技术特征：
1.一种安全高效的蒸汽锅炉系统，包括面式燃烧器(1)、锅炉本体(2)、连接烟道(3)、节能器(4)、下烟室(5)、常压冷凝器(6)、烟囱(7)，所述面式燃烧器(1)与锅炉本体(2)连接，所述锅炉本体(2)通过连接烟道(3)与节能器(4)连接，所述节能器(4)通过下烟室(5)与常压冷凝器(6)连接，所述常压冷凝器(6)与烟囱(7)连接；所述面式燃烧器(1)包括燃烧头(11)、混合器(12)、手动调节阀(13)、阀组(14)、风压开关(15)、鼓风机(16)、点火装置以及控制系统，所述燃烧头(11)通过混气管道a与混合器(12)的一端连接，所述混合器(12)下方通过天然气管路b与阀组(14)连接，所述混合器(12)的另一端通过空气管路c与鼓风机(16)连接，所述手动调节阀(13)设置在天然气管路b上，所述风压开关(15)设置在空气管路c上；所述点火装置靠近燃烧头(11)且处于燃烧头(11)的平行平面上；所述控制系统用于控制混合器(12)、阀组(14)、风压开关(15)、鼓风机(16)以及点火装置；所述燃烧头(11)由燃烧面罩(111)、水冷管(112)以及燃烧面(113)组成，所述燃烧面罩(111)通过混气管路a与混合器(12)相通，水冷管(112)之间留有缝隙，水冷管(112)并排穿过燃烧面罩(111)，所述水冷管(112)的两端分别连接水管构成循环水路，所述燃烧面(113)呈矩形，由若干间隔相等的金属片(1131)排列而成，所述金属片(1131)之间留出的间隙(1132)作为混合气游走的通道，所述点火装置靠近燃烧面(113)。；2.根据权利要求1所述的一种安全高效的蒸汽锅炉系统，其特征在于：所述混合器(12)内设涡旋轮(121)和混合室(122)，所述涡旋轮(121)与混合室(122)的空气进入端相对旋转配合，所述混合室(122)呈圆筒锥状，混合室(122)的圆筒壁上开设有若干出气孔(1221)，混合室(122)还通过天然气管路b依次与手动调节阀(13)、阀组(14)连接，所述阀组(14)通过天然气管路b与天然气供端连接。3.根据权利要求2所述的一种安全高效的蒸汽锅炉系统，其特征在于：所述涡旋轮(121)上设有若干金属扇叶(1211)，所述金属扇叶(1211)沿涡旋轮(121)一圈呈360度分布，所有金属扇叶(1211)各自都不在同一平面上；驱动涡旋轮(121)使得天然气和空气被送入混合室(122)，在涡旋轮(121)形成的涡旋气流下，天然气和空气进行充分混合后由出气孔(1221)排出并通过混气管路a直至燃烧头(11)。4.根据权利要求1所述的一种安全高效的蒸汽锅炉系统，其特征在于：所述节能器(4)近底部通过管路与进水阀(8)连接，所述进水阀(8)通过管路与循环水泵连接，循环水泵与保温水箱连接，保温水箱与节能器(4)相连，构成水循环。5.根据权利要求1所述的一种安全高效的蒸汽锅炉系统，其特征在于：所述锅炉本体(2)与节能器(4)之间设有节能器(4)流向锅炉本体(2)的水流管路w，所述水流管路w与锅炉本体(2)连接侧的锅炉本体(2)上设有水位传感器(9)，锅炉本体(2)顶部设有压力阀、安全阀、放风阀，所述节能器(4)还与水泵相连，水泵与保温水箱相连，保温水箱、水泵、节能器(4)、水流管路w、锅炉本体(2)形成水通道。6.根据权利要求1所述的一种安全高效的蒸汽锅炉系统，其特征在于：所述常压冷凝器(6)设有同侧进出的s型冷凝管道(61)。7.一种基于权利要求4所述蒸汽锅炉系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：1)水循环开启：打开进水阀(8)，打开循环水泵，使保温水箱、循环水泵、节能器(4)三者
进行水循环；2)燃烧器蒸汽压力采集阶段：采集蒸汽压力信号传送到控制系统，控制系统发出指令控制鼓风机(16)，实现空气进给量的控制，空气经过空气管路c进入混合器(12)；3)鼓风机空气进给和天然气进给阶段：打开鼓风机(16)进给空气，通过风压开关(15)调节空气压力，将风压开关(15)的动作信号和流量计采集的流量信号传送至控制系统，打开手动调节阀(13)由控制系统及设定好风燃比的阀组(14)实现对天然气进给量的控制，控制系统在对阀组(14)进行开度调节控制流量的同时，还接收通过内置于阀组(14)的压力传感器实时反馈的压力信号，以达到预设空气和天然气的进量配比和适配压力，天然气通过天然气管路b进入混合器(12)；4)混合器混合阶段：从鼓风机(16)来的空气从空气管道c进入混合器(12)，而天然气从混合器(12)下方的管路b进入混合器(12)，空气和天然气在混合器(12)中混合，由于空气和天然气不断的涌入，混合气体通过混合器(12)另一端排出后经混气管道a流入燃烧头(11)；5)点火装置点火阶段：当阀组(14)被打开时，此时点火装置由控制系统发出信号指令同步点火，使点火动作不晚于天然气从燃烧头(11)流出的时间；由天然气和空气组成一定比例的混合气流入燃烧头(11)，该股混合气被点燃，混合气燃烧产生的热量被采集反馈至控制系统；若热量值超出需求，则通过控制系统减少鼓风机(16)空气进给量，从而减少天然气的进给量；若热量值达不到需求，则通过控制系统增加鼓风机(16)空气进给量，在预混风燃比可控的比例不变得情况下，天然气进给量增加，混合气燃烧热量提高；6)高温烟气进入锅炉本体阶段：步骤5)点火后燃气燃烧达到2000-2200℃的高温烟气进入锅炉本体(2)，进行第一级换热；7)烟气进入节能器阶段：经步骤6)后降为255-265℃的烟气通过连接烟道(3)进入节能器(4)，由保温水箱、循环水泵、进水阀(8)、节能器(4)构成的水循环与烟气进行换热形成第二级换热，进一步降低烟气温度到75-85℃；8)烟气进入常压冷凝器阶段：经步骤7)后的烟气通过下烟室(5)进入到常压冷凝器(6)，常压冷凝器(6)对75-85℃的烟气进行继续降温，形成第三级换热，最终烟气温度降为50-60℃，低于排烟设计温度，并从烟囱(7)流出到下一设备。8.根据权利要求7所述蒸汽锅炉系统的工作方法，其特征在于：所述烟气的颗粒物排放浓度＜5mg/nm3,二氧化硫浓度＜10mg/nm3，氮氧化物浓度＜25mg/nm3，林格曼黑度≤1。
技术总结
本发明公开了一种安全高效的蒸汽锅炉系统，包括面式燃烧器、锅炉本体、连接烟道、节能器、下烟室、常压冷凝器、烟囱，面式燃烧器与锅炉本体连接，锅炉本体通过连接烟道与节能器连接，节能器通过下烟室与常压冷凝器连接，常压冷凝器与烟囱连接。本发明具有以下优点和效果：通过控制系统及相关传感器的设计，实现以蒸汽压力、燃烧头热量为指标信号控制空气进给量，达到预设的空气与天然气混合比例。另外，通过燃烧头若干间隔相等的金属片排列设计，在不对空气做粉尘过滤处理下，也可避免由于粉尘燃烧不尽产生的积碳使燃烧头气流间隙堵塞，避免爆炸。通过三级换热设计，将高达2000多摄氏度的温度降为55℃左右的烟囱排出温度，整个系统热效率达到98％。热效率达到98％。热效率达到98％。
技术研发人员：李文健 周成华 王标兵 陈子伟 金晓峰 李凯 胡爱国 童天昊 王珂 黄建福 郑俊杰 王进卿
受保护的技术使用者：浙江金锅锅炉有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/7/29