一种全预混锅炉的制作方法

本实用新型一种全预混锅炉，属于能量交换技术领域。

背景技术：

预混式技术是将燃料与空气在进入燃烧室喷嘴前进行完全混合，经过预混腔将气体分子充分搅散混合，然后再进行燃烧，利用这种技术的锅炉称之为全预混锅炉，现有技术中全预混锅炉存在很多弊端，传统的燃烧器，由于氧气分布以及燃气进入速度等问题导致燃烧不充分，有害气体排放量大；另外的，由于锅炉内为高温高压环境，会对电器控制元件造成影响，当出现故障时，很容易出现重大事故；再有，现有技术中所使用的换热管均采用铜材料，然而铜材料造价高，导致锅炉成本上升。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种全预混锅炉，采用双重检测，利用独立与控制电路板外的控制装置对温度、液位、火焰状态、压力等属性进行监控，大大增加了锅炉整体的安全性，同时利用钢材料代替铜材料，降低设备的整体造价。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种全预混锅炉，包括壳体、烟箱、热交换器、变频风机和燃烧器，所述热交换器位于烟箱内部，所述热交换器包括换热管，所述换热管为多个，成平行设置，多个所述换热管的两端设置有固定板，所述换热管通过固定板的限定而成环形分布，位于上方的所述固定板的中心处设置有燃烧器法兰，所述燃烧器穿过燃烧器法兰设置于多个换热管所形成的环形的中心处，所述燃烧器法兰的外延设置有隔离板，所述隔离板将水隔离在隔离板外，防止水流入燃烧器内，所述隔离板的环内还设置有点火装置和用于监控火焰状态的离子探针，所述固定板的外侧设置有集水罩，所述集水罩与固定板之间形成蓄水腔，所述蓄水腔与换热管之间形成水循环通道；

位于上方的所述集水罩上设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口的管壁上均设置有温度传感器，位于下方的所述集水罩上设置有排水管；

所述燃烧器的输入端与变频风机连接，所述变频风机与燃气管路连通，所述变频风机与燃气管路之间设置有燃气阀体和文丘里阀，所述文丘里阀的一端与燃气阀体连接，所述文丘里阀的另一端设置有空气过滤器，所述文丘里阀将空气与燃气进行混合，所述燃气阀体将混合气体的压力降低，所述变频风机将降压后的可燃气体输入燃烧器内，所述燃气管路上设置有燃气压力开关；

所述烟箱、变频风机和燃烧器均位于壳体内部，所述进水口和出水口以及排水管均延伸至壳体的外部，所述壳体的下方设置有排烟口。

所述换热管包括管体，所述管体外表面环绕有螺旋翅片，所述管体和螺旋翅片均采用钢，所述螺旋翅片与管体之间通过高频焊接固定连接。

所述换热管的外侧设置有阻流板，所述阻流板数量为多个，成均匀的分布，所述相邻两个阻流板之间成角度设置，使得位于换热管外圆的夹角成凸出结构，位于两个换热管之间的夹角成凹陷结构。

所述燃烧器的表面均匀分布有多个燃烧孔，所述燃烧孔成矩形，所述燃烧器的表面覆盖有金属纤维网。

所述固定板上设置有翅片，所述翅片为四个，所述翅片将蓄水腔分割成四个区域，四个区域与换热管之间形成四回程，所述进水口和出水口位于不同的区域。

所述烟箱的四周与壳体之间以及集水罩的表面均设置有保温棉，所述烟箱上设置有用于排放保温棉冷凝水的棉层排水管，所述棉层排水管延伸至壳体外部，所述烟箱上方的壳体内壁上设置有防止噪音的隔音棉。

所述壳体内部还设置有控制电路板、温度高限控制器、防干烧控制器、温度压力表和风压开关，所述壳体的外部设置有操作面板，所述防干烧控制器位于出水口的最高点。

所述烟箱上开有观火孔，所述观火孔位于隔离板所在区域的上方，所述观火孔的上方设有便于观察的反射镜。

所述燃气管路上设置有燃气过滤阀和燃气手动切断阀，所述燃气过滤阀位于壳体外部的燃气管路上。

所述壳体上设置有空气过滤器。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本申请采用金属纤维燃烧器，火孔成微型密集型设计，其表面覆盖金属纤维网，使燃烧更充分，火焰分布更均匀，使换热器受热更均匀，同时从燃烧原理角度降低氮氧化物的形成。

2、本申请利用燃气阀体调整进入变频风机内燃气的压力，实现宽频调节气压，实现燃气供应的稳定，燃气出口实现低压力值，从而保证恒定的空燃比；另外的，利用燃气阀体可将设备直接接入低压燃气管网，降低燃气设施投资的同时提高整个系统安全级别。

3、整个锅炉控制系统由机械和电子控制器双结合，利用温度高限控制器、防干烧控制器、燃气压力开关等独立于这个电子控制系统的控制元件对锅炉进行控制，实时显示运行状况，为锅炉稳定运行提供全方位的安全保障。

4、本申请利用变频风机对空气和燃气进行混合，精确调节气体流量，提高空燃比的精确性，在提高燃烧效率的同时从根本上有效控制氮氧化物的排放；另外的，实现了供热输出的无极变频调节，根据水温变化变频燃烧，将燃烧效率和使用工况无缝结合；另外的，一台设备同时提供进风即排烟动力，从而做到平衡式排烟。

5、本申请采用四回程换热，在满足高效换热的前提下，尽可能降低水质和烟气对换热器的影响，更适应烟气腐蚀性强、水质偏硬的复杂运行环境。

6、本装置中的换热器采用钢材料，并且采用高频焊接方式对螺旋翅片进行焊接，钢材料本身成本低，且钢材料本身可以采用高频焊接方式进行焊接，高频焊接方式使得换热器拥有更高的耐压性，提高使用寿命和安全系数。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1为本实用新型的内部结构示意图。

图2为本实用新型的剖视图。

图3为燃烧器的结构示意图。

图4为本实用新型的后视图。

图中1为壳体、2为烟箱、3为热交换器、4为变频风机、5为燃烧器、6为换热管、7为固定板、8为燃烧器法兰、9为隔离板、10为点火装置、11为离子探针、12为集水罩、13为蓄水腔、14为进水口、15为出水口、16为排水管、17为燃气管路、18为燃气阀体、19为排烟口、20为阻流板、21为燃烧孔、22为金属纤维网、23为翅片、24为棉层排水管、25为温度高限控制器、26为温度压力表、27为风压开关、28为观火孔、29为反射镜、30为燃气手动切断阀、31为防干烧控制器、32操作面板、33为文丘里阀、34为保温棉、35为隔音棉、36为空气过滤器、37为温度传感器。

具体实施方式

如图1~图4所示，本实用新型一种全预混锅炉，包括壳体1、烟箱2、热交换器3、变频风机4和燃烧器5，所述热交换器3位于烟箱2内部，所述热交换器3包括换热管6，所述换热管6为多个，成平行设置，所述换热管6包括管体，所述管体外表面环绕有螺旋翅片，所述管体和螺旋翅片均采用钢，所述螺旋翅片与管体之间通过高频焊接固定连接，节省成本的同时，提高换热管耐压性能。

多个所述换热管6的两端设置有固定板7，所述换热管6通过固定板7的限定而成环形分布，位于上方的所述固定板7的中心处设置有燃烧器法兰8，所述燃烧器5穿过燃烧器法兰8设置于多个换热管6所形成的环形的中心处，所述燃烧器法兰8的外延设置有隔离板9，所述隔离板9将水隔离在隔离板9外，防止水流入燃烧器5内，所述隔离板9的环内还设置有点火装置10和用于监控火焰状态的离子探针11，所述固定板7的外侧设置有集水罩12，所述集水罩12与固定板7之间形成蓄水腔13，所述蓄水腔13与换热管6之间形成水循环通道。

位于上方的所述集水罩12上设置有进水口14和出水口15，所述进水口14和出水口15的管壁上均设置有温度传感器37，位于下方的所述集水罩12上设置有排水管16。

所述固定板7上设置有翅片23，所述翅片23为四个，所述翅片23将蓄水腔13分割成四个区域，四个区域与换热管6之间形成四回程，四回程换热器可以更好的降低水质和烟气对换热器的影响，所述进水口14和出水口15位于不同的区域。

所述燃烧器5的输入端与变频风机4连接，所述变频风机4与燃气管路17连通，所述变频风机4与燃气管路17之间设置有燃气阀体18和文丘里阀33，所述文丘里阀33的一端与燃气阀体连接，所述文丘里阀33的另一端设置有空气过滤器36，所述文丘里阀33将空气与燃气进行混合，所述燃气阀体18将混合气体的压力降为零，从而提供稳定的燃气，所述变频风机4将降压后的可燃气体输入燃烧器5内，所述燃气管路上设置有燃气压力开关，燃气压力开关独立于整个电子控制系统，避免锅炉在燃气压力非正常的状态下运行。

所述烟箱2、变频风机4和燃烧器5均位于壳体1内部，所述进水口14和出水口15以及排水管16均延伸至壳体1的外部，所述壳体1的下方设置有排烟口19。

所述换热管6的外侧设置有阻流板20，所述阻流板20数量为多个，成均匀的分布，所述相邻两个阻流板20之间成角度设置，使得位于换热管6外圆的夹角成凸出结构，位于两个换热管6之间的夹角成凹陷结构，这种特殊结构可以将烟气最大程度的封闭在换热管内部，防止烟气四溢。

所述燃烧器5的表面均匀分布有多个燃烧孔21，所述燃烧孔21成矩形，所述燃烧器5的表面覆盖有金属纤维网22，燃烧孔21的密级程度与锅炉的型号和燃烧器本身尺寸有关，需要根据具体情况来设定具体的密集程度。

所述烟箱2的四周与壳体1之间以及集水罩12的表面均设置有保温棉34，可进一步阻止烟气的四溢，当遇到冷热交替时，保温棉34内会产生冷凝水，因此烟箱2上设置有用于排放保温棉34冷凝水的棉层排水管24，所述棉层排水管24延伸至壳体1外部，所述烟箱2上方的壳体内壁上设置有防止噪音的隔音棉35。

所述壳体1内部还设置有控制电路板，控制这个设备的电器元件，包括各种传感器，如回水温度传感器、水压传感器、烟气温度传感器等，对整个锅炉进行负荷调节、燃烧控制、温度补偿、模块控制等，壳体内还设置有温度高限控制器25，温度高限控制器25同样是独立于控制系统而设置的，属于纯机械温度控制器，当电子温度控制器发生故障时提供有效的保证，起到双重温度保护的作用；

另外还设置有防干烧控制器31，防干烧控制器31同样是独立于控制系统，通过液位控制，更加精确及时的确保设备在缺水状态下停止所有运行，所述防干烧控制器31位于出水口15的最高点；

另外还有温度压力表26，优选选用一体式温度压力双显表，便于使用者在维护维修时更加实时、准确、直接的了解锅炉的运行情况；

另外还设置有风压开关27，风压开关27可以实时监测风机即配风量的状态。

所述壳体1的外部设置有操作面板32。

所述烟箱2上开有观火孔28，所述观火孔28位于隔离板9所在区域的上方，所述观火孔28的上方设有便于观察的反射镜29，观测人员可以通过反射镜29直接观看观火孔28，从而使燃烧状态一目了然，观火孔上采用高强度耐高温玻璃材料。

所述燃气管路17上设置有燃气过滤阀和燃气手动切断阀30，所述燃气过滤阀避免燃气杂质对燃烧阀体及燃烧器的影响，提高运行安全，保证设备的正常运行寿命，燃气过滤阀位于壳体外部的燃气管路上，方便清洁和更换。

所述壳体1上设置有空气过滤器36，保证足够的空气需求情况下，降低污浊空气对金属燃烧器的影响。

具体工作过程：

首先，将燃气手动切断阀30转至打开位置，然后将操作面板32中的温度设定至需要的温度，然后确认循环泵在开启状态，防干烧控制器31会监测液位高度，当出水口15也充满水时，防干烧控制器31确认换热器6中注满水，变频风机4会进行测试运转以确保正常工作，控制电路板接收到信号后发出供热需求，并检测各个传感器和控制器，一切正常后，变频风机4开始全速运转，进行预吹扫，此时风压开关27开启，一切就绪后点火装置10点火，燃气阀体18通电，燃气阀体18感知变频风机4的压力，提供燃气，进入文丘里阀33后进行预混，在压力的作用下，燃气和空气的混合体进入燃烧器5内，点火装置10将混合后的气体点燃，同时离子探针11确认燃烧器5内的火焰是否正常。

温度传感器37实时监测水温，当水温接近设定温度的时候，燃烧器5的输入将减少，当输入等于需求时，燃烧器5将稳定在某一输入值，当水温大于设定温度时，燃烧器5的输入将降低。

燃烧产生的热量通过热交换器3传入水中，烟气的流动由换热管6外侧的阻流板20控制，使得热传输最大，烟气最后进入收集器并排出机外。

当机内温度和压强出现异常时，温度高限控制器25直接切断总电源，确保安全。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。