尾气大部分为二氧化碳、水蒸气、氮气等,对环境污染小,符合国家颁布的生态环境建设规划要求。
[0036]3、热损失几乎为零。供热系统中的气汽发生器技术成熟,燃烧效率高,在保证隔热、保温条件充足的前提下,能够几乎将热损失降低为零。
[0037]4、模块化。相比于传统的常规锅炉,本系统将燃烧模块和热水循环模块分别设计和组装,实现了模块化处理,能够便捷地将燃烧模块组成一个独立的整体,运输到合适的位置,分别为不同的热水循环供暖系统提供热能。
[0038]需要说明的是,燃烧室前的压缩天然气管路和压缩空气管路中,还设置有流量计,并由计算机监测和控制压缩天然气、压缩空气的流速,以保证天然气和空气的合适配比。
[0039]在本实施例的可选方案中,如图1所示,进一步地,燃烧室包括一级燃烧室I和二级燃烧室2。具体地,空气喷嘴5、天然气喷嘴6和点火装置7安装于一级燃烧室I内,二级燃烧室2与混汽室3连通。在本实施例中,一级燃烧室I用于将压缩天然气和压缩空气充分混合,并使用点火装置7进行点火燃烧;而二级燃烧室2能够将燃烧的高温气体充分燃烧,并形成稳定的高压混合气体,输送到后续的混汽室3与冷却水混合换热。
[0040]需要说明的是,一级燃烧室I和二级燃烧室2的内表面,由于高温气体环流的隔离和冲刷的作用,烟气不能在内壁表面上沉积,故内壁保持洁净,不被烧蚀;而一级燃烧室I和二级燃烧室2的外表面需要覆盖保温材料,保持壁温基本恒定,降低热能损失,且延长燃烧室的使用寿命。
[0041 ]在本实施例的可选方案中,如图1所示,优选地,气液分离器4为旋风式气液分离器4,出水口9位于气液分离器4的底部,排气口 10位于气液分离器4的顶部。在本实施例中,由于燃烧后的高温气体将喷淋而出的冷却水部分气化,并对冷却水充分加热,在旋风式气液分离器4中,受到离心力的作用,冷却水受热后顺着气液分离器4的侧壁向下流动,故出水口9设置在气液分离器4的底部,将热水输送到用户端的热水循环回路。而未充分燃烧的天然气和水蒸气等密度较小的气体在气液分离器4中向上涡旋,从位于气液分离器4顶部的排气口 10向外排放。
[0042]需要说明的是,
[0043]1、出水口9与热水循环回路的连接位置设置有增压栗,用以给热水加压,保证热水供应畅通。
[0044]2、排气口 10向外排放尾气的位置设置有抽气机,能够按照所需的速度将尾气及时排放。
[0045]3、在混汽室3和气液分离器4之间,还设置有温控仪,对热水的温度进行实时监测,当热水温度达到设定值时,才控制将热水输送到气液分离器4。
[0046]在本实施例的可选方案中,如图1所示,进一步地,低热损失的气汽发生器供热系统还包括空气预热器11,空气预热器11与空气喷嘴5连通,用于对空气加热升温。在本实施例中,由于天然气和空气均压缩后输送进一级燃烧室I,利用空气预热器11对空气进行加热升温后与天然气混合,利于混合气体的点火燃烧,加快了气汽发生器的热能转换。
[0047]在本实施例的可选方案中,如图1所示,进一步地,排气口10贯穿空气预热器11向外排放。在本实施例中,排气口 10向外排放的尾气温度很高,为了及时回收尾气的热能,提高节能减排效果,故将高温的尾气通过排气口 10输送并贯穿空气预热器11,以利用尾气的余热增加压缩空气的温度,提高一级燃烧室I的燃烧效率。
[0048]在本实施例的可选方案中,如图1所示,进一步地,低热损失的气汽发生器供热系统还包括补水装置12,补水装置12用于向回水口 8补充冷却水。在本实施例中,气汽发生器供热系统的循环回路中,由于温度和管路密封程度的影响,热水循环量难免有所损失,利用补水装置12及时补充回路的冷却水,保证了供热系统的持续运行。
[0049]在本实施例的可选方案中,如图1所示,进一步地,低热损失的气汽发生器供热系统还包括软水装置13,软水装置13设置在回水口8的上游。在本实施例中,用于补充供热系统的冷却水通常为含有可溶性钙、镁等化合物的硬水,在高温环境中容易产生水垢,进而影响供水回路中管路和容器的强度,妨碍热传导,甚至发生容器爆炸。而设置软水装置13对硬水软化后,降低了上述安全隐患。
[0050]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,包括燃烧室、混汽室和气液分离器;所述燃烧室内设置有空气喷嘴、天然气喷嘴和点火装置;所述混汽室设置有回水口;所述气液分离器设置有出水口和排气口 ; 所述燃烧室、所述混汽室和所述气液分离器依次连通。2.根据权利要求1所述的低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,所述燃烧室包括一级燃烧室和二级燃烧室;所述空气喷嘴、所述天然气喷嘴和所述点火装置安装于所述一级燃烧室,所述二级燃烧室与所述混汽室连通。3.根据权利要求1所述的低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,所述气液分离器为旋风式气液分离器,所述出水口位于所述气液分离器的底部,所述排气口位于所述气液分离器的顶部。4.根据权利要求3所述的低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,还包括空气预热器,所述空气预热器与所述空气喷嘴连通,用于对空气加热升温。5.根据权利要求4所述的低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,所述排气口贯穿所述空气预热器向外排放。6.根据权利要求1?5任一项所述的低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,还包括补水装置,所述补水装置用于向所述回水口补充冷却水。7.根据权利要求1?5任一项所述的低热损失的气汽发生器供热系统,其特征在于,还包括软水装置;所述软水装置设置在所述回水口的上游。
【文档编号】F23C6/00GK205655274SQ201620394464
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月5日 公开号201620394464.X, CN 201620394464, CN 205655274 U, CN 205655274U, CN-U-205655274, CN201620394464, CN201620394464.X, CN205655274 U, CN205655274U
【发明人】符永正, 余贞贞, 徐梦宇, 鲁芬豹
【申请人】武汉科技大学
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