專利名稱：氣電兩用蓄熱式鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同時(shí)可使用兩種不同的清潔能源作燃料的鍋爐，尤其涉及氣電兩用蓄熱式鍋爐。
據(jù)檢索資料得知目前使用的鍋爐，大多采用煤、油、氣，選用不同的燃燒器安裝在同一臺(tái)鍋爐上，可分別燃燒兩種不同的燃料，即油、氣兩用鍋爐早已問世。唯獨(dú)本發(fā)明的氣電兩用鍋爐在國(guó)內(nèi)外實(shí)屬空白。
采用天然礦物燃料的常規(guī)鍋爐，燃料與空氣混合，通過化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，再以熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流的方式，使鍋爐中的水吸熱后變?yōu)闊崴蛘羝?。燃燒后的煙氣流?jīng)煙道向煙囪排出，煙氣中帶有大量的CO2、CO、SO2、和NOx等有害氣體污染環(huán)境。
電熱鍋爐是將電能轉(zhuǎn)化為熱能、加熱水乃至最終產(chǎn)生蒸汽的一種設(shè)備，它不需要復(fù)雜的燃燒化學(xué)反應(yīng)，所以它不需要煙囪，也不需要爐膛，對(duì)大自然沒有任何污染。燃?xì)?，特別是天然氣，由燃料的性質(zhì)所決定，使它在燃燒后放出的有害氣體甚微，對(duì)人類生態(tài)環(huán)境的破壞作用較少，由于它的發(fā)熱值很高，是電的10至20倍，因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看，它也是一種較為廉價(jià)的清潔能源。
隨著我國(guó)電力建設(shè)的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及人民生活質(zhì)量的提高，各地用電構(gòu)成發(fā)生了很大的變化，高峰需求增加，低谷用電大量減少，電網(wǎng)峰谷差逐年加大，負(fù)荷率逐年下降，電網(wǎng)運(yùn)行日趨困難，資源利用不合理。國(guó)家為了鼓勵(lì)用低谷電，實(shí)行分時(shí)電價(jià)，即用電高峰時(shí)高于低谷電價(jià)3-5倍，如果電鍋爐利用低谷電，將水加熱，保溫存貯起來，供白天使用，這樣既可調(diào)荷避峰，也可以使用戶用上最干凈、最廉價(jià)的低谷電，使供電部門和用戶都得到實(shí)惠。當(dāng)用電高峰時(shí)，鍋爐馬上投入氣體燃料補(bǔ)充，保證生產(chǎn)、生活用熱水或蒸汽。
所以，本發(fā)明的目的是用最干凈的能源，提供一種氣電兩用蓄熱式鍋爐，在一段時(shí)間中用電能作為能源進(jìn)行加熱，在另一段時(shí)間中以燃?xì)庾鳛槿剂线M(jìn)行加熱。
本發(fā)明的目的由如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
一種氣電兩用蓄熱式鍋爐，它包括一蓄水的圓形鍋筒和一加熱裝置，在鍋筒頂部壁上有一出水口，在鍋筒近下部側(cè)壁上有一進(jìn)水口，其中，加熱裝置包括燃?xì)饧訜嵫b置和電加熱裝置。燃?xì)饧訜嵫b置包括在鍋筒下面的進(jìn)氣部分、使燃?xì)馊紵娜紵?、在鍋筒?nèi)腔下部的燃燒室部分和在燃燒室部分上面的并與燃燒室部分相連通的排煙部分。電加熱裝置包括設(shè)置在鍋筒內(nèi)的電熱元件。
上述的燃?xì)饧訜嵫b置中，進(jìn)氣部分包括燃?xì)庋b置室、打開燃?xì)庋b置室的移門、燃?xì)膺M(jìn)氣裝置；燃燒室部分由筒狀的燃燒室組成，燃燒室的頂部有一排煙孔，在燃燒室的近下部壁上有一看火孔裝置，在燃燒室的外壁上繞有多個(gè)傾斜的輻射導(dǎo)流管，其低的一側(cè)正對(duì)鍋筒的進(jìn)水口；排煙部分由通過所述排煙孔與燃燒室相連通的直徑比燃燒室小得多的一根或多根管狀沖天煙管所組成，在沖天煙管內(nèi)設(shè)有迫使煙氣呈螺旋形上升的旋流片，在沖天煙管的頂端部有一可關(guān)閉的排煙擋板；電熱元件可在鍋筒的側(cè)部或頂部插入鍋筒內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，與已有技術(shù)的鍋爐相比，本發(fā)明的氣電兩用蓄熱式鍋爐的最大特點(diǎn)是可使用低谷電能，從而使鍋爐加熱的費(fèi)用成倍下降，同時(shí)又減緩了供電部門的用電高峰和低谷的矛盾。這樣可利用低谷電能晚間蓄熱， 白天使用，或者白天用對(duì)環(huán)境無污染的燃?xì)庾鳛槿剂蠈?duì)晚間蓄熱的熱水進(jìn)一步加熱，使兩種能源互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，既保護(hù)了環(huán)境，又降低了使用成本。
下面結(jié)合附圖、用一作為舉例說明的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的縱向剖視圖。
如圖1所示，本發(fā)明的氣電兩用蓄熱式鍋爐主要包括一蓄水的筒狀鍋筒7和一加熱裝置。在鍋筒7頂部壁上有一出水口11，在鍋筒7近下部的側(cè)壁上有一進(jìn)水口2。加熱裝置包括燃?xì)饧訜嵫b置和電加熱裝置。
燃?xì)饧訜嵫b置包括在鍋筒7下面的進(jìn)氣部分、使燃?xì)馊紵娜紵?、在鍋?內(nèi)腔下部的燃燒室部分和在燃燒室部分上面的并與燃燒室部分相連通的排煙部分。進(jìn)氣部分包括燃?xì)庋b置室1、打開燃?xì)庋b置室1的移門13、由燃?xì)馊肟陂y門16、過濾、減壓和調(diào)壓燃?xì)獾目刂蒲b置(圖中未示出)、送入燃?xì)獾墓夤艿?7組成的進(jìn)氣裝置，燃燒器包括混合空氣和燃?xì)獾暮砬?4以及噴嘴15。燃燒室部分由筒狀的燃燒室5組成，燃燒室5的頂部有一排煙孔18，在燃燒室5的近下部壁上有一看火孔裝置4，在燃燒室5的外壁上繞有多個(gè)傾斜的輻射導(dǎo)流管3。在本實(shí)施例中，輻射導(dǎo)流管3通過焊接固定在燃燒室5的外壁上。排煙部分由通過排煙孔18與燃燒室5相連通的直徑比燃燒室5小得多的一根或多根管狀沖天煙管8(圖中只示出一根)所組成，在沖天煙管8內(nèi)設(shè)有迫使其中的煙氣呈螺旋形上升的旋流片9，在沖天煙管8的頂端部有一可關(guān)閉的排煙擋板12。
鍋筒7呈倒置的U形，在本實(shí)施例中，鍋筒7的壁與燃燒室5和沖天煙管8壁之間是蓄水腔，即其中的水要被加熱或加熱成蒸汽。
下面描述用燃?xì)庾魅剂系腻仩t加熱過程。
冷水通過進(jìn)水口2進(jìn)入鍋筒7，如為熱水鍋爐，則水充滿整個(gè)鍋筒7的蓄水腔，如為蒸汽鍋爐，則水位線應(yīng)控制在鍋爐水位計(jì)(未示出)的中線上，留出上面空間，作為蒸發(fā)成蒸汽的貯存及輸出空間，最后通過出水口11送出熱水或蒸汽。進(jìn)水工序結(jié)束后，投入點(diǎn)火準(zhǔn)備階段，通氣點(diǎn)火前，打開沖天煙管8的排煙擋板12及底部燃燒室1的移門13，使燃?xì)馊紵ǖ兰礇_天煙管8、燃燒室5和燃?xì)庋b置室1上下形成數(shù)秒鐘的自然通風(fēng)，目的是把前次加熱殘留的廢氣排除掉，然后啟動(dòng)自動(dòng)控制器(未示出)。打開燃?xì)馊肟陂y門16，燃?xì)饨?jīng)過過濾、減壓、調(diào)壓等控制機(jī)構(gòu)(未示出)經(jīng)供氣管道17進(jìn)入喉腔14，空氣經(jīng)移門13在喉腔14與燃?xì)饣旌?，繼而進(jìn)入噴嘴15，自動(dòng)控制器立即控制通電點(diǎn)火，通過看火孔4觀察點(diǎn)火后的火焰顏色，調(diào)整燃?xì)膺M(jìn)氣量或風(fēng)門，直至正常狀態(tài)。燃?xì)馔ㄟ^噴嘴15在燃燒室5中燃燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)崃繜煔饬⒓聪蜉椛鋵?dǎo)流管3和燃燒室5周圍的受熱面輻射傳熱。水加熱后產(chǎn)生的小氣泡不斷上升混合，最后匯聚至鍋筒7的頂部出水口11。而斜橫在爐膛中間的若干根輻射導(dǎo)流管3具有一定的斜度，能促進(jìn)水循環(huán)。煙氣由于煙囪產(chǎn)生拔風(fēng)的吸引而不斷上升進(jìn)入沖天煙管8中。在沖天煙管8內(nèi)，由于旋流片9的阻擋，煙氣被迫呈螺旋形上升，由于旋流片9的作用，沖天煙管8邊緣的螺旋形距離長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成比直通距離增加3.29倍，使高溫?zé)煔獬浞峙c沖天煙管8的壁接觸而傳熱給爐水加溫，延長(zhǎng)了放熱過程，增加了吸熱效果。煙氣最后從可以調(diào)節(jié)的排煙擋板12排至室外。由于燃?xì)馊紵旰蟛粫?huì)產(chǎn)生有害氣體，所以不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
上述描述的沖天煙管8設(shè)置在鍋爐的鍋筒7內(nèi)，利用煙氣排出沖天煙管8之前的余熱對(duì)鍋爐水進(jìn)行加熱，當(dāng)然，本實(shí)施例中的沖天煙管8不一定設(shè)置在鍋筒7內(nèi)，它也可以與燃燒室5相連通設(shè)置在鍋爐外，利用煙氣的余熱對(duì)鍋爐外的水進(jìn)行預(yù)加熱或加熱。
下面描述用電能作為能源的電加熱裝置。如圖1所示，在燃燒室5的外壁上環(huán)繞有上述多個(gè)傾斜的環(huán)狀輻射導(dǎo)流管3，其低的一側(cè)正對(duì)鍋筒7的進(jìn)水口2，其高的一側(cè)遠(yuǎn)離進(jìn)水口2。在鍋筒7的蓄水腔內(nèi)，高度在燃燒室5上面的靠近燃燒室5的平面中，在輻射導(dǎo)流管3的較高一側(cè)即進(jìn)水口2對(duì)面的上方從鍋筒側(cè)面插入一至n組電熱元件6至鍋筒內(nèi)和/或鍋筒內(nèi)的水中，電熱元件6的數(shù)量具體視鍋爐的容量而定。
電熱元件6也可從鍋筒7的頂部垂直或傾斜插入鍋爐內(nèi)，具體視鍋爐類型而定。
下面描述本實(shí)施例的電加熱裝置的放熱和吸熱過程。當(dāng)需要使用夜間低谷電進(jìn)行加熱時(shí)，由于它不需要空氣混合及點(diǎn)火工序，也不需要煙囪排煙，只要合上電閘刀后，立即會(huì)通過自動(dòng)控制裝置(未示出)按自動(dòng)控制順序使電熱元件6發(fā)出熱量，向鍋爐水傳遞熱量加熱。由于將n組電熱元件6設(shè)置在鍋筒內(nèi)進(jìn)水口2對(duì)面的上方，冷水自進(jìn)水口2進(jìn)入鍋筒7后，一部分沿著鍋筒壁直接上升，另一部分沿著鍋筒壁四周或斜向的輻射導(dǎo)流管3上升，而電熱元件6周圍的溫度最高，加熱速度最快，大量產(chǎn)生的熱水氣泡與周圍冷水相互傳熱，由于電熱元件6的下部設(shè)置了燃燒室5，使該處水容積減少，而上部水容積較大，有利于傳熱交換，形成上下循環(huán)，因?yàn)闊釟馀輲仙?，下面冷水立即自下而上進(jìn)行填空，加熱后的熱水沿著最短的路徑，從出水口11向外供給。
應(yīng)該說明的是，在單獨(dú)使用電熱元件6加熱鍋爐時(shí)，由于它的特性與燃?xì)獠煌?，?duì)原來燃燒燃?xì)馑璧难b置必須重新切換位置，如關(guān)閉移門13，切斷空氣入內(nèi)；關(guān)閉排煙擋板12，不讓煙囪產(chǎn)生拔風(fēng)。兩頭堵住之后，設(shè)置在中間的燃燒室5、沖天煙管8均處于封閉保溫狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生散熱損失，還有利水循環(huán)作用，使電加熱鍋爐正常運(yùn)行。否則就會(huì)造成鍋爐電加熱爐腔內(nèi)通風(fēng)散熱的不希望有的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也是造成目前尚無氣電兩用同臺(tái)燃燒的鍋爐原因之一。至于這一進(jìn)一出的移門13和排煙擋板12的關(guān)閉，用手工還是自動(dòng)操作，可視鍋爐容量大小來選擇。一般微小型兩用鍋爐全部用手工操作較好，中小型兩用鍋爐可采用進(jìn)風(fēng)移門13手動(dòng)操作，排煙擋板12自動(dòng)操作，這樣，可減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和誤操作。
經(jīng)多次試驗(yàn)，上述實(shí)施例的輻射導(dǎo)流管3的斜度在5°以上最好在15°左右，其數(shù)量在11組左右，電熱元件6為兩組或多組，電熱元件6的數(shù)量基本上隨鍋爐具體結(jié)構(gòu)和容量而改變。這樣，如此設(shè)置的輻射導(dǎo)流管3與上述的進(jìn)水口2、出水口11、電熱元件6、燃燒室5和鍋筒7形成最佳的水循環(huán)。
需要說明的是，氣電兩用蓄熱式鍋爐的使用并無白天使用燃?xì)夂屯黹g使用電能的嚴(yán)格之分，只要需要，任何時(shí)候都可單獨(dú)使用，或者氣與電同時(shí)使用，以提高供熱量。
上述實(shí)施例僅僅是為了舉例說明，在不脫離本發(fā)明的基本精神和范圍的情況下，還可以對(duì)所述的實(shí)施例進(jìn)行種種修改和對(duì)某些零件進(jìn)行替換，這些均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種氣電兩用蓄熱式鍋爐，它主要包括一蓄水的筒狀鍋筒(7)和一加熱裝置，在鍋筒(7)頂部壁上有一出水口(11)，在鍋筒(7)近下部側(cè)壁上有一進(jìn)水口(2)，其特征在于，加熱裝置包括燃?xì)饧訜嵫b置和電加熱裝置，燃?xì)饧訜嵫b置包括在鍋筒(7)下面的進(jìn)氣部分、使燃?xì)馊紵娜紵?、在鍋?7)內(nèi)腔下部的燃燒室部分和在燃燒室部分上面的并與燃燒室部分相連通的排煙部分，電加熱裝置包括設(shè)置在鍋筒(7)內(nèi)的電熱元件(6)。
2．如權(quán)利要求1所述的氣電兩用蓄熱式鍋爐，其特征在于，進(jìn)氣部分包括燃?xì)庋b置室(1)、打開燃?xì)庋b置室(1)的移門(13)、燃?xì)膺M(jìn)氣裝置；燃燒室部分由筒狀的燃燒室(5)組成，燃燒室(5)的頂部有一排煙孔(18)，在燃燒室(5)的近下部壁上有一看火孔裝置(4)，在燃燒室(5)的外壁上繞有多個(gè)傾斜的輻射導(dǎo)流管(3)，其低的一側(cè)正對(duì)鍋筒(7)的進(jìn)水口(2)；排煙部分由通過所述排煙孔(18)與燃燒室(5)相連通的直徑比燃燒室小得多的一根或多根管狀沖天煙管(8)所組成，在沖天煙管(8)內(nèi)設(shè)有迫使煙氣呈螺旋形上升的旋流片(9)，在沖天煙管(8)的頂端部有一可關(guān)閉的排煙擋板(12)；電熱元件(6)的數(shù)量為一組或多組。
3．如權(quán)利要求2所述的氣電兩用蓄熱式鍋爐，其特征在于，多個(gè)傾斜的輻射導(dǎo)流管(3)焊接在燃燒室(5)的外壁上。
4．如權(quán)利要求3所述的氣電兩用蓄熱式鍋爐，其特征在于，傾斜的輻射導(dǎo)流管(3)的傾斜角度大于5°，數(shù)量為11根左右。
5．如權(quán)利要求4所述的氣電兩用蓄熱式鍋爐，其特征在于，所述的沖天煙管在鍋筒內(nèi)。
6．如權(quán)利要求4所述的氣電兩用蓄熱式鍋爐，其特征在于，所述的沖天煙管在鍋筒外面。
7．如權(quán)利要求2所述的氣電兩蓄熱式鍋爐，其特征在于，電熱元件(6)從鍋筒(7)的側(cè)部插入鍋筒內(nèi)的水中。
8．如權(quán)利要求2所述的氣電兩用蓄熱式鍋爐，其特征在于，電熱元件(6)從鍋筒(7)的頂部插入鍋筒內(nèi)。
全文摘要
一氣電兩用蓄熱式鍋爐,它包括一其頂部壁上有出水口、下部側(cè)壁有進(jìn)水口的鍋筒和包括燃?xì)饧訜嵫b置和電加熱裝置的加熱系統(tǒng)。燃?xì)饧訜嵫b置包括,燃?xì)庋b置室、移門等組成的進(jìn)氣部分,在鍋筒內(nèi)腔下部的外壁上繞有多個(gè)傾斜輻射導(dǎo)流管的燃燒室,內(nèi)設(shè)有迫使煙氣呈螺旋形上升的旋流片的沖天煙管。電加熱裝置是置于鍋筒內(nèi)的。沖天煙管頂部有一可關(guān)閉的排煙擋板。
文檔編號(hào)F24H9/18GK1301941SQ99127029
公開日2001年7月4日 申請(qǐng)日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者程志華 申請(qǐng)人:上海廣安工程應(yīng)用技術(shù)有限公司