一种二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器的制造方法
【专利摘要】一种二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器，由汽化器本体（1），换热盘管（2），电加热管（3），气态燃料出口（4），液态燃料进口（5），循环水泵（6），蛇形换热管（7），热电偶（8），下百叶窗挡板（9），上百叶窗挡板（19），中隔墙（10），尾部烟道（11）组成；在锅炉启动期间，采取电加热的形式汽化燃料；在锅炉正常运行期间，采取烟气余热加热的形式汽化燃料，且采取调节烟气冲刷量的方式调节燃料汽化量。本发明克服了传统水浴式汽化器控制性能差、安全性及稳定性低的问题，且具有耗电量小、经济性好、机组热效率高的优点；能安全稳定地为燃烧机供应足量的气态二甲醚，特别适用于大容量二甲醚燃气工业锅炉。
【专利说明】一种二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器
【技术领域】
[0001]本发明属于燃气锅炉的辅机设备及系统，特别涉及一种二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器。
【背景技术】
[0002]二甲醚是近几年发展起来的一种新型清洁燃料，可以从煤炭、生物质等传统燃料大规模转化制取，具有清洁、高效、安全、环保的特点，是世界各主要先进国家争先研究的对象。相关研究证明二甲醚在燃烧过程中无残液、残渣排放，CO及各主要大气污染物排放量均很低；单位体积二甲醚/空气预混气的热值比传统燃气燃料大；燃烧效率高。二甲醚作为燃料，目前主要被应用于汽车、民用灶具等方面，用于替代一部分的柴油和液化石油气。推动二甲醚在工业锅炉领域的应用，对于促进我国的节能环保事业具有重大意义。但是，由于二甲醚在常温常压下处于气态，它通常是被压缩之后储存在液化气钢瓶中，因此，在使用之前需对其进行汽化处理。先进的燃气汽化技术是推广应用二甲醚燃气锅炉的一项关键技术。同时，燃气汽化需吸收大量的汽化潜热，寻找廉价的汽化热源、提高汽化器的经济性也是研发先进汽化技术的一个重要方面。
[0003]目前所公知的汽化器专利技术主要分为两大类:空温式和水浴式。
[0004]空温式汽化技术的原理是以空气作为热源将燃料汽化。其优点在于其热源为廉价的空气，可有效降低机组电耗，提高经济性。其缺点在于:(1)空温式汽化装置的传热温差小，传热系数低、需布置的受热面积较大，导致单台汽化装置的体积及占地面积较大。(2)为增强换热效果而提高空气冲刷速度，会导致风机电耗的增加。(3)随着设备使用时间的增力口，换热面结霜现象愈发严重，导致其汽化性能极大下降。(4)空温式气化装置只适用于为小容量机组供应燃气。
[0005]水浴式汽化技术的原理是以水为热媒介质将燃料汽化，热水一般由电加热产生，如:“二甲醚在工业锅炉的应用及其供气装置”(申请号:201010548844.1)一种二甲醚液化气电热式节能器”(申请号:201120291873.4)。其优点在于传热温差及换热系数大、热媒介质温度均匀、汽化性能稳定，单台机组的体积及占地面积小，适用于为大型燃烧设备供应燃气。其缺点在于热媒介质由电加热产生，经济性不好。以二甲醚为例，汽化1.0吨的液态二甲醚，最小耗电量为114kW.h。虽然也有些水浴式汽化器采用烟气余热作为汽化热源(如:“一种锅炉烟囱余热水箱二甲醚加热装置”(申请号:201120212616.7))，但在锅炉点火期间，因无高温烟气作汽化热源，该类型汽化器无法保证点火所需的足量燃气。同时，在锅炉运行期间，其对汽化量缺乏有效的控制和调节；当水箱内的热水沸腾后，多余的蒸汽通过排空管排向大气，导致经济性降低；长年运行后，若排空管被结垢堵塞，水箱在内部沸水作用下易引起爆炸等事故。因此，该类型汽化器在经济性、安全性、稳定性等方面的性能较差，难以适应二甲醚在大型燃烧装置上的推广应用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述【背景技术】的不足，而提出一种二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器，这种汽化器能有效避免现有水浴式汽化器经济性低、运行不稳定、安全性能差、自动化程度低的问题，能适应二甲醚燃气锅炉的大型化发展，为其安全、稳定地提供足量的气态燃料。
[0007]本发明所涉及的二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器，由汽化器本体、换热盘管、电加热管、循环水泵、蛇形换热管、上百叶窗挡板、下百叶窗挡板、热电偶、尾部烟道及一个中隔墙组成；所述换热盘管、电加热管、热电偶布置在汽化器本体内部；所述尾部烟道的流通截面被中隔墙分为上下两个通道，上通道的进口处安装有上百叶窗挡板，下通道沿烟气流动方向依次安装有下百叶窗挡板和蛇形换热管；所述尾部烟道采用法兰连接的形式与锅炉本体和烟?相连；所述循环水泵、蛇形换热管和汽化器本体的内部空腔组成一个封闭的循环回路，热媒介质水按“汽化器本体一循环水泵一蛇形换热管一汽化器本体”的顺序循环，将烟气余热输送入汽化器本体内，加热汽化燃料。
[0008]本发明的二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器克服了传统水浴式汽化器控制性能差、安全性及稳定性低的问题，且耗电量小、经济性好、机组热效率高；能在不配置燃气储气罐的前提下，安全稳定地为燃烧机供应足量的气态二甲醚，特别适用于大容量二甲醚燃气工业锅炉。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例所述汽化器结构示意图；
[0010]图2为本发明汽化器在二甲醚燃气锅炉系统中的安装示意图；
[0011]上述附图中，I汽化器本体，2换热盘管，3电加热管，4气态燃料出口，5液态燃料进口，6循环水泵，7蛇形换热管，8热电偶，9下百叶窗挡板，19上百叶窗挡板，10中隔墙，11尾部烟道，12 二甲醚储液罐，13A压力表，14燃气减压阀，15过滤器，16燃烧机，17锅炉本体，18烟囱，20B压力表。
【具体实施方式】
[0012]下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0013]实施例
[0014]本实施例为二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器，其结构如图1所示，该汽化器由汽化器本体I，换热盘管2，电加热管3，气态燃料出口 4，液态燃料进口 5，循环水泵6，蛇形换热管7，热电偶8，下百叶窗挡板9，上百叶窗挡板19，中隔墙10，尾部烟道11组成；其中，换热盘管2，电加热管3和热电偶8安装在汽化器本体I内部；气态燃料出口 4、液态燃料进口 5分别与换热盘管2的两端相连，并安装在汽化器本体I的外部；液态燃料流经换热盘管2吸热汽化；循环水泵6、蛇形换热管7和汽化器本体I的内部空腔组成一个封闭的循环回路，热媒介质水按“汽化器本体I —循环水泵6 —蛇形换热管7 —汽化器本体I”的顺序进行循环，将尾部烟道11处的烟气余热输送至汽化器本体I内，用于加热汽化燃料；尾部烟道11的流通截面被中隔墙10分为上下两个通道，上通道的进口处安装有上百叶窗挡板19，下通道沿烟气流动方向依次安装有下百叶窗挡板9和蛇形换热管7 ;尾部烟道11采取法兰连接的形式与锅炉本体17及烟囱18相连。[0015]本发明所述的汽化器在锅炉点火期间，采取电加热作为汽化热源，为燃烧机供应燃气；在锅炉正常运行期间，采取烟气余热加热作为汽化热源，为燃烧机供应燃气。同时，该汽化器采取调节蛇形换热管的烟气冲刷量的方式对热源介质水的温度及产气量进行调节，整个调节过程安全、稳定、可靠。
[0016]本实施例所述的汽化器的工作过程如下:
[0017]在锅炉点火期间，电加热管3单独工作，加热热媒介质水，作为汽化热源；
[0018]锅炉正常运行后，电加热管3断开，循环水泵6、蛇形换热管7、上百叶窗挡板19及下百叶窗挡板9投入运行，加热热媒介质水，作为汽化热源；
[0019]同时，在锅炉运行期间，当锅炉运行工况发生变化后(如锅炉负荷变动)，排烟温度及热媒介质水的温度会随之发生变化，此时，上百叶窗挡板19及下百叶窗挡板9能根据热电偶8所测得的热水温度对其各自的开度进行自动调整，改变冲刷蛇形换热管7的烟气量，以适应锅炉燃气需求量的变化，同时避免多余热量在汽化器本体I内聚集而引起的安全隐患。一般工作条件下，上百叶窗挡板19全开，当热电偶8所测的水温降低时，所述下百叶窗挡板9的开度自动变大，以确保热水温度稳定；若下百叶窗挡板9全开时，热水温度依然不能有效回升，则上百叶窗挡板19的开度变小，增加冲刷蛇形换热管7的烟气量，提升水温；若水温依然不能有效提升，则开启电加热管3，采取“电加热+烟气余热加热”的形式提升水温，产生足量稳定的燃气；反之，当热电偶8所测的水温升高时，系统依次断开电加热管3、增大上百叶窗挡板19的开度、减小下百叶窗挡板9的开度，调节水温。
[0020]本发明汽化器在二甲醚燃气锅炉系统中的安装如图2所示。汽化器布置在尾部烟道处。在锅炉运行期间，二甲醚储液罐12内的液态二甲醚进入汽化器本体I内的换热盘管2，吸热汽化，转换成气态燃料；之后，气态二甲醚经燃气减压阀14降压，并经过滤器15过滤后，被送入燃烧机16进行燃烧，A压力表13用于显示燃气减压前的压力，B压力表20用于显示燃气减压后的压力。
【权利要求】
1.一种二甲醚燃气锅炉用节能高效型汽化器，其特征是该汽化器由汽化器本体(1)，换热盘管(2)，电加热管(3)，气态燃料出口(4)，液态燃料进口(5)，循环水泵(6)，蛇形换热管(7)，热电偶(8)，下百叶窗挡板(9)，上百叶窗挡板(19)，中隔墙(10)，尾部烟道(11)组成；其中，换热盘管(2)，电加热管(3)和热电偶(8)安装在汽化器本体(I)内部；气态燃料出口( 4 )、液态燃料进口( 5 )分别与换热盘管(2 )的两端相连，并安装在汽化器本体(I)的外部；循环水泵(6)、蛇形换热管(7)和汽化器本体(I)的内部空腔组成一个封闭的循环回路，热媒介质水按“汽化器本体(I)—循环水泵(6)—蛇形换热管(7)—汽化器本体(I)”的顺序进行循环，将尾部烟道(11)处的烟气余热输送至汽化器本体(I)内，用于加热汽化燃料；尾部烟道(11)的流通截面被中隔墙(10)分为上下两个通道，上通道的进口处安装有上百叶窗挡板(19)，下通道沿烟气流动方向依次安装有下百叶窗挡板(9)和蛇形换热管(7);尾部烟道(11)采取法兰连接的形式与锅炉本体(17)和烟囱(18)相连。
【文档编号】F23K5/00GK103791513SQ201410003170
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】卢啸风, 亢银虎, 王泉海, 罗光玉, 柳海, 苗闪闪, 宋杨凡, 宋德才 申请人:重庆大学, 四川南溪锅炉有限公司