一种天然气掺氢燃气锅炉的制作方法

本发明涉及天然气掺氢燃气，具体涉及一种天然气掺氢燃气锅炉。

背景技术：

1、天然气与氢气掺烧时，存在的最主要的问题是安全性差及氮氧化物排放高。氢气相比天然气，火焰传播速度更快，低负荷时更易发生回火；爆炸极限更宽，点火时更易发生爆燃，安全性更低；燃烧温度更高，燃烧时产生更多的热力型氮氧化物。尤其对于全预混燃烧而言，发生回火和爆燃的可能性更大，危险性更大。而目前先进的天然气燃烧器多采用全预混水冷燃烧的方式来降低氮氧化物排放，因此将天然气掺氢燃料应用于目前先进的全预混水冷燃烧器面临着巨大的挑战。

2、现有技术中，通常在天然气中掺20％体积分数以下的氢气进行燃烧，此时掺氢燃料的物理化学性质与纯天然气相差不大，无需对天然气燃烧器结构进行较大的改变，而掺氢比例大于20％时，掺烧的安全性不能保证。对于全预混燃烧而言，通常在燃烧前设置预混器和分配器，预混器用于将燃料和空气掺混均匀(或通过前预混风机实现燃料和空气的掺混)，分配器用于将预混气均匀分配至燃烧面上，燃气和空气首先掺混均匀后，再经过分配器进行均流，而掺混和分配所需的空间不能过小，否则掺混分配不均匀或阻力过大，存在不能泄压导致压强过大且混合效果较差的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术不能泄压导致压强过大且混合效果较差的不足，本发明提供一种天然气掺氢燃气锅炉，能够往复对天然气和氢气进行加压和抽拉处理，从而能够增加混合的效果，同时能够对混合气体进行导向，增加混合气体混合的效果，且通过泄压组件能够对天然气和氢气进行泄压处理。

2、本发明提供如下技术方案，一种天然气掺氢燃气锅炉，包括：锅炉主体，锅炉主体的外侧设有控制阀，控制阀远离锅炉主体的一端设有连接管，连接管远离控制阀的一端设有混合箱，混合箱的两端分别设有天然气罐和氢气罐，且混合箱的内部设有混合组件，连接管靠近混合箱的一端设有导向组件，混合箱的外侧设有泄压组件；

3、混合组件用于对导入混合箱内部的天然气和氢气进行混合处理；

4、导向组件用于对混合气体进行导向，且导向组件还可进一步的对混合气体进行混合处理；

5、泄压组件用于对混合箱内部的混合气体进行泄压处理。

6、作为优选，混合组件由挤压板、连接架、转动块、导向槽、复位槽、移动块和移动杆组成，挤压板滑动连接于混合箱的内部，两组连接架均位于挤压板的上方且位于混合箱的内部，转动块转动连接于连接架的外侧，导向槽开设于转动块的外侧，复位槽开设于导向槽的外侧且位于转动块的外侧，移动块位于导向槽的内部，两组移动杆均固定连接于移动块的外侧。

7、作为优选，导向槽和复位槽的内部结构大小与移动块的外部结构大小呈相对应设计，移动块与导向槽和复位槽均为滑动连接。

8、作为优选，移动杆与连接架为滑动连接，且移动杆远离移动块的一端与挤压板固定连接，转动块远离挤压板的一端延伸至混合箱的外侧固定连接有驱动杆。

9、作为优选，驱动杆的外侧固定连接有驱动齿轮，两组驱动齿轮通过啮合条连接，混合箱通过连接壳与驱动齿轮和啮合条连接，连接壳的顶部设有驱动电机，驱动电机的驱动端延伸至连接壳的内部与驱动齿轮固定连接。

10、作为优选，导向组件由驱动块、螺旋片、转动杆和导向叶片组成，驱动块位于连接管的内部，多组螺旋片均位于驱动块的外侧且位于连接管的内部，转动杆转动连接于驱动块的外侧，导向叶片固定连接于转动杆远离驱动块的一端。

11、作为优选，多组螺旋片在驱动块的外侧和连接管的内部呈等间距分布，导向叶片的外部结构大小与连接管的内部结构大小呈相对应设计。

12、作为优选，连接管远离控制阀的一端延伸至混合箱的内部，控制阀靠近连接管的一端开设有第一螺旋槽，天然气罐和氢气罐的输出端均延伸至混合箱的内部，且天然气罐和氢气罐靠近混合箱的一端均设有单向阀。

13、作为优选，泄压组件由连接箱、泄压管、连接套、滑动块、第二螺旋槽、压缩弹簧和回流管组成，连接箱位于混合箱的外侧，泄压管位于连接箱的内部，连接套位于连接箱的顶部，滑动块滑动连接于连接套的内部，第二螺旋槽开设于连接套的内部，压缩弹簧位于滑动块的顶部，回流管位于连接套的外侧。

14、作为优选，泄压管呈螺旋状结构设计，且泄压管的两端分别与混合箱和连接套连接，滑动块的外侧设有导向块，导向块的外部结构大小与第二螺旋槽的内部结构大小呈相对应设计，滑动块通过导向块与第二螺旋槽连接，回流管的两端分别与连接套和混合箱连接。

15、本发明的有益效果是：

16、1、通过混合组件的设计，在天然气和氢气导入混合箱的内部时，启动驱动电机，带动驱动齿轮进行转动，使得啮合条能够进行位移，带动另一组驱动齿轮进行转动，从而使得两组驱动齿轮能够进行转动，带动驱动杆进行转动，因此使得转动块能够进行转动，带动导向槽进行位移，使得移动块能够进行位移，带动移动杆进行位移，通过移动杆能够带动挤压板进行位移，使得挤压板能够对导入混合箱内部的天然气和氢气进行加压处理，在移动块位移至导向槽的顶点时，移动块会移动至复位槽的内部，通过复位槽，使得移动块能够进行复位，带动移动杆进行复位，从而使得挤压板能够进行位移，对混合箱内部的天然气和氢气进行抽拉处理，使得天然气和氢气能够进行位移，通过整体的设计，使得能够往复对天然气和氢气进行加压和抽拉处理，从而能够增加混合的效果；

17、2、通过导向组件的设计，在混合气体导入连接管的内部时，与导向叶片接触，使得导向叶片能够进行转动，增加气体的流速，对气体进行导向，使得气体能够导入控制阀的内部，从而导入锅炉主体的内部，在混合气体导入连接管的内部时，通过螺旋片配合第一螺旋槽，打乱了接近混合气体的层流分布，实现掺混，从而能够增加混合气体混合的效果；

18、3、通过泄压组件的设计，当混合箱内部的混合气体压强过大时，混合气体导入泄压管的内部，配合连接箱内部的冷却液能够对混合气体进行降温处理，使得能够将其混合气体的压强，混合气体随着泄压管导入连接套的内部，挤压滑动块位移，通过第二螺旋槽配合导向块，使得滑动块能够旋转位移，配合压缩弹簧，进行卸力处理，进一步的对混合气体进行泄压处理，泄压完成的气体通过回流管能够重新导入混合箱的内部。

技术特征：

1.一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，包括：锅炉主体，锅炉主体的外侧设有控制阀，控制阀远离锅炉主体的一端设有连接管，连接管远离控制阀的一端设有混合箱，混合箱的两端分别设有天然气罐和氢气罐，且混合箱的内部设有混合组件，连接管靠近混合箱的一端设有导向组件，混合箱的外侧设有泄压组件；

2.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，混合组件由挤压板、连接架、转动块、导向槽、复位槽、移动块和移动杆组成，挤压板滑动连接于混合箱的内部，两组连接架均位于挤压板的上方且位于混合箱的内部，转动块转动连接于连接架的外侧，导向槽开设于转动块的外侧，复位槽开设于导向槽的外侧且位于转动块的外侧，移动块位于导向槽的内部，两组移动杆均固定连接于移动块的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，导向槽和复位槽的内部结构大小与移动块的外部结构大小呈相对应设计，移动块与导向槽和复位槽均为滑动连接。

4.根据权利要求2所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，移动杆与连接架为滑动连接，且移动杆远离移动块的一端与挤压板固定连接，转动块远离挤压板的一端延伸至混合箱的外侧固定连接有驱动杆。

5.根据权利要求4所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，驱动杆的外侧固定连接有驱动齿轮，两组驱动齿轮通过啮合条连接，混合箱通过连接壳与驱动齿轮和啮合条连接，连接壳的顶部设有驱动电机，驱动电机的驱动端延伸至连接壳的内部与驱动齿轮固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，导向组件由驱动块、螺旋片、转动杆和导向叶片组成，驱动块位于连接管的内部，多组螺旋片均位于驱动块的外侧且位于连接管的内部，转动杆转动连接于驱动块的外侧，导向叶片固定连接于转动杆远离驱动块的一端。

7.根据权利要求6所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，多组螺旋片在驱动块的外侧和连接管的内部呈等间距分布，导向叶片的外部结构大小与连接管的内部结构大小呈相对应设计。

8.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，连接管远离控制阀的一端延伸至混合箱的内部，控制阀靠近连接管的一端开设有第一螺旋槽，天然气罐和氢气罐的输出端均延伸至混合箱的内部，且天然气罐和氢气罐靠近混合箱的一端均设有单向阀。

9.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，泄压组件由连接箱、泄压管、连接套、滑动块、第二螺旋槽、压缩弹簧和回流管组成，连接箱位于混合箱的外侧，泄压管位于连接箱的内部，连接套位于连接箱的顶部，滑动块滑动连接于连接套的内部，第二螺旋槽开设于连接套的内部，压缩弹簧位于滑动块的顶部，回流管位于连接套的外侧。

10.根据权利要求9所述的一种天然气掺氢燃气锅炉，其特征在于，泄压管呈螺旋状结构设计，且泄压管的两端分别与混合箱和连接套连接，滑动块的外侧设有导向块，导向块的外部结构大小与第二螺旋槽的内部结构大小呈相对应设计，滑动块通过导向块与第二螺旋槽连接，回流管的两端分别与连接套和混合箱连接。

技术总结
本发明涉及一种天然气掺氢燃气锅炉，包括：锅炉主体，锅炉主体的外侧设有控制阀，控制阀远离锅炉主体的一端设有连接管，连接管远离控制阀的一端设有混合箱，混合箱的两端分别设有天然气罐和氢气罐，且混合箱的内部设有混合组件，连接管靠近混合箱的一端设有导向组件，混合箱的外侧设有泄压组件。本发明的有益效果是：能够往复对天然气和氢气进行加压和抽拉处理，从而能够增加混合的效果，同时能够对混合气体进行导向，增加混合气体混合的效果，且通过泄压组件能够对天然气和氢气进行泄压处理。

技术研发人员：赵欣刚,张光学,王红峻,邓龙强,刘茂省,吴健成,袁定琨,沈国荣,赵凯东
受保护的技术使用者：浙江特富发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2