一种温室大棚用燃气锅炉烟气余热装置的制作方法

1.本实用新型涉及温室大棚和燃气锅炉换气技术领域，具体为一种温室大棚用燃气锅炉烟气余热装置。


背景技术：

2.温室，又称暖房，能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施，在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类；
3.燃气锅炉包括燃气开水锅炉、燃气热水锅炉、燃气蒸汽锅炉等，其中燃气热水锅炉也称燃气采暖锅炉和燃气洗浴锅炉，燃气锅炉顾名思义指的是燃料为燃气的锅炉，燃气锅炉和燃油锅炉、电锅炉比较起来最经济，所以大多数人们都选择了燃气锅炉作为蒸汽、采暖、洗浴用的锅炉设备。
4.现有的燃气锅炉不具有排烟热回收利用的功能，通常燃气锅炉的排烟温度较高，排烟温度为90～130℃，这么高的排烟温度带有大量的余热，如果不经过回收直接排放会造成极大的浪费，大量的热能直接排放进大气，不仅造成能源的巨大浪费，也对环境有很大的影响，是城市热岛效应的罪魁祸首之一。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种温室大棚用燃气锅炉烟气余热装置，具备排烟热回收利用的优点，解决了现有的燃气锅炉不具有排烟热回收利用的功能，通常燃气锅炉的排烟温度较高，排烟温度为90～130℃，这么高的排烟温度带有大量的余热，如果不经过回收直接排放会造成极大的浪费，大量的热能直接排放进大气，不仅造成能源的巨大浪费，也对环境造成巨大影响的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种温室大棚用燃气锅炉烟气余热装置，包括锅炉组件和温室大棚，所述锅炉组件包括锅炉，所述锅炉的输出端连通有第一输烟管道，所述第一输烟管道的输出端连通有第一烟囱，所述锅炉的表面连通有第二输烟管道，所述第二输烟管道的输出端连通有送热管，所述送热管的输出端连通有出烟组件，所述出烟组件包括第三输烟管道，所述第三输烟管道的输出端连通有第二烟囱。
7.优选的，所述第三输烟管道的输入端与送热管远离第二输烟管道的一端连通，所述第二输烟管道的表面固定安装有第二控烟阀门。
8.优选的，所述送热管为翅片管，翅片管的管径为0.3m。
9.优选的，所述温室大棚的长为100m，所述温室大棚的宽为15m，所述温室大棚的高为3m，所述送热管设置于温室大棚的内腔。
10.优选的，所述第一输烟管道的表面且位于第一烟囱的一端固定安装有第一控烟阀门。
11.优选的，所述锅炉的型号为29wm燃气热水锅炉。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
13.本实用新型通过设置锅炉、第一输烟管道、第一烟囱、第一控烟阀门、第三输烟管道、第二烟囱、温室大棚、第二输烟管道、送热管和第二控烟阀门，解决了现有的燃气锅炉不具有排烟热回收利用的功能，通常燃气锅炉的排烟温度较高，排烟温度为90～130℃，这么高的排烟温度带有大量的余热，如果不经过回收直接排放会造成极大的浪费，大量的热能直接排放进大气，不仅造成能源的巨大浪费，也对环境造成巨大影响的问题。
附图说明
14.图1为本实用新型系统原理示意图。
15.图中：1锅炉组件、11锅炉、12第一输烟管道、13第一烟囱、14第一控烟阀门、2出烟组件、21第三输烟管道、22第二烟囱、3温室大棚、4第二输烟管道、5送热管、6第二控烟阀门。
具体实施方式
16.请参阅图1，一种温室大棚用燃气锅炉烟气余热装置，包括锅炉组件1和温室大棚3，锅炉组件1包括锅炉11，锅炉11的输出端连通有第一输烟管道12，第一输烟管道12的输出端连通有第一烟囱13，锅炉11的表面连通有第二输烟管道4，第二输烟管道4的输出端连通有送热管5，送热管5的输出端连通有出烟组件2，出烟组件2包括第三输烟管道21，第三输烟管道21的输出端连通有第二烟囱22；
17.第三输烟管道21的输入端与送热管5远离第二输烟管道4的一端连通，第二输烟管道4的表面固定安装有第二控烟阀门6；
18.送热管5为翅片管，翅片管的管径为0.3m，送热管5设置于温室大棚3的内腔，通过设置送热管5为翅片管，能够替代传统光管的换热强度，其换热强度是传统光管的四倍；
19.温室大棚3的长为100m，温室大棚3的宽为15m，温室大棚3的高为3m；
20.第一输烟管道12的表面且位于第一烟囱13的一端固定安装有第一控烟阀门14；
21.锅炉11的型号为29wm燃气热水锅炉。
22.使用时，初始状态下，供热热源厂拟建设5台锅炉11，其具体情况为：5台锅炉11均使用天然气，耗气量15390m3/h，年耗气量48755520m3/h；锅炉11热效率为96％，每台锅炉11排放烟气流量qr=45061m3/h，排烟温度为100℃；热源厂周边为农田；
23.设计参数：温室大棚3的尺寸为：长100m，宽15m，高3m，温室大棚3内蔬菜适宜温度为20℃，温室大棚3外气象温度参数为：室外设计温度：-12℃；
24.温室大棚3需用热负荷：基本传热量q1=σqi=σkifi（tn-tw）=4.0w/（m2
·
k）
×
（100m
×
15m+100m
×
3m
×
2面+15m
×
3m
×
2）
×
[20℃-（-12℃）]=280320w=280.3kw；
[0025]
冷风渗透热损失q2 =cpm（tn-tw）=cpnvy
×
（tn-tw）=0.00028kw
·
h/（kg
·
℃）
×
1.25
×
（100m
×
15m
×
3m）
×
1.365
×
[20℃-（-12℃）]=68.8kw；
[0026]
地面传热负荷q3=σkifi（tn-tw）=0.47
×
（98
×
13）
×
[20-（-12）]=19160w=19.2kw；
[0027]
温室大棚3的采暖热负荷q4:q4=α1
×
α2
×
q1+q2+q3=1.04
×
1.08
×
280.3+68.8+19.2=402.8kw；
[0028]
锅炉11烟气参数：每台锅炉11排放烟气流量qr=45061m3/h，排烟温度为100℃（进大棚温度），烟气酸露点温度约为55℃，本方案只利用烟气显热，设定烟气出大棚温度为75℃，烟气比热容cp=0.997j/g℃（83℃）；
[0029]
单台锅炉11小时耗气量3078nm3/h，烟气量v=45061nm3/h，烟气密度ρ：ρ=1.338kg/m3；
[0030]
锅炉11烟气热负荷计算：单台锅炉11烟气每小时通过大棚释放的热量q5：q=cp
·
ρ
·v·
δt=0.997*1.338*45061*25=1502769kj/h；
[0031]
单台锅炉11烟气热功率q6=q5/3600=417kw，满足温室大棚用热需求；
[0032]
换热面积计算：送热管5的管径为1.2m，送热管5放置在大棚蔬菜或者花卉底下，为了便于施工管理，把送热管5由管径1.2m换成4根管径为0.6m的管子；
[0033]
烟气参数：进口温度ti=100℃，出口温度to=75℃，平均外壁温度t1=83℃；
[0034]
空气参数：温室大棚3适宜温度t2=20℃，管道外壁和大棚空气平均温度t3=（83+20）/2=52℃，查52℃空气参数：ρ=1.093kg/m3，cp=1.005j/g℃，λ=2.83
×
10-2，ν=17.95
×
10-6，pr=0.699；
[0035]
gr=g
·
αv
·
δt
·
d3/ν2=12.8
×
108，因此，空气和第一输烟管道12对流属于层流；
[0036]
nu=c（gr
·
pr）n=83；
[0037]
h=nu
·
λ/l=3.92w/（m2
·
k）；
[0038]
需要送热管5为0.6m，管子长度l=q4/π
·d·
hδt=860m；
[0039]
计算得出送热管5采用管径为0.6m的烟管道长度需要860m，这么长的管道在100m长的大棚里面不好布置，因此，送热管5的使用材料为翅片管，翅片管是一种换热元件，是为了提高换热效率，通常在换热管的表面通过加翅片，增大换热管的外表面积（或内表面积），从而达到提高换热效率的目的，同样长度的翅片管换热面积是传统光管的4倍以上，选取翅片管管径为0.3m，所需要翅片管长度l=860/2=430m，可以选取四根管径为0.3m的翅片管，则每根翅片管长度为108m；
[0040]
增加送热管5阻力对锅炉11原有风机的影响：送热管5通过温室大棚3之后才通过第三输烟管道21排放，送热管5阻力有所增加，需要核算风机出力裕量，以保证最大允许的阻力增加值在风机裕量之内；
[0041]
送热管5沿程阻力计算公式为：pf=λ送热管5沿程阻力计算公式为：pf=λρ
[0042]
局部阻力计算公式为：pm=ξρ
[0043]
经计算得送热管5阻力增加值为126.4pa，阻力增加值比较小，在风机出力裕度之内，可以满足锅炉11的正常运行，不需要额外添置风机：
[0044]
该方案最终实现锅炉11的高温烟气余热回收利用，回收热能用于温室大棚3空气升温，达到了节约能源、减少能耗的目的，投资很少，并且温室大棚3能带来一定的经济效益。
[0045]
综上所述：该温室大棚用燃气锅炉烟气余热装置，通过设置锅炉11、第一输烟管道12、第一烟囱13、第一控烟阀门14、第三输烟管道21、第二烟囱22、温室大棚3、第二输烟管道4、送热管5和第二控烟阀门6，解决了现有的燃气锅炉不具有排烟热回收利用的功能，通常
燃气锅炉的排烟温度较高，排烟温度为90～130℃，这么高的排烟温度带有大量的余热，如果不经过回收直接排放会造成极大的浪费，大量的热能直接排放进大气，不仅造成能源的巨大浪费，也对环境造成巨大影响的问题。