专利名称：自调节节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设置在锅炉尾部的节能装置，尤其涉及一种自调节节能装置。
背景技术：
我国是一个能源短缺的国家，特别是油和气的资源更是短缺，因此，锅炉的节能和提高燃料的利用率是一项长期而重要的工作。
在锅炉的燃料油中含有的硫分，在燃烧后生成SO2。烟气中的SO2以及水蒸汽与锅炉尾部金属壁面——冷面接触时，就会冷凝并形成液体的硫酸。这时它附着在锅炉尾部受热面的金属壁面上，对金属壁面产生腐蚀。
天燃气虽然几乎不含有硫分，但是天燃气在燃烧后会产生大量的水蒸汽。带有大量水蒸汽的烟气在接触到锅炉尾部金属壁面——冷面时冷凝，冷凝水中的CO2成分也会对金属壁面形成腐蚀。引起冷凝而形成腐蚀的温度，称之为露点温度。
锅炉尾部因腐蚀导致锅炉受热面的损坏，不仅增加锅炉的维修成本，而且还导致锅炉的不安全运行，影响企业的安全生产。在传统的锅炉设计中，设计师往往将锅炉的排烟温度设定在比较高的水平，就是为了避免锅炉尾部的低温冷凝腐蚀。
目前我国使用的燃油燃气锅炉的排烟温度一般都在220℃～250℃之间，更有部分锅炉的排烟温度甚至可高达300℃以上，大量的能源被白白的浪费掉了。国外进口的带有省煤器的燃油燃气锅炉，其排烟温度也在160℃以上。
目前国内传统的燃油燃气锅炉结构基本上是如下两种形式请参见图1所示，一种锅炉A，在锅炉尾部的排烟气出口处设置烟囱B，这是国内生产的锅炉主要结构形式，它不带有锅炉尾部受热面，特别是小容量的锅炉，基本上都是这种布置形式。锅炉排出的烟气直接从烟囱排出，通常这类锅炉的排烟温度在220～250℃，有些排烟温度甚至高达300℃以上。造成大量的能源被白白的浪费掉了。
请参见图2所示，另一种带有尾部受热面的燃油燃气锅炉A，在锅炉A的尾部的排烟气出口处设置有一受热面部件C，在受热面部件C的上端连接烟囱B。通过受热面部件C对烟气的余热加以利用，以提高锅炉的热效率。虽然锅炉尾部设置有受热面部件C，提高了锅炉的热效率，但是这种布置形式由于考虑到锅炉尾部过低的排烟温度往往引起锅炉烟气中的带有腐蚀作用的气体在与锅炉受热面的接触过程中冷凝而结露，导致锅炉受热面的损坏和锅炉的不安全运行，仍然将排烟温度设计的比较高，通常的排烟温度在160℃～180℃之间。此外，当这种锅炉处于低负荷运行的时候，仍然会不可避免地出现受热面部件C低温腐蚀的现象，造成锅炉不能正常运行。
还有一种国外的冷凝式锅炉，在冷凝式锅炉的尾部设置一节能装置。它充分利用了锅炉尾部排烟的余热，大大提高了锅炉的热效率。在国外，这种冷凝式锅炉绝大部分用于家庭，即属于小型的生活锅炉。这种锅炉在设计的时候已经考虑了锅炉尾部的低温腐蚀的问题，该节能装置通常采用比较好的耐腐蚀不锈钢材料，使得锅炉的生产成本很高，至少是常规锅炉的2倍。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种自调节节能装置，设置在燃油燃气锅炉排高温烟气的尾部，锅炉排出的高温烟气通过该装置能大幅度降低锅炉的排烟温度，提高锅炉的热效率；并能在锅炉任何负荷条件下实现锅炉尾部的进水温度的自调节，使锅炉尾部受热金属面不会引起冷凝和低温腐蚀，确保锅炉的安全运行。
本实用新型的目的是这样实现的一种自调节节能装置，其特点是，该装置包括换热器、混合器及测温控制组件；所述的换热器设置在锅炉尾部的烟气排出口，换热器由壳体及设置在壳体内的换热器本体组成；所述的混合器位于换热器的烟气入口外侧，混合器通过水管与换热器连接；混合器由筒体、设置在筒体内一侧的复合管及间隔设置在筒体内另一侧的一对多孔板组成；所述的测温控制组件由烟气侧热电阻、给水侧热电阻及温控调节阀组成；烟气侧热电阻设置在换热器的烟气入口部位的壳体内，给水侧热电阻设置在换热器与混合器相连接的水管上，温控调节阀设置在混合器的热源入口。
在上述的自调节节能装置中，其中，所述的换热器本体由一对侧集箱、多个换热管排组成；一对侧集箱相间隔的对应设置，在其中一侧集箱的侧边两端分别设置进水接口和出水接口；多个换热管排相间隔的垂直设置在侧集箱上。
在上述的自调节节能装置中，其中，所述的换热排管由一对分集箱和多根螺旋片换热管组成；一对分集箱间隔对应设置，多根螺旋片换热管间隔设置在一对分集箱之间。
在上述的自调节节能装置中，其中，所述的换热器本体的侧集箱、分集箱和螺旋片换热管内均设为空腔，并相互贯通，在各空腔中灌入水。
在上述的自调节节能装置中，其中，所述的复合管由冷源分配管和换热盘管组成；所述的冷源分配管的前段管伸在筒体外，后段管设置在筒体内，在冷源分配管的前段管上垂直设有冷源进入接口，在冷源分配管的后段管壁上均匀分布多个通孔；所述的换热盘管呈螺旋形绕有内外两层套置在冷源分配管的后段管外，换热盘管的高温热源进入的管段设置在冷源分配管内，在换热盘管的热源进入端连接一接口，该接口设置在冷源分配管的前段管口。
在上述的自调节节能装置中，其中，所述的一对多孔板上分别分布多个通孔，相对设置在筒体中的一对多孔板上的通孔相互错位。
在上述的自调节节能装置中，其中，所述的筒体的前端设有热源输出接口，该接口与换热盘管的热源出口连接，筒体的另一端设有冷源输出接口。
本实用新型自调节节能装置由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果1.燃油燃气锅炉排高温烟气的尾部由于设置本实用新型自调节节能装置，可以大幅度降低锅炉的排烟温度，提高锅炉的热效率，可使锅炉的热效率提高5个百分点；锅炉的排烟温度可降低至120℃，并能在锅炉的任何负荷条件下锅炉尾部受热金属面都不会引起冷凝和低温腐蚀，确保锅炉的安全运行；
2.本实用新型由于设有测温控制组件，使该装置具有自调节的功能，确保设置在锅炉的尾部的换热器的进水温度高于露点温度，因此在锅炉的各种负荷状态下，都不会在锅炉的尾部受金属热面上出现冷凝现象，从而避免了锅炉尾部的低温冷凝腐蚀；3.本实用新型由于设有混合器，使混合器的冷源分配管进入的冷水与换热盘管中的热源进行热交换，再流经一对多孔板进行热平衡，从出水接口可排出温度较稳定的温水输入换热器本体；4.本实用新型由于设有换热器，输入换热器本体中的水与壳体内的高温烟气充分热交换，可有效提高换热器排出给锅炉的水温，从而有效的提高了锅炉的热效率；5.本实用新型的投资成本很低，锅炉的节能效率高，并能降低锅炉的维修率和维修成本，具有良好的性价比。
通过以下对本实用新型自调节节能装置的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1是现有技术锅炉的结构示意图；图2是现有技术带有尾部受热面部件的燃油燃气锅炉的结构示意图；图3是本实用新型自调节节能装置结构示意图；图4是本实用新型自调节节能装置的热交换本体结构示意图；图5是本实用新型自调节节能装置的换热管排结构示意图；图6是本实用新型自调节节能装置的混合器结构示意图；图7是本实用新型自调节节能装置的复合管结构示意图；图8是本实用新型自调节节能装置的冷源分配管的截面剖视图；图9是本实用新型自调节节能装置的控制流程图。
具体实施方式
请参见图3所示，自调节节能装置由换热器1、混合器2及测温控制组件3组成；换热器1设置在锅炉尾部的烟气排出口，换热器1由壳体11及设置在壳体11内的换热器本体12组成；混合器2位于换热器1的烟气入口外侧，混合器2通过水管4与换热器2连接；测温控制组件3由烟气侧热电阻31、给水侧热电阻32及温控调节阀33组成；烟气侧热电阻31(在本实施例中该热电阻31采用的是型号为Pt100的热电阻)设置在换热器1的烟气入口部位的壳体11内，给水侧热电阻32(在本实施例中该热电阻32采用的是型号为Pt100的热电阻)设置在换热器1与混合器2相连接的水管4上，温控调节阀33(该温控调节阀33采用现有的温控调节阀)设置在混合器2的热源入口。
请配合参见图4、图5所示，换热器本体12由一对侧集箱121、多个换热管排122组成；一对侧集箱121相间隔的对应设置，在其中一侧集箱121的侧边两端分别设置进水接口121a和出水接口121b；多个换热管排122相间隔的垂直设置在侧集箱121上；换热排管122由一对分集箱122a和多根螺旋片换热管122b组成；一对分集箱122a间隔对应设置，多根螺旋片换热管122b间隔设置在一对分集箱122a之间；换热器本体12的侧集箱121、分集箱122a和螺旋片换热管122b内均设为空腔，并相互贯通，在各空腔中灌入水。换热器本体12中的水与壳体11内的高温烟气充分热交换，可有效提高换热器1排出给锅炉的水温。
请配合参见图6、图7、图8所示，混合器2由筒体21、设置在筒体21内一侧的复合管22、间隔设置在筒体21内另一侧的一对多孔板23组成。
混合器2的筒体21的前端设有热源输出接口211，该接口211与换热盘管222的热源出口连接，筒体21的另一端设有输出水接口212。
混合器2的复合管22由冷源分配管221和换热盘管222组成；所述的冷源分配管221的前段管伸在筒体21外，后段管设置在筒体21内，在冷源分配管221的前段管上垂直设有冷源进入接口221a，在冷源分配管221的后段管壁上均匀分布多个通孔221b；所述的换热盘管222呈螺旋形绕有内外两层套置在冷源分配管221的后段管外，换热盘管222的高温热源进入的管段222a设置在冷源分配管221内，在换热盘管222的热源进入端连接一接口222b，该接口222b设置在冷源分配管221的前段管口。
混合器2的一对多孔板23上分别分布多个通孔231，间隔相对设置在筒体21中的一对多孔板23上的通孔231相互错位。
混合器2的冷源分配管221进入的冷水与换热盘管222中的热源进行热交换，再流经一对多孔板23，进行热平衡，从出水接口212排出温度较稳定的温水输入换热器本体12。
本实用新型经实验证明，锅炉尾部引起冷凝不但与烟气的温度有关，而且与尾部受热面内的冷水的温度有很大的关系。当烟气温度足够高的时候，锅炉尾部的受热金属壁面的温度将高于露点温度，从而不产生冷凝现象；同样，当进入换热器本体的进水的温度高于冷凝温度，以及烟气温度不是很低时，也不会出现冷凝现象。显然，相对于不产生冷凝现象，烟气温度和冷水温度存在一定的规律。
本实用新型根据这一规律，通过测温控制组件可在不同的烟气温度下自动调节锅炉尾部受热金属面的进水温度，以确保锅炉在任何负荷条件下锅炉尾部都不产生冷凝现象。
请结合图3和图6参见图9所示，本节能装置的自调节功能的原理是混合器2的冷源分配管221进入的冷水与换热盘管222中的热源进行热交换，再流经一对多孔板23进行热平衡，从出水接口212排出的温度较稳定的温水输入换热器本体12；换热器本体12从混合器2输入的水与壳体11内的高温烟气充分热交换，可有效提高换热器1排出给锅炉的水温。
当换热器1中烟气一侧的热电阻31测得换热器1内的烟气温度信号后，将测得的温度信号送到外部控制箱；设置在装置外部的控制箱内的运算器根据换热器1内的烟气温度信号进行运算，求出混合器水出口的最低给水温度；外部的控制箱内的运算器对设置在混合器2的热源输入口的温控调节阀33进行温度设定；然后温控调节阀33自动对混合器2上的水一侧的热电阻32测得的温度信号进行对比，并根据对比的结果，自动调节热源的输入量，直到混合器2的出水温度满足所设定的温度；当锅炉的负荷改变，如锅炉在低负荷运行时，锅炉的排烟温度发生变化，换热器1中烟气侧的热电阻31立刻将温度的变化反馈给外部控制箱内的运算器重新进行运算，并重新设定新的混合器出水口的最低给水温度；混合器热源入口的温控调节阀33根据设定的温度，重新调节热源的输入量。从而确保锅炉尾部的温度高于露点温度，在锅炉的各种负荷状态下，都不会在锅炉的尾部受热金属面上出现冷凝现象，避免了锅炉尾部的低温冷凝腐蚀。
综上所述，本实用新型自调节节能装置设置在燃油燃气锅炉排高温烟气的尾部，能大幅度提高锅炉的热效率，可使锅炉的热效率提高5个百分点；降低锅炉的排烟温度至120℃；由于本实用新型具有对锅炉尾部的受热金属壁面的温度自调节的功能，在锅炉的任何负荷条件下都不会引起冷凝和低温腐蚀，确保锅炉的安全运行。
权利要求1.一种燃油燃气锅炉的自调节节能装置，其特征在于所述的装置包括换热器(1)、混合器(2)及测温控制组件(3)；所述的换热器(1)设置在锅炉尾部的烟气排出口，换热器(1)由壳体(11)及设置在壳体(11)内的换热器本体(12)组成；所述的混合器(2)位于换热器的烟气入口外侧，混合器(2)通过水管(4)与换热器(1)连接；混合器(2)由筒体(21)、设置在筒体(21)内一侧的复合管(22)及间隔设置在筒体(21)内另一侧的一对多孔板(23)组成；所述的测温控制组件(3)由烟气侧热电阻(31)、给水侧热电阻(32)及温控调节阀(33)组成；烟气侧热电阻(31)设置在换热器(1)的烟气入口部位的壳体(11)内，给水侧热电阻(32)设置在换热器(1)与混合器(2)相连接的水管(4)上，温控调节阀(33)设置在混合器(2)的热源入口。
2.如权利要求1所述的自调节节能装置，其特征在于所述的换热器本体(12)由一对侧集箱(121)、多个换热管排(122)组成；一对侧集箱(121)相间隔的对应设置，在其中一侧集箱(121)的侧边两端分别设置进水接口(121a)和出水接口(121b)；多个换热管排(122)相间隔的垂直设置在侧集箱(121)上。
3.如权利要求2所述的自调节节能装置，其特征在于所述的换热排管(122)由一对分集箱(122a)和多根螺旋片换热管(122b)组成；一对分集箱(122a)间隔对应设置，多根螺旋片换热管(122b)间隔设置在一对分集箱(122a)之间。
4.如权利要求2和要求3所述的自调节节能装置，其特征在于所述的换热器本体(12)的侧集箱(121)、分集箱(122a)和螺旋片换热管(122b)内均设为空腔，并相互贯通，在各空腔中灌入水。
5.如权利要求1所述的自调节节能装置，其特征在于所述的复合管(22)由冷源分配管(221)和换热盘管(222)组成；所述的冷源分配管(221)的前段管伸在筒体(21)外，后段管设置在筒体(21)内，在冷源分配管(221)的前段管上垂直设有冷源进入接口(221a)，在冷源分配管(221)的后段管壁上均匀分布多个通孔(221b)；所述的换热盘管(222)呈螺旋形绕有内外两层套置在冷源分配管(221)的后段管外，换热盘管(222)的高温热源进入的管段(222a)设置在冷源分配管(221)内，在换热盘管(222)的热源进入端连接一接口(222b)，该接口(222b)设置在冷源分配管(221)的前段管口。
6.如权利要求1所述的自调节节能装置，其特征在于所述的一对多孔板(23)上分别分布多个通孔(231)，相对设置在筒体(21)中的一对多孔板(23)上的通孔(231)相互错位。
7.如权利要求1所述的自调节节能装置，其特征在于所述的筒体(21)的前端设有热源输出接口(211)，该接口(211)与换热盘管(222)的热源出口连接，筒体(21)的另一端设有冷源输出接口(212)。
专利摘要本实用新型涉及一种自调节节能装置，包括换热器、混合器及测温控制组件；由壳体及设置在壳体内的换热器本体组成的换热器设置在锅炉尾部的高温烟气排出口；混合器通过水管与换热器连接，混合器由筒体、设置在筒体内一侧的复合管、间隔设置在筒体内另一侧的一对多孔板组成；测温控制组件中的烟气侧热电阻设置在换热器的烟气入口部位的壳体内，给水侧热电阻设置在换热器与混合器相连接的水管上，温控调节阀设置在混合器的热源入口。本实用新型充分利用了锅炉尾部排烟的余热，能大幅度提高锅炉的热效率，降低锅炉的排烟温度，并具有对锅炉尾部的受热金属壁面的温度自调节的功能，使锅炉尾部不产生冷凝和低温腐蚀，确保锅炉的安全运行。
文档编号F23J15/08GK2890667SQ20052004695
公开日2007年4月18日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者余德祖 申请人:上海工业锅炉研究所