一种燃气电耦合智慧环保供热系统的制作方法

本发明涉及一种燃气电耦合智慧环保供热系统，属于能源技术领域。

背景技术：

能源与环境一直是我国乃至全世界面临的重要课题。尤其在冬季采暖中，一方面面临着能源消耗总量大的问题，另一方面面临着取暖造成的污染问题，尤其是散煤取暖的污染问题。为了解决供暖效率和污染问题，不少城市采取了煤改气的措施。无疑，燃气锅炉具有高效、清洁的优点。但是，由于全球能源供应紧张，燃气锅炉不仅仅是运行成本居高不下，而且还面临气荒的问题。而电锅炉具有使用方便等优点。由此，燃气锅炉和电锅炉联合供热受到了青睐。但同时配备燃气锅炉和电锅炉无疑会提高系统复杂性并增加造价。

此外，系统的优化控制运行会影响到运行成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃气电耦合智慧环保供热系统，将燃气炉和电炉有机一体化，解决燃煤供热热效率较低和污染物排放水平较高的问题，并同时解决燃气不足时的燃气供暖问题；同时可以提供蒸汽。

本发明通过以下技术方案实现：

一种燃气电耦合智慧环保供热系统，所述系统包括燃气电耦合锅炉和控制系统，所述燃气电耦合锅炉包括设置有燃烧器的炉体和设置有联箱电极的联箱，所述联箱设置在所述炉体底部外侧；所述控制系统分别与所述燃烧器和所述联箱电极通过信号输入/输出控制线路连接；所述炉体采用水冷结构，所述炉体和所述联箱之间设置有水循环管路使得所述水冷结构与所述联箱连通。

上述技术方案中，所述系统还包括蓄热装置，所述蓄热装置通过热水管连接在所述燃气电耦合锅炉之后，与所述水循环管路连通。

上述技术方案中，所述炉体内设置有燃烧室和烟风通道，所述燃烧器设置所述燃烧室的一端。

上述技术方案中，所述燃气电耦合锅炉的炉体、燃烧室和烟风通道均采用水冷结构，且所述水冷结构连通形成工质通道；所述工质通道与所述水循环管路连通。

作为一种改进的技术方案，所述联箱设置两组或两组以上，两组或两组以上联箱之间有管道连通；每组联箱内均设置有电极。

上述技术方案中，所述联箱电极选用6~12kV电极。

作为一种改进的技术方案，所述燃气电耦合锅炉还包括设置在炉体顶部的锅筒，所述水循环管路连通所述锅筒和所述炉体、联箱。

上述技术方案中，所述锅筒内设置锅筒电极；所述控制系统通过信号输入/输出控制线路与所述锅筒电极连接。

上述技术方案中，所述锅筒电极选用6~12kV电极。

上述技术方案中，所述控制系统为基于时间T和/或价格关联的PID控制系统（比例-积分-微分控制器），即PID控制系统对燃烧器和/或电极的启动，以及燃烧器供给燃气量和/或电极功率调控，以时间T和燃气/电价格的耦合关系，或者基于电价波峰波谷段的时间T作为判断条件。PID控制系统也可以直接关联燃气/电价格曲线作为控制判断条件。

本发明具有以下优点及突出性的技术效果：燃气锅炉与电热锅炉有机结合，清洁燃烧与蓄能技术的有机优化组合，高可靠硬件系统与软控仪表有机优化组合，实现了锅炉高效化、清洁化、智慧化运行管理，系统设计实用，运行安全可靠。

附图说明

图1为本发明所涉及的其中一种实施方式的燃气电耦合智慧环保供热系统示意图。

图2为本发明所涉及的其中一种实施方式的燃气电耦合锅炉布置示意图。

图3为本发明所涉及的另一种实施方式的燃气电耦合锅炉布置示意图。

图中：1-燃气电耦合锅炉；11-炉体；12-燃烧器；13-烟风通道；14-燃烧室；15-联箱；16-水循环管路；17-联箱电极；18-锅筒；19-锅筒电极；2-控制系统；3-蓄热装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理和工作过程做进一步说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明所述一种燃气电耦合智慧环保供热系统，主要针对提高人民生活环境质量清洁供暖的需求，用于城市供热，同时也可以用于提供工业用热水或蒸汽。

如图1所示，一种燃气电耦合智慧环保供热系统，包括燃气电耦合锅炉1和控制系统2。燃气电耦合锅炉1包括设置有燃烧器12的炉体11和设置有联箱电极17的联箱15，联箱15设置在炉体11底部外侧。炉体11内设置有燃烧室14和烟风通道13，燃烧器12设置燃烧室14的一端。炉体11采用水冷结构，炉体11和联箱15之间设置有水循环管路16使得所述水冷结构与联箱15连通。实际上，燃气电耦合锅炉1的炉体11、燃烧室14和烟风通道13均采用水冷结构，且水冷结构连通形成工质通道，工质通道与水循环管路16连通。

如图2所示，联箱15设置两组或两组以上，两组或两组以上联箱之间有管道连通；每组联箱15内均设置有联箱电极17。联箱电极17选用6~12kV电极。

控制系统2用于燃气和电供热的优化分配和运行控制，分别与燃烧器12和联箱电极17通过信号输入/输出控制线路连接既可以控制燃烧器12和电极17的启停，同时可以控制通过燃烧器12给入的燃气量，也可以控制电极17的运行功率，即分别控制燃气加热和电加热的启停和负荷。控制系统2选用基于时间T和/或价格关联的PID控制系统（比例-积分-微分控制器），即PID控制系统对燃烧器和/或电极的启动，以及燃烧器供给燃气量和/或电极功率调控，以时间T和燃气/电价格的耦合关系，或者基于电价波峰波谷段的时间T作为判断条件。PID控制系统也可以直接关联燃气/电价格曲线作为控制判断条件。

当燃气不足时，供热工质主要来自于通过联箱15内的电极17加热的工质水。而当燃气充足而电价较高时，供热工质主要来自于燃气加热。同时使用燃气加热和电极加热时，工质水能够在联箱15和炉体11内的工质水通道之间按温度从低到高流通形成的流通通道流动，达到预设温度后供给用户。通过控制系统2对燃烧器和电极输入输出的优化控制运行，使得本发明所述的燃气电耦合锅炉在清洁环保的基础上，实现运行成本最优，从而形成一种燃气电耦合智慧环保供热系统。给水或者来自于用户的循环水在本系统内优化加热达到目标参数后直接供给用户。

作为一种改进的技术方案，如图3所示，所述燃气电耦合锅炉1还包括设置在炉体11顶部的锅筒18，水循环管路16将锅筒18和炉体11、联箱15彼此连通。

作为对联箱电极17加热的一种补充，锅筒18内设置有锅筒电极19。此时，控制系统2增加对锅筒电极19的信号输入/输出控制线路连接，并在PID系统里做联箱电极17与锅筒电极19加热的优化配置控制方案。

作为一种优化的技术方案，供热系统还包括蓄热装置3，蓄热装置3通过热水管连接在燃气电耦合锅炉1之后，与水循环管路16连通。在用户需求量少的时候，供热工质进入蓄热装置3蓄热，从蓄热装置3供给用户。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。