[發明專利]一種二甲醚燃氣鍋爐用節能高效型汽化器

有效

• 申請號: 201410003170.5
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103791513A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 盧嘯風;亢銀虎;王泉海;羅光玉;柳海;苗閃閃;宋楊凡;宋德才
• 申請（專利權）人: 重慶大學;四川南溪鍋爐有限公司
• 主分類號: F23K5/00
• 分類號: F23K5/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 郭吉安

技術領域

本發明屬于燃氣鍋爐的輔機設備及系統，特別涉及一種二甲醚燃氣鍋爐用節能高效型汽化器。

背景技術

二甲醚是近幾年發展起來的一種新型清潔燃料，可以從煤炭、生物質等傳統燃料大規模轉化制取，具有清潔、高效、安全、環保的特點，是世界各主要先進國家爭先研究的對象。相關研究證明二甲醚在燃燒過程中無殘液、殘渣排放，CO及各主要大氣污染物排放量均很低；單位體積二甲醚/空氣預混氣的熱值比傳統燃氣燃料大；燃燒效率高。二甲醚作為燃料，目前主要被應用于汽車、民用灶具等方面，用于替代一部分的柴油和液化石油氣。推動二甲醚在工業鍋爐領域的應用，對于促進我國的節能環保事業具有重大意義。但是，由于二甲醚在常溫常壓下處于氣態，它通常是被壓縮之后儲存在液化氣鋼瓶中，因此，在使用之前需對其進行汽化處理。先進的燃氣汽化技術是推廣應用二甲醚燃氣鍋爐的一項關鍵技術。同時，燃氣汽化需吸收大量的汽化潛熱，尋找廉價的汽化熱源、提高汽化器的經濟性也是研發先進汽化技術的一個重要方面。

目前所公知的汽化器專利技術主要分為兩大類：空溫式和水浴式。

空溫式汽化技術的原理是以空氣作為熱源將燃料汽化。其優點在于其熱源為廉價的空氣，可有效降低機組電耗，提高經濟性。其缺點在于：（1）空溫式汽化裝置的傳熱溫差小，傳熱系數低、需布置的受熱面積較大，導致單臺汽化裝置的體積及占地面積較大。（2）為增強換熱效果而提高空氣沖刷速度，會導致風機電耗的增加。（3）隨著設備使用時間的增加，換熱面結霜現象愈發嚴重，導致其汽化性能極大下降。（4）空溫式氣化裝置只適用于為小容量機組供應燃氣。

水浴式汽化技術的原理是以水為熱媒介質將燃料汽化，熱水一般由電加熱產生，如：“二甲醚在工業鍋爐的應用及其供氣裝置”（申請號：201010548844.1）；“一種二甲醚液化氣電熱式節能器”（申請號：201120291873.4）。其優點在于傳熱溫差及換熱系數大、熱媒介質溫度均勻、汽化性能穩定，單臺機組的體積及占地面積小，適用于為大型燃燒設備供應燃氣。其缺點在于熱媒介質由電加熱產生，經濟性不好。以二甲醚為例，汽化1.0噸的液態二甲醚，最小耗電量為114kW·h。雖然也有些水浴式汽化器采用煙氣余熱作為汽化熱源（如：“一種鍋爐煙囪余熱水箱二甲醚加熱裝置”（申請號：201120212616.7）），但在鍋爐點火期間，因無高溫煙氣作汽化熱源，該類型汽化器無法保證點火所需的足量燃氣。同時，在鍋爐運行期間，其對汽化量缺乏有效的控制和調節；當水箱內的熱水沸騰后，多余的蒸汽通過排空管排向大氣，導致經濟性降低；長年運行后，若排空管被結垢堵塞，水箱在內部沸水作用下易引起爆炸等事故。因此，該類型汽化器在經濟性、安全性、穩定性等方面的性能較差，難以適應二甲醚在大型燃燒裝置上的推廣應用。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述背景技術的不足，而提出一種二甲醚燃氣鍋爐用節能高效型汽化器，這種汽化器能有效避免現有水浴式汽化器經濟性低、運行不穩定、安全性能差、自動化程度低的問題，能適應二甲醚燃氣鍋爐的大型化發展，為其安全、穩定地提供足量的氣態燃料。

本發明所涉及的二甲醚燃氣鍋爐用節能高效型汽化器，由汽化器本體、換熱盤管、電加熱管、循環水泵、蛇形換熱管、上百葉窗擋板、下百葉窗擋板、熱電偶、尾部煙道及一個中隔墻組成；所述換熱盤管、電加熱管、熱電偶布置在汽化器本體內部；所述尾部煙道的流通截面被中隔墻分為上下兩個通道，上通道的進口處安裝有上百葉窗擋板，下通道沿煙氣流動方向依次安裝有下百葉窗擋板和蛇形換熱管；所述尾部煙道采用法蘭連接的形式與鍋爐本體和煙囪相連；所述循環水泵、蛇形換熱管和汽化器本體的內部空腔組成一個封閉的循環回路，熱媒介質水按“汽化器本體→循環水泵→蛇形換熱管→汽化器本體”的順序循環，將煙氣余熱輸送入汽化器本體內，加熱汽化燃料。

本發明的二甲醚燃氣鍋爐用節能高效型汽化器克服了傳統水浴式汽化器控制性能差、安全性及穩定性低的問題，且耗電量小、經濟性好、機組熱效率高；能在不配置燃氣儲氣罐的前提下，安全穩定地為燃燒機供應足量的氣態二甲醚，特別適用于大容量二甲醚燃氣工業鍋爐。

附圖說明

圖1為本發明實施例所述汽化器結構示意圖；

圖2為本發明汽化器在二甲醚燃氣鍋爐系統中的安裝示意圖；