专利名称：燃氢气有机热载体锅炉系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉系统，具体涉及一种燃氢气有机热载体锅炉系统。
背景技术：
目前，工业生产中都需要使用大量的供热设备，这些供热设备是通过一种载热介质进行热量传递，传统的载热介质一般为水或蒸汽，而导热油由于具有抗热裂化和化学氧化的性能、加热均勻、传热效果好、散热快、热稳定性高的特点，以导热油作为供热设备的载热介质，与其它载热介质相比，它能在较低压力下产生较高温度，且为循环使用，因此使用更为安全、节能。一直来，在氯碱等化工行业，对生产过程中产生的副产品氢气，很多企业未加完全利用，大量氢气被排空，既造成资源浪费，又存在着严重的安全隐患。氢气是一种清洁高效的可燃气体，至今很少作为锅炉燃料使用，尤其在有机热载体锅炉上使用，是因为氢气同时又是一种极易爆炸的危险气体，它是可燃气体中着火浓度极限(又称爆炸极限)最宽的气体，着火浓度极限越宽，使用危险性越大。因此，以氢气为燃料的有机热载体锅炉系统与常规气体燃料的锅炉有完全不同的要求。
发明内容本实用新型的目的是为充分利用资源，消除安全隐患，提供一种高效环保的燃氢气有机热载体锅炉系统。为此，本实用新型采用的技术方案是燃氢气有机热载体锅炉系统，包括带有支架的炉体，炉体顶部与烟囱相连，底部设有燃烧装置；其特征在于所述炉体由外护板、耐火保温层和内护板依次包覆而成，包括对流室和燃烧室；对流室置于烟 下方，与烟 相通， 腔内设有若干组蛇形管片；燃烧室置于对流室下方，与对流室相通，腔内设有呈螺旋状的盘管；所述炉体上还设有盘管进口集箱和对流受热面进、出口集箱，所述盘管的一端与盘管进口集箱相连通，另一端通过引导管与对流受热面进口集箱相连通；所述若干组蛇形管片的一端与对流受热面进口集箱相连通，另一端与对流受热面出口集箱相连通；它还包括氢气预处理系统和自动控制系统，氢气预处理系统与燃烧装置相连。进一步地，所述炉体的外侧设有扶梯，炉体上与对流室、燃烧室相对应的位置上还设有防爆门、检查门、看火孔以及自控测量检测孔。再进一步地，所述蛇形管片为齿形翅片管。本实用新型还可采用以下更进一步的技术方案所述氢气预处理系统由过滤器、 密封槽和多级冷却器组成；冷却器由壳体和在竖直方向上平行排列有若干根导气管组成， 壳体上连接有冷却进水管、冷却出水管、第一疏水管和排放管，并通过排放管与密封槽相连海级冷却器间均由冷却串联管相连，从而形成串联路径，其中串联路径首端的冷却器与氢气输入管相连，串联路径末端的冷却器通过连接管与过滤器相连；过滤器内设有滤网，过滤器的一端通过输气管与燃烧装置相连，其另一端通过第二疏水管与密封槽相连；所述密封槽上设有氢气回收管，氢气回收管与串联路径首端的冷却器相连。所述燃烧装置包括机壳、火焰管、风管和燃气主管，燃气主管与风管及火焰管同轴设于机壳上；风管与火焰管的端部通过锥形筒相连，火焰管的端部内设有呈杯状的稳焰盘； 所述燃气主管靠近稳焰盘处，设有若干股沿稳焰盘外侧圆周均勻分布的燃气喷管；燃气喷管的喷头向上伸入稳焰盘内侧，与点火变压器及伸入稳焰盘内侧的点火枪相配合。进一步地，所述燃烧装置还包括燃气进气口和伺服电机，燃气进气口上设有阻火器和燃气调节阀；伺服电机通过伺服传动装置与进风口组件相连接。更进一步地，所述燃烧装置的机壳上还设有火焰检测器及观火孔。本实用新型所述的冷却器通过壳体与竖直方向上平行排列有若干根导气管，从而形成管壳式换热器结构，其管程内为氢气流程，壳程内为冷却介质流程，冷却介质一般采用低温水；在工作时，低温水经冷却进水管进入壳程内，氢气经与串联路径首端的冷却器相连的氢气输入管进入管程内，此时氢气受低温水的作用开始降温脱水；在完成一级冷却器的流程后，经冷却串联管，进入下一级冷却器继续进行降温脱水；在完成多级冷却器的流程后，经连接管送入过滤器内，通过氢气中的水份及固体杂质在滤网作用下被过滤，最后经输气管送入燃烧装置；氢气由燃烧装置的燃气进气口经燃气主管被送至燃气喷管，通过与点火变压器及点火枪相配合，被点燃；被点燃后的火焰大小可通过燃气调节阀进行调节，也可由与伺服电机通相连接的进风口组件进行调节。燃烧装置在氢气被点燃后，产生大量的高温烟气，这些高温烟气依次流经燃烧室、 对流室，由烟 排入大气。此时，导热油由盘管进口集箱，在盘管内螺旋上升进行换热后，在燃烧室上部通过引导管引进对流受热面进口集箱，再经过若干组蛇形管片式对流受热面， 由对流室上部的对流受热面出口集箱引出后，被送至用热设备。本实用新型所采用的传热介质不仅限于导热油，还可为其他有机载热体。本实用新型的有益效果是采用氢气作为燃料，更加符合节能环保的要求，还具有加热效果好、加热速度快的特点，既降低了生产成本，还提高了企业的经济效益。而且，在氢气预处理系统中通过多级氢气冷却器及过滤器使化工生产中所产出来的以氢气为主要成份的气体在进入燃烧装置前，经过降温脱水和过滤杂质使其氢气纯度达到99%以上，防止锅炉在燃烧过程中发生熄火故障，提高了锅炉使用的安全性及可靠性。同时，燃烧装置采用多股扩散燃烧方式，可有效防止回火，提高了氢气燃烧稳定性和可靠性；并在燃烧过程中能通过机壳上还设有火焰检测器及观火孔，进行有效的监测。此外，炉体采用内、外防护板整体包覆，内、外防护板间设有耐火保温层，使护体的密封性能更好，抗爆强度更高；还有防爆门的设置，使设备更为安全可靠；检查门、看火孔以及自控测量检测孔的设置，也更便于工作人员对设备进行观察、检查或维修。
图1为锅炉结构示意图。图2为锅炉内部结构示意图。图3为氢气预处理系统示意图。图4为燃烧装置内部结构示意图。图5为燃烧装置仰视图。[0024]具体实施方式
以下结合附图实施对本实用新型做进一部的详细描述.参见附图，包括带有支架1的炉体，炉体顶部与烟囱5相连，底部设有燃烧装置2 ； 所述炉体由外护板13、耐火保温层12和内护板11依次包覆而成，包括对流室4和燃烧室3 ； 对流室4置于烟囱5下方，与烟囱5相通，腔内设有若干组由齿形翅片管构成蛇形管片14 ； 燃烧室3置于对流室4下方，与对流室4相通，腔内设有呈螺旋状的盘管10 ；所述炉体上还设有盘管进口集箱6和对流受热面进、出口集箱8、9，所述盘管进口集箱6设于燃烧室3下部，与盘管10的一端相连通；盘管10的另一端通过引导管7与燃烧室3上部的对流受热面进口集箱8相连通；对流受热面进口集箱8与若干组蛇形管片14的一端相连通，若干组蛇形管片14另一端与对流室4上部的对流受热面出口集箱9相连通。所述炉体的外侧设有扶梯，炉体上与对流室4、燃烧室3相对应的位置上还设有防爆门、检查门、看火孔以及自控测量检测孔。本实施例还包括氢气预处理系统和自动控制系统，氢气预处理系统与燃烧装置2 相连。所述氢气预处理系统由过滤器16、密封槽17和多级冷却器15组成；冷却器15由壳体沈和在竖直方向上平行排列有若干根导气管27组成，壳体沈上连接有冷却进水管 19、冷却出水管18、第一疏水管25和排放管24，并通过排放管M与密封槽相连；每级冷却器15间均由冷却串联管观相连，从而形成串联路径，其中串联路径首端的冷却器与氢气输入管20相连，串联路径末端的冷却器通过连接管四与过滤器16相连；过滤器16内设有滤网33，过滤器16的一端通过输气管34与燃烧装置2相连，其另一端通过第二疏水管31与密封槽17相连；所述密封槽17上设有氢气回收管M，氢气回收管M与串联路径首端的冷却器15相连。所述燃烧装置2包括机壳47、火焰管42、风管51和燃气主管45，机壳上还设有火焰检测器37及观火孔39，燃气主管45与风管51及火焰管42同轴设于机壳47上；风管51 与火焰管42的端部通过锥形筒50相连，火焰管42的端部内设有呈杯状的稳焰盘42 ；所述燃气主管45靠近稳焰盘42处，设有若干股沿稳焰盘42外侧圆周均勻分布的燃气喷管44 ； 燃气喷管44的喷头向上伸入稳焰盘42内侧，与点火变压器35及伸入稳焰盘内侧的点火枪 38相配合。 所述燃烧装置2还包括燃气进气口和伺服电机49，燃气进气口上设有阻火器40和燃气调节阀41 ；伺服电机49通过伺服传动装置48与进风口组件46相连接。 本实用新型所述的冷却器15通过壳体沈与竖直方向上平行排列有若干根导气管 27，从而形成管壳式换热器结构，其管程内为氢气流程，壳程内为冷却介质流程，冷却介质一般采用低温水；在工作时，低温水经冷却进水管19进入壳程内，氢气经与串联路径首端的冷却器15相连的氢气输入管20进入管程内，此时氢气受低温水的作用开始降温脱水；在完成一级冷却器的流程后，经冷却串联管洲，进入下一级冷却器继续进行降温脱水；在完成多级冷却器的流程后，经连接管四送入过滤器16内，通过氢气中的水份及固体杂质在滤网33作用下被过滤，最后经输气管34送入燃烧装置2 ；氢气由燃烧装置2的燃气进气口经燃气主管45被送至燃气喷管44，通过与点火变压器35及点火枪38相配合，被点燃；被点燃后的火焰大小可通过燃气调节阀41进行调节，也可由与伺服电机通相连接的进风口组件46进行调节。燃烧装置2在氢气被点燃后，产生大量的高温烟气，这些高温烟气依次流经燃烧室3、对流室4，由烟囱5排入大气。此时，导热油由盘管进口集箱6，在盘管10内螺旋上升进行换热后，在燃烧室3上部通过引导管7引进对流受热面进口集箱8，再经过若干组蛇形管片14组成的对流受热面，由对流室4上部的对流受热面出口集箱9引出后，被送至用热设备。本实用新型所采用的传热介质不仅限于导热油，还可为其他有机载热体。
权利要求1.燃氢气有机热载体锅炉系统，包括带有支架的炉体，炉体顶部与烟囱相连，底部设有燃烧装置；其特征在于所述炉体由外护板、耐火保温层和内护板依次包覆而成，包括对流室和燃烧室；对流室置于烟 下方，与烟 相通，腔内设有若干组蛇形管片；燃烧室置于对流室下方，与对流室相通，腔内设有呈螺旋状的盘管；所述炉体上还设有盘管进口集箱和对流受热面进、出口集箱，所述盘管的一端与盘管进口集箱相连通，另一端通过引导管与对流受热面进口集箱相连通；所述若干组蛇形管片的一端与对流受热面进口集箱相连通，另一端与对流受热面出口集箱相连通；它还包括氢气预处理系统和自动控制系统，氢气预处理系统与燃烧装置相连。
2.如权利要求1所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述氢气预处理系统由过滤器、密封槽和多级冷却器组成；冷却器由壳体和在竖直方向上平行排列有若干根导气管组成，壳体上连接有冷却进水管、冷却出水管、第一疏水管和排放管，并通过排放管与密封槽相连；每级冷却器间均由冷却串联管相连，从而形成串联路径，其中串联路径首端的冷却器与氢气输入管相连，串联路径末端的冷却器通过连接管与过滤器相连；过滤器内设有滤网，过滤器的一端通过输气管与燃烧装置相连，其另一端通过第二疏水管与密封槽相连；所述密封槽上设有氢气回收管，氢气回收管与串联路径首端的冷却器相连。
3.如权利要求1所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述燃烧装置包括机壳、火焰管、风管和燃气主管，燃气主管与风管及火焰管同轴设于机壳上；风管与火焰管的端部通过锥形筒相连，火焰管的端部内设有呈杯状的稳焰盘；所述燃气主管靠近稳焰盘处，设有若干股沿稳焰盘外侧圆周均勻分布的燃气喷管；燃气喷管的喷头向上伸入稳焰盘内侧，与点火变压器及伸入稳焰盘内侧的点火枪相配合。
4.如权利要求3所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述燃烧装置还包括燃气进气口和伺服电机，燃气进气口上设有阻火器和燃气调节阀；伺服电机通过伺服传动装置与进风口组件相连接。
5.如权利要求3或4所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述燃烧装置的机壳上还设有火焰检测器及观火孔。
6.如权利要求1所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述炉体的外侧设有扶梯，炉体上与对流室、燃烧室相对应的位置上还设有防爆门、检查门、看火孔以及自控测量检测孔。
7.如权利要求1所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述蛇形管片为齿形翅片管。
8.如权利要求1所述的燃氢气有机热载体锅炉系统，其特征在于所述蛇形管片为齿形翅片管。
专利摘要本实用新型公开了一种燃氢气有机热载体锅炉系统包括带有支架的炉体、燃烧装置、氢气预处理系统和自动控制系统，燃烧装置设于炉体底部，氢气预处理系统与燃烧装置相连；所述氢气预处理系统由过滤器、密封槽和多级冷却器组成，冷却器为管壳式换热器结构，氢气通过氢气预处理系统处理纯度可达到99%以上，能防止锅炉在燃烧过程中发生熄火故障，提高了锅炉使用的安全性及可靠性。燃烧装置采用多股扩散燃烧方式，可有效防止回火，提高了氢气燃烧稳定性和可靠性。本实用新型采用氢气作为燃料，更加符合节能环保的要求，还具有加热效果好、加热速度快的特点，既降低了生产成本，还提高了企业的经济效益。
文档编号F24H9/18GK201964616SQ201020669320
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者叶元华, 周加慧, 李新磊, 盛大松, 邓龙强, 郑大勇 申请人:浙江特富锅炉有限公司