[發(fā)明專利]一種窄間隙燃燒及換熱的燃?xì)饫淠仩t

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911057908.5
• 申請(qǐng)日: 2019-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN110822714B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙欽新;倪永濤;梁志遠(yuǎn);王云剛;劉明;邵懷爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);青島有源熱能設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F24H8/00
• 分類號(hào): F24H8/00;F24H7/02;F24H9/00;F24H9/18;F22B31/08;F23D14/02;F23D14/62;F23D14/70
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

一種窄間隙燃燒及換熱的燃?xì)饫淠仩t，包括燃燒器與換熱器，安裝在鍋爐頂板中心的窄間隙燃燒器由鼓風(fēng)機(jī)、混合器和水冷燃燒頭構(gòu)成；換熱器由內(nèi)、外兩圈內(nèi)側(cè)窄外側(cè)寬的玉米粒形直管和一圈與燃燒頭耦合的玉米粒形直管沿周向均勻布置構(gòu)成，鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入混合器和燃?xì)獬浞只旌线M(jìn)入燃燒頭空腔沿周向均勻分布的水冷直管間的窄間隙噴流而出，點(diǎn)火后沿周向和軸向均勻燃燒并向內(nèi)管圈輻射放熱，煙氣依次沖刷內(nèi)、外圈直管間的窄間隙實(shí)現(xiàn)窄間隙層流強(qiáng)化換熱，通過外殼和外層直管間的間隙向下流入承露盤并從煙氣出口排入大氣，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，層流強(qiáng)化，緊湊換熱，低氮排放，熱效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及整體冷凝鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種窄間隙燃燒及換熱的燃?xì)饫淠仩t。

背景技術(shù)

我國是能源生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，節(jié)能減排、提高能源利用效率是我們面臨的重要任務(wù)，同時(shí)我國環(huán)境治理還需嚴(yán)控，霧霾問題的持續(xù)、頻發(fā)，北方供暖季間霧霾現(xiàn)象更為嚴(yán)重。長期以來，我國的能源生產(chǎn)和消費(fèi)中主要以煤為主。我國的大氣污染屬于“第一代”煤煙型污染，主要是由于煤燃燒造成。為治理霧霾，供暖行業(yè)提出了2019年清潔取暖率50％代替散燒煤0.74億噸，新增氣131億m3；2021年清潔取暖率70％代替散燒煤1.5億噸，新增氣278億m3；2021年供暖天然氣需求達(dá)641億m3以上等諸多要求。為達(dá)到要求，采用燃燒天然氣的商用燃?xì)饫淠裏崴疇t作為分布式供熱方式必不可少，燃燒天然氣基本上不排放或排放少量的SO₂；氮氧化合物排放量比燃煤減少45％，比燃油減少63％；CO2排放量比燃煤減少52％，比燃油減少26％，其次，商用燃?xì)饫淠裏崴疇t是將天然氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能實(shí)現(xiàn)采暖的供應(yīng)終端，是分布式供熱的最好選擇。

目前，常規(guī)的商用燃?xì)鉄崴疇t等熱能動(dòng)力設(shè)備，存在利用效率低的問題。一方面需要不斷提高天然氣的燃燒效率，另一方面需要進(jìn)一步降低天然氣利用設(shè)備的排煙溫度，提高設(shè)備轉(zhuǎn)換效率。常規(guī)天然氣熱水鍋爐的排煙溫度一般在130℃以上，蒸汽鍋爐在200℃以上，有時(shí)甚至高達(dá)300℃，該溫度遠(yuǎn)高于天然氣煙氣水露點(diǎn)溫度(通常為55～60℃)，排煙不僅帶走大量煙氣顯熱，更重要的是煙氣中水蒸氣潛熱得不到充分利用，降低鍋爐排煙溫度對(duì)于提高天然氣鍋爐效率和降低運(yùn)行費(fèi)用是非常重要的。

冷凝鍋爐利用高效的全預(yù)混燃燒技術(shù)，有效的降低了燃燒過量空氣系數(shù)，提高了天然氣燃燒效率，降低NOx等污染氣體的生成與排放，同時(shí)采用煙氣深度冷卻技術(shù)，將熱能利用設(shè)備排煙溫度降到煙氣露點(diǎn)溫度(或水露點(diǎn))以下，不僅能夠充分地吸收煙氣的顯熱還能利用天然氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣凝結(jié)放熱，大大提高了天然氣能量在熱能利用設(shè)備中的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約了能源。因此，開發(fā)應(yīng)用燃?xì)饫淠裏崴仩t，是減少環(huán)境污染、高效利用燃?xì)獾挠行緩街弧Ｄ壳笆袌?chǎng)上冷凝鍋爐的結(jié)構(gòu)形式主要有分離式和整體式兩種形式，前者是在常規(guī)鍋爐后加裝冷凝段換熱器，冷凝率低，鍋爐整體熱效率提高小；后者是將常規(guī)鍋爐和冷凝換熱器設(shè)計(jì)為整體結(jié)構(gòu)。目前市場(chǎng)上推出的整體式冷凝鍋爐主要有鑄鋁硅鎂模塊化商用燃?xì)饫淠裏崴疇t和商用燃?xì)獠讳P鋼盤管冷凝熱水爐。鑄鋁硅鎂模塊化商用燃?xì)饫淠裏崴疇t雖然效率較高，結(jié)構(gòu)緊湊但模具、材料價(jià)格昂貴，國內(nèi)生產(chǎn)能力極其有限同時(shí)核心技術(shù)受國外掌控；商用燃?xì)獠讳P鋼盤管冷凝熱水爐體積大且笨重，盤管工藝復(fù)雜、成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種窄間隙燃燒及換熱的燃?xì)饫淠仩t，采用橫截面為內(nèi)側(cè)窄外側(cè)寬的玉米粒形直管組成鍋爐的輻射—對(duì)流換熱器，玉米粒形直管構(gòu)成的燃燒室有利于發(fā)揮全預(yù)混燃燒器輻射換熱能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，相鄰玉米粒形直管管間的窄間隙煙道，使高溫?zé)煔饬鬟^時(shí)被管內(nèi)水強(qiáng)烈冷卻，強(qiáng)化層流換熱，換熱系數(shù)大。鍋爐結(jié)構(gòu)簡單，成本低且熱效率高，在回水溫度30℃時(shí)，鍋爐熱效率可達(dá)106％以上。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：