一种锅炉系统的制作方法

本实用新型涉及饲料加工设备中的热能交换设备，特别是涉及到锅炉及其控制系统。

背景技术：

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。在饲料加工业中，也广泛使用到锅炉。

锅炉具有水箱和燃烧室，燃烧室中的燃料燃烧后排放出废气(热烟气)，现有技术中，所述热烟气经过简单处理或未经过处理直接排放掉，但是这种热烟气的温度一般高达160～250摄氏度左右，包含有大量的热量，因此形成了浪费，降低了燃料的使用效率。同时使得燃料燃烧时产生的水(例如天然气：ch4+2o2→co2+2h2o)在烟气中处于过热状态的水蒸汽，随烟气从烟囱中流失。传统锅炉热效率一般只能达到85％～91％。

技术实现要素：

为了解决现有技术中锅炉排放的热烟气经过简单处理或未经过处理而直接排放掉，但是这种热烟气的温度一般高达160～250摄氏度左右，包含有大量的热量，因此形成了浪费，降低了燃料的使用效率等技术问题，本实用新型采取了一种锅炉系统，通过一定的装置将锅炉燃烧后排放的热烟气(一般在160～250摄氏度左右)中的能量进行回收，经回收后的排烟气温度只有60℃左右，这样热效率大概提高了10％左右，自然就为锅炉系统节约了大约10％的燃气，同时在能量回收过程中，还能够降低有害气体的排放，减少环境污染。为了实现该技术效果，本实用新型采取了如下的技术方案。

一种锅炉系统，包括锅炉注水箱、锅炉和热量交换器，其中，

锅炉注水箱通过注水管连接至锅炉，所述锅炉包括锅炉水箱和燃烧室，燃烧室对锅炉水箱中的水进行加热；

所述燃烧室的废气通过废气排放管排放至热量交换器，为所述热量交换器中的水加热，所述热量交换器中的水通过热量交换器出水管连接至锅炉注水箱；

所述注水管、热量交换器出水管各有阀控制，系统还包括控制单元，所述控制单元连接至开闭注水管、热量交换器出水管的阀。

通过本实用新型的以上设置，能够利用高效的冷凝余热回收装置——热量交换器来吸收锅炉排出的高温烟气中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，以达到提高锅炉热效率的目的。

当无热量交换器的普通锅炉燃烧天然气时，如果锅炉的热效率按燃料低位发热量计算为90％时，采用本实用新型的热量交换器进行热烟气热量回收后，排烟温度降到50～60℃，注水箱中的水温能够达到40℃左右，其热效率则会提高到107％左右。如果采用本实用新型的锅炉系统比普通热水锅炉节约相当多的运行费用。以100万kcal/h锅炉为例，普通锅炉天然气耗量为126.5nm³/h(天然气低位热值为8500kcal/nm³)，本实用新型的锅炉系统天然气耗量为110nm³/h，节约天然气量为10％左右。

其中，所述热量交换器中包括壳体，壳体中容纳有多根热量交换管，热量交换管为中空结构，其中空部分填充待加热的水，所述多根热量交换管组成多层堆叠结构，每一层包括一根以上热量交换管，所述层与层之间以及每层的各根热量交换管之间具有空隙，所述废气排放管从所述壳体底端接入。

通过本实用新型的以上设置，因为热量交换器中使用大量的热量交换管，所述热量交换管采用铜或铝等高导热性材料制成，因此具有很高的传热效果，使得热量交换管中的水被充分加热，提高了效率。

其中，所述热量交换管的截面形状整体为三角形，其中部具有三角形中空部，三角形的三个顶点各有沿着各边方向延伸的两个延伸部，所述每一层内的热量交换管按照正三角形与倒三角形间隔设置，上下相邻层之间的各个热量交换管按照上下层之间的水平分界线为界按照镜像设置。

通过本实用新型的以上设置，使得热量交换管的传热表面积进一步加大，能够将更多的热烟气热量传递给热量交换管中的水分。

其中，所述壳体中包括的多根热量交换管共同连接至热量交换器出水管，所述热量交换器出水管中具有水泵。

因为多根热量交换管的截面积很小，水在其中的流动受到了流动性的影响，而通过本实用新型的以上设置能克服这一点，在热量交换器出水管中提供水泵进行加压，为热量交换器中的热量交换管提供流动性。

其中，所述热量交换器出水管中包括温度传感器，所述温度传感器连接至控制单元，控制单元连接至热量交换器出水管的水泵。

其中，所述热量交换器还包括循环水箱，所述循环水箱中储存有水，循环水箱包括循环进水管和循环出水管；其中循环水箱通过循环进水管连接至所述多根热量交换管的进水端，为所述多根热量交换管输入水，所述多根热量交换管的出水端连接至循环出水管，将经过热量交换加热的水输入循环水箱，所述循环进水管或循环出水管中包括水泵。

采用本实用新型的以上设置，能够将循环水箱中的水反复加热，由此提高了热量交换器出水管的水温，亦即提高了注水箱中的水温。

其中，所述热量交换器壳体内壁上具有绝热层，所述壳体内壁绝热层与每一层最外侧的热量交换管之间不具有空隙。

采用本实用新型的以上设置，能够避免热烟气中的热量顺着壳体内部散失，提高了锅炉系统的热烟气中的热量的利用效率。

附图说明

图1为根据本实用新型具体实施方式中的一种锅炉系统的整体结构示意图。

图2为根据本实用新型具体实施方式中的一种锅炉系统的热量交换器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细说明。

以下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于描述示范实施例的目的。

然而，应该理解，本实用新型不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

同时应该理解，如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为“连接”或“耦接”到另一部件或单元时，它可以直接连接或耦接到其他部件或单元，或者也可以存在中间部件或单元。此外，用来描述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。

图1为根据本实用新型具体实施方式中的一种锅炉系统的整体结构示意图。如图所示，在本实用新型具体实施方式中包括一种锅炉系统，包括锅炉注水箱10、锅炉20和热量交换器302，其中，

锅炉注水箱10通过注水管101连接至锅炉20，所述锅炉20包括锅炉水箱201和燃烧室202，燃烧室202对锅炉水箱201中的水进行加热，例如采用天然气燃烧；

所述燃烧室202的废气通过废气排放管301排放至热量交换器302，为所述热量交换器302中的水加热，所述热量交换器302中的水通过热量交换器出水管303连接至锅炉注水箱10；

所述注水管101、热量交换器出水管303各有阀控制，系统还包括控制单元40，所述控制单元40连接至开闭注水管101、热量交换器出水管303的阀。

通过本实用新型具体实施方式中的以上设置，能够利用高效的冷凝余热回收装置——热量交换器来吸收锅炉排出的高温烟气中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，以达到提高锅炉热效率的目的。

当无热量交换器的普通锅炉燃烧天然气时，如果锅炉的热效率按燃料低位发热量计算为90％时，采用本实用新型的热量交换器进行热烟气热量回收后，排烟温度降到50～60℃，注水箱中的水温能够达到40℃左右，其热效率则会提高到107％左右。如果采用本实用新型的锅炉系统比普通热水锅炉节约相当多的运行费用。以100万kcal/h锅炉为例，普通锅炉天然气耗量为126.5nm³/h(天然气低位热值为8500kcal/nm³)，本实用新型的锅炉系统天然气耗量为110nm³/h，节约天然气量为10％左右。

图2为根据本实用新型具体实施方式中的一种锅炉系统热量交换器的内部结构示意图。如图所示，在本实用新型一具体实施方式中，所述热量交换器302中包括壳体3021，壳体3021中容纳有多根热量交换管3022，热量交换管3022为中空结构，其中空部分30221填充待加热的水，所述多根热量交换管3022组成多层堆叠结构，每一层包括一根以上热量交换管3022，所述层与层之间以及每层的各根热量交换管3022之间具有空隙，所述废气排放管301从所述壳体3021底端接入，例如通过废气入口30211进入壳体3021内部。

通过本实用新型具体实施方式中的以上设置，因为热量交换器302中使用大量的热量交换管3022，所述热量交换管3022采用铜或铝等高导热性材料制成，因此具有很高的传热效果，使得热量交换管3022中的水被充分加热，提高了锅炉系统的整体效率。

在本实用新型一具体实施方式中，所述热量交换管3022的截面形状整体为三角形，其中部具有三角形中空部30221，三角形的三个顶点各有沿着各边方向延伸的两个延伸部30222，所述每一层内的热量交换管3022按照正三角形与倒三角形间隔设置，上下相邻层之间的各个热量交换管3022按照上下层之间的水平分界线为界按照镜像设置。

通过本实用新型具体实施方式中的以上设置，使得热量交换管3022的传热表面积进一步加大，能够将更多的热烟气热量传递给热量交换管3022中的水分。

在本实用新型一具体实施方式中，所述壳体3021中包括的多根热量交换管3022共同连接至热量交换器出水管303，所述热量交换器出水管303中具有水泵。

因为多根热量交换管3022的截面积很小，水在其中的流动受到了流动性的影响，而通过本实用新型的以上设置能克服这一问题，在热量交换器出水管303中提供水泵进行加压，为热量交换器302中的热量交换管3022提供流动性。

在本实用新型一具体实施方式中，所述热量交换器出水管303中包括温度传感器，所述温度传感器连接至控制单元40，控制单元40连接至热量交换器出水管303的水泵。

在本实用新型一具体实施方式中，所述热量交换器302还包括循环水箱，所述循环水箱中储存有水，循环水箱包括循环进水管和循环出水管；其中循环水箱通过循环进水管连接至所述多根热量交换管3022的进水端，为所述多根热量交换管3022输入水，所述多根热量交换管3022的出水端连接至循环出水管，将经过热量交换加热的水输入循环水箱，所述循环进水管或循环出水管中包括水泵。

通过本实用新型具体实施方式中的以上设置，能够将循环水箱中的水反复加热，由此提高了热量交换器出水管303的水温，亦即提高了注水箱10中的水温。

在本实用新型一具体实施方式中，所述热量交换器壳体3021内壁上具有绝热层，所述壳体3021内壁绝热层与每一层最外侧的热量交换管3022之间不具有空隙。

通过本实用新型具体实施方式中的以上设置，能够避免热烟气中的热量顺着壳体3021内部散失，提高了锅炉系统的热烟气中的热量的利用效率。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本说明书所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本说明书所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。