一种基于酒精燃料的导热油循环加热系统及其方法与流程

文档序号:15436708发布日期:2018-09-14 22:17阅读:356来源:国知局

本发明属于锅炉领域,尤其涉及一种基于酒精燃料的导热油循环加热系统及其方法。



背景技术:

导热油锅炉以导热油为介质,利用热油循环油泵强制介质进行液相循环,将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热,将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热,具有在低的压力下获得高的工作温度,并且能对介质运行进行高精密控制工作;

现有的锅炉的燃料往往采用媒等固体燃料,或采用煤气等气体燃料的锅炉现在已经非常成熟,而酒精等可再生液体燃料很难很好的应用到导热油锅炉中。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供加热更加均匀的一种基于酒精燃料的导热油循环加热系统及其方法。

技术方案:为实现上述目的,本发明的一种基于酒精燃料的导热油循环加热系统,包括烟气加热炉体、火焰加热炉体和用热设备;

所述用热设备的冷油出油端通过第一导热油管与所述烟气加热炉体的进油端连通连接,所述烟气加热炉体的出油端通过第二导热油管与所述火焰加热炉体的进油端连通连接,所述火焰加热炉体的热油出油端通过第三导热油管与所述用热设备的热油进油端连通连接;所述第二导热油管上设置有循环泵。

进一步的,所述火焰加热炉体的排烟端通过过渡烟管与所述烟气加热炉体的热烟进气端连通连接,所述烟气加热炉体的排烟端通过导烟管与尾气净化装置的进气端连通连接,所述尾气净化装置的出气端通过排烟管导通外界。

进一步的,所述烟气加热炉体为横向姿态的长形密闭箱形结构,所述烟气加热炉体的内腔沿长度方向设置有第一隔板和第二隔板,所述第一隔板和第二隔板将所述烟气加热炉体的内腔分割为左烟腔、换热油腔和右烟腔,所述换热油腔位于所述左烟腔和右烟腔之间;

所述换热油腔中还设置有若干换热烟管,若干所述换热烟管沿所述换热油腔长度方向平行,且各所述换热烟管的两端分别导通左烟腔和右烟腔;所述过渡烟管的出烟端连通连接所述右烟腔,所述左烟腔的出烟端连通连接所述导烟管;所述换热油腔的右端下侧导通所述第二导热油管的进油端,所述换热油腔的左端上侧连通连接所述第一导热油管的出油端。

进一步的,还包括酒精燃料塔,所述酒精燃料塔通过支撑立柱水平支撑设置,且所述酒精燃料塔所在高度高于所述火焰加热炉体顶端所在高度;所述酒精燃料塔底部连通连接有出液总管;所述出液总管的下端连通连接有四通的一接口,所述四通的另外三接口分别连通连接第一酒精分流管、第二酒精分流管和第三酒精分流管,所述第一酒精分流管、第二酒精分流管和第三酒精分流管上分别设置有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀。

进一步的,所述火焰加热炉体为竖立姿态的空心柱筒结构,所述火焰加热炉体内部为柱形炉腔,所述炉腔内部同轴心设置有所述炉芯,所述炉芯与所述炉腔内壁之间设置火焰通过间隙;所述火焰加热炉体上端支撑设置有离心式鼓风机,所述离心式鼓风机的出风筒伸入所述炉腔中;所述炉腔底端设置有废气排出口,所述废气排出口连接过渡烟管;所述炉芯包括第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯;

第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯分别依次从上自下等间距设置;所述第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯为尖端朝下的锥形陀螺形状;所述第一炉芯上侧同轴心凹陷设置有第一导风锥腔,所述第二炉芯上侧同轴心凹陷设置有第二燃料锥腔,所述第三炉芯上侧同轴心凹陷设置有第三燃料锥腔,所述第四炉芯上侧凹陷设置有第四燃料锥腔;

所述第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯上端沿轮廓线一体化分别设置有第一导热环台、第二导热环台和第三导热环台;所述第一导热环台、第二导热环台和第三导热环台内部分别为第一环形过渡油腔、第二环形过渡油腔、第三环形过渡油腔.和第四环形过渡油腔;

所述第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯为空心耐热薄壁结构,所述第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯的薄壁内部分别为第一加热油腔、第二加热油腔、第三加热油腔和第四加热油腔;所述第一加热油腔、第二加热油腔、第三加热油腔和第四加热油腔的上端分别导通连接第一环形过渡油腔、第二环形过渡油腔、第三环形过渡油腔.和第四环形过渡油腔;

还包括若干呈环形阵列分布的第一导通换热立管;所述第一环形过渡油腔与第二环形过渡油腔通过若干第一导通换热立管相互导通连接;还包括若干呈环形阵列分布的第二导通换热立管,第三环形过渡油腔.与第四环形过渡油腔通过若干第二导通换热立管互相导通连接;还包括过渡管,所述过渡管同轴心于所述第二炉芯和第三炉芯之间,且所述过渡管上端导通连接所述第二加热油腔底端,所述过渡导热管下端导通连接所述第三加热油腔底端。

进一步的,所述第二导热油管的出油端同轴心从所述火焰加热炉体底部伸入所述炉腔中,且所述第二导热油管的出油端导通连接所述第四加热油腔下端;所述第三导热油管的进油端同轴心从所述火焰加热炉体顶部伸入所述炉腔中,且所述第三导热油管的进油端导通连接所述第一加热油腔下端;

所述第一酒精分流管的第一燃油出液端同轴心伸入所述第二燃料锥腔底部;所述第二酒精分流管的第二燃油出液端.伸入所述第三燃料锥腔中;所述第三酒精分流管的第三燃油出液端.同轴心伸入所述第四燃料锥腔底部;

所述出风筒竖向伸入所述第一导风锥腔中;所述第二燃料锥腔、第三燃料锥腔和第四燃料锥腔中分别设置有点火装置。

进一步的,一种基于酒精燃料的导热油循环加热系统的方法:

整体过程,再循环泵的作用下,火焰加热炉体中被加热的导热油通过第三导热油管进入到用热设备,导热油经过用热设备时在换热设备作用下被冷却,用热设备中冷却后的导热油通过第一导热油管导入到烟气加热炉体中,导热油经过烟气加热炉体过程中被预热,被烟气加热炉体预热后的导热油通过第二导热油管进入火焰加热炉体中,火焰加热炉体对其经过的导热油进行充分加热;

火焰加热炉体具体加热过程:在循环泵的作用下,被烟气加热炉体预热后的导热油通过第二导热油管依次沿上升方向依次缓慢流经第四加热油腔、第四环形过渡油腔、第二导通换热立管、第三加热油腔、过渡导热管、第二加热油腔、第二环形过渡油腔、第一导通换热立管、第一环形过渡油腔、第一加热油腔、第三导热油管,并最终从第三导热油管流出;

与此同时,第一酒精分流管、第二酒精分流管和第三酒精分流管连续向第二燃料锥腔、第三燃料锥腔和第四燃料锥腔注入酒精燃料,且通过分别控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀来持续维持第二燃料锥腔、第三燃料锥腔和第四燃料锥腔中的酒精燃料为常满状态;此时启动点火装置,第二燃料锥腔、第三燃料锥腔和第四燃料锥腔中的酒精燃料被点燃并产生火焰;第四燃料锥腔中产生的火外焰直接加热第三炉芯下外壁,第三炉芯下外壁将热量直接通过热传导的形式给内部的第三加热油腔中的油加热;同理,第三燃料锥腔中产生的火外焰直接加热第二炉芯下外壁,第二加热油腔中产生的火焰直接加热第一炉芯下外壁;与此同时,鼓风机启动,外部空气在鼓风机作用下由出风筒吹向第一导风锥腔中,集中的气流在第一导风锥腔作用下呈发散状散开,在鼓风机连续风压作用下,整个炉腔中的气体整体呈下降趋势运行,并最终通过废气排出口排出,第二燃料锥腔、第三燃料锥腔和第四燃料锥腔中的火焰局部燃烧气体呈上升运行,在下降趋势的助燃空气流配合第二燃料锥腔、第三燃料锥腔和第四燃料锥腔中上升的火焰使炉腔中的氧气供给均匀充足,同时炉腔产生下降趋势的助燃空气气流使火焰产生的能量不至于快速丧失,火焰产生的高温气体会由于密度小而向上涌动,高温低密度气体持续对整个炉芯均匀加热,而第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯为空心耐热薄壁结构内部都充满流动的油,因此第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯上所承载的燃液不会因为发生剧烈沸腾现象,使燃料燃烧更加平稳,不会产生沸腾飞溅的现象;

烟气预热过程:从过渡烟管出来的烟气经过进入到烟气加热炉体的右烟腔中,然后右烟腔中的高温烟气分流至若干换热烟管中,进而使换热烟管被加热,进而换热烟管对连续经过换热油腔中的导热油进行预热,然后若干换热烟管中的烟气在另一端的左烟腔中汇合,然后左烟腔中的烟气排向导烟管,并最终进入尾气净化装置中。

有益效果:本发明能适用液体燃料,提高液体可再生液体能源的利用场合,采用过渡烟管结构,充分利用烟气余热,节约能源,同时第一炉芯、第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯为空心耐热薄壁结构内部都充满流动的油,因此第二炉芯、第三炉芯和第四炉芯上所承载的燃液不会因为发生剧烈沸腾现象,使燃料燃烧更加平稳,不会产生沸腾飞溅的现象。

附图说明

附图1为本发明整体结构示意图;

附图2为附图1的右侧局部示意图;

附图3为附图2的立体剖开示意图;

附图4为烟气加热炉处剖开示意图以及酒精供给管路布置示意图;

附图5为火焰加热炉正剖示意图;

附图6为附图5的标号9处局部结构示意图;

附图7为附图5的标号12处局部结构示意图;

附图8为火焰加热炉剖开示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

结构介绍:如附图1至8所示的一种基于酒精燃料的导热油循环加热系统,包括烟气加热炉体104、火焰加热炉体11和用热设备105;

所述用热设备105的冷油出油端通过第一导热油管106与所述烟气加热炉体104的进油端连通连接,所述烟气加热炉体104的出油端通过第二导热油管33与所述火焰加热炉体11的进油端连通连接,所述火焰加热炉体11的热油出油端通过第三导热油管30与所述用热设备105的热油进油端连通连接;所述第二导热油管33上设置有循环泵107。

所述火焰加热炉体11的排烟端通过过渡烟管27与所述烟气加热炉体104的热烟进气端连通连接,所述烟气加热炉体104的排烟端通过导烟管103与尾气净化装置102的进气端连通连接,所述尾气净化装置102的出气端通过排烟管101导通外界。

所述烟气加热炉体104为横向姿态的长形密闭箱形结构,所述烟气加热炉体104的内腔沿长度方向设置有第一隔板122和第二隔板127,所述第一隔板122和第二隔板127将所述烟气加热炉体104的内腔分割为左烟腔121、换热油腔123和右烟腔125,所述换热油腔123位于所述左烟腔121和右烟腔125之间;

所述换热油腔123中还设置有若干换热烟管126,若干所述换热烟管126沿所述换热油腔123长度方向平行,且各所述换热烟管126的两端分别导通左烟腔121和右烟腔125;所述过渡烟管27的出烟端连通连接所述右烟腔125,所述左烟腔121的出烟端连通连接所述导烟管103;所述换热油腔123的右端下侧导通所述第二导热油管33的进油端,所述换热油腔123的左端上侧连通连接所述第一导热油管106的出油端。

还包括酒精燃料塔108,所述酒精燃料塔108通过支撑立柱109水平支撑设置,且所述酒精燃料塔108所在高度高于所述火焰加热炉体11顶端所在高度;所述酒精燃料塔108底部连通连接有出液总管120;所述出液总管120的下端连通连接有四通129的一接口,所述四通129的另外三接口分别连通连接第一酒精分流管31、第二酒精分流管10和第三酒精分流管32,所述第一酒精分流管31、第二酒精分流管10和第三酒精分流管32上分别设置有第一电磁阀130、第二电磁阀140和第三电磁阀128。

所述火焰加热炉体11为竖立姿态的空心柱筒结构,所述火焰加热炉体11内部为柱形炉腔19,所述炉腔19内部同轴心设置有所述炉芯,所述炉芯与所述炉腔19内壁之间设置火焰通过间隙25;所述火焰加热炉体11上端支撑设置有离心式鼓风机28,所述离心式鼓风机28的出风筒22伸入所述炉腔19中;所述炉腔19底端设置有废气排出口20,所述废气排出口20连接过渡烟管27;所述炉芯包括第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8;

第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8分别依次从上自下等间距设置;所述第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8为尖端朝下的锥形陀螺形状;所述第一炉芯3上侧同轴心凹陷设置有第一导风锥腔13,所述第二炉芯4上侧同轴心凹陷设置有第二燃料锥腔15,所述第三炉芯6上侧同轴心凹陷设置有第三燃料锥腔16,所述第四炉芯8上侧凹陷设置有第四燃料锥腔18;

所述第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8上端沿轮廓线一体化分别设置有第一导热环台1、第二导热环台2和第三导热环台7;所述第一导热环台1、第二导热环台2和第三导热环台7内部分别为第一环形过渡油腔40、第二环形过渡油腔39、第三环形过渡油腔5.1和第四环形过渡油腔35;

所述第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8为空心耐热薄壁结构,所述第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8的薄壁内部分别为第一加热油腔41、第二加热油腔38、第三加热油腔36和第四加热油腔34;所述第一加热油腔41、第二加热油腔38、第三加热油腔36和第四加热油腔34的上端分别导通连接第一环形过渡油腔40、第二环形过渡油腔39、第三环形过渡油腔5.1和第四环形过渡油腔35;

还包括若干呈环形阵列分布的第一导通换热立管14;所述第一环形过渡油腔40与第二环形过渡油腔39通过若干第一导通换热立管14相互导通连接;还包括若干呈环形阵列分布的第二导通换热立管37,第三环形过渡油腔5.1与第四环形过渡油腔35通过若干第二导通换热立管37互相导通连接;还包括过渡管17,所述过渡管17同轴心于所述第二炉芯4和第三炉芯6之间,且所述过渡管17上端导通连接所述第二加热油腔38底端,所述过渡导热管17下端导通连接所述第三加热油腔36底端。

所述第二导热油管33的出油端同轴心从所述火焰加热炉体11底部伸入所述炉腔19中,且所述第二导热油管33的出油端导通连接所述第四加热油腔34下端;所述第三导热油管30的进油端同轴心从所述火焰加热炉体11顶部伸入所述炉腔19中,且所述第三导热油管30的进油端导通连接所述第一加热油腔41下端;

所述第一酒精分流管31的第一燃油出液端24同轴心伸入所述第二燃料锥腔15底部;所述第二酒精分流管10的第二燃油出液端10.1伸入所述第三燃料锥腔16中;所述第三酒精分流管32的第三燃油出液端32.1同轴心伸入所述第四燃料锥腔18底部;

所述出风筒22竖向伸入所述第一导风锥腔13中;所述第二燃料锥腔15、第三燃料锥腔16和第四燃料锥腔18中分别设置有点火装置。

本方案的方法、过程、原理以及技术进步整理如下:

整体过程,再循环泵107的作用下,火焰加热炉体11中被加热的导热油通过第三导热油管30进入到用热设备105,导热油经过用热设备105时在换热设备作用下被冷却,用热设备105中冷却后的导热油通过第一导热油管106导入到烟气加热炉体104中,导热油经过烟气加热炉体104过程中被预热,被烟气加热炉体104预热后的导热油通过第二导热油管33进入火焰加热炉体11中,火焰加热炉体11对其经过的导热油进行充分加热;

火焰加热炉体具体加热过程:在循环泵107的作用下,被烟气加热炉体104预热后的导热油通过第二导热油管33依次沿上升方向依次缓慢流经第四加热油腔34、第四环形过渡油腔35、第二导通换热立管37、第三加热油腔36、过渡导热管17、第二加热油腔38、第二环形过渡油腔39、第一导通换热立管14、第一环形过渡油腔40、第一加热油腔41、第三导热油管30,并最终从第三导热油管30流出;

与此同时,第一酒精分流管31、第二酒精分流管10和第三酒精分流管32连续向第二燃料锥腔15、第三燃料锥腔16和第四燃料锥腔18注入酒精燃料,且通过分别控制第一电磁阀130、第二电磁阀140和第三电磁阀128来持续维持第二燃料锥腔15、第三燃料锥腔16和第四燃料锥腔18中的酒精燃料为常满状态;此时启动点火装置,第二燃料锥腔15、第三燃料锥腔16和第四燃料锥腔18中的酒精燃料被点燃并产生火焰;第四燃料锥腔18中产生的火外焰直接加热第三炉芯6下外壁,第三炉芯6下外壁将热量直接通过热传导的形式给内部的第三加热油腔36中的油加热;同理,第三燃料锥腔16中产生的火外焰直接加热第二炉芯4下外壁,第二加热油腔38中产生的火焰直接加热第一炉芯3下外壁;与此同时,鼓风机28启动,外部空气在鼓风机28作用下由出风筒22吹向第一导风锥腔13中,集中的气流在第一导风锥腔13作用下呈发散状散开,在鼓风机28连续风压作用下,整个炉腔19中的气体整体呈下降趋势运行,并最终通过废气排出口20排出,第二燃料锥腔15、第三燃料锥腔16和第四燃料锥腔18中的火焰局部燃烧气体呈上升运行,在下降趋势的助燃空气流配合第二燃料锥腔15、第三燃料锥腔16和第四燃料锥腔18中上升的火焰使炉腔19中的氧气供给均匀充足,同时炉腔19产生下降趋势的助燃空气气流使火焰产生的能量不至于快速丧失,火焰产生的高温气体会由于密度小而向上涌动,高温低密度气体持续对整个炉芯均匀加热,而第一炉芯3、第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8为空心耐热薄壁结构内部都充满流动的油,因此第二炉芯4、第三炉芯6和第四炉芯8上所承载的燃液不会因为发生剧烈沸腾现象,使燃料燃烧更加平稳,不会产生沸腾飞溅的现象;

烟气预热过程:从过渡烟管27出来的烟气经过进入到烟气加热炉体104的右烟腔125中,然后右烟腔125中的高温烟气分流至若干换热烟管126中,进而使换热烟管126被加热,进而换热烟管126对连续经过换热油腔123中的导热油进行预热,然后若干换热烟管126中的烟气在另一端的左烟腔121中汇合,然后左烟腔121中的烟气排向导烟管103,并最终进入尾气净化装置102中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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