專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可使蒸汽發(fā)生器增效節(jié)能的方法——熱能直接傳遞法的制作方法
本方法適用于各種蒸汽發(fā)生器，屬于熱力工程領(lǐng)域。
現(xiàn)在應(yīng)用的各種蒸汽發(fā)生器(鍋爐)，給工質(zhì)(水)加熱的方法都采用有介質(zhì)的間接加熱，就是通過(guò)介質(zhì)(爐壁)將燃燒熱以對(duì)流的方式傳給工質(zhì)，使工質(zhì)達(dá)到所需溫度，即熱能的間接傳遞。這種傳遞方式有著很大的缺點(diǎn)，即由于火焰與燃?xì)庀蚬べ|(zhì)傳熱時(shí)需形成很大的溫差，至使所排放的煙氣帶走了燃料的很大一部分燃燒熱(據(jù)《工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)》中介紹鍋爐的煙氣和鍋爐的其它部分損失燃燒熱約56％)。這樣即浪費(fèi)了大量的燃料，也使大氣受到很大程度的污染。
本發(fā)明的目的在于提供一種可使各種蒸汽發(fā)生器能夠充分利用燃料的燃燒熱，提高蒸汽發(fā)生器的熱效率，節(jié)約能源，化簡(jiǎn)蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)，降低制造成本，且減少對(duì)大氣污染的一種方法——熱能直接傳遞法。
“熱能直接傳遞法”的基本內(nèi)容是把原有的蒸汽發(fā)生器(鍋爐)改制成以一個(gè)燃燒室和一個(gè)汽化室為主體的新型蒸汽發(fā)生器，使燃料在所述燃燒室中充分燃燒，其高溫燃?xì)?、煙氣通過(guò)汽化屏進(jìn)入汽化室，再將水霧噴入汽化室，水霧將迅速吸熱汽化成所需蒸汽，即燃料的燃燒熱不通過(guò)任何介質(zhì)而直接傳遞給工質(zhì)(水)，從而完成熱能傳遞過(guò)程。
應(yīng)用本方法，不僅可使所排放煙氣的溫度大大降低，充分利用了燃料的燃燒熱，將現(xiàn)有蒸汽發(fā)生器(鍋爐)的熱效率提高一倍以上，而且還可大大化簡(jiǎn)現(xiàn)有鍋爐的結(jié)構(gòu)，降低制造成本，而且能大大凈化所排放的煙氣，減小對(duì)大氣的污染。
下面結(jié)合附圖將“熱能直接傳遞法”應(yīng)用于燃料為燃油、燃?xì)?、燃煤之新型蒸汽發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu)和熱能傳遞方法、熱循環(huán)的過(guò)程作具體說(shuō)明一、工質(zhì)為熱水、燃料為燃油或燃?xì)獾男滦驼羝l(fā)生器及熱循環(huán)系統(tǒng)見(jiàn)

圖1。首先燃料經(jīng)噴咀1噴入燃燒室2，空氣由空氣射流孔3噴入燃燒室2，與燃料混合燃燒，燃燒完畢的高溫燃?xì)夂蜔煔庥善?的魚(yú)鱗孔及紊流器6與汽化屏4之間的縫隙進(jìn)入汽化室8。水由水泵7加壓后經(jīng)水霧噴咀5噴向汽化屏4，大部分的水霧被汽化屏汽化，小部分水霧則未到達(dá)汽化屏就已被高溫燃?xì)馄?，蒸汽在汽化室?nèi)與高溫燃?xì)?、煙氣充分混合并變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，而后經(jīng)管道進(jìn)入熱交換器。熱交換器中設(shè)有蒸汽減速擴(kuò)散器9、水霧噴頭10若干個(gè)，水霧噴頭分層排列并噴出水霧，蒸汽與水霧換熱后共同變?yōu)樗锜崴凰屯脽崽?4，工質(zhì)水放熱后由回水泵12將其送回到水泵7和水霧噴咀10。CO2與NOx等廢氣經(jīng)廢氣排放閥11排入大氣，用熱處14與回水泵12之間設(shè)有水并13，至此完成一個(gè)熱能傳遞與熱循環(huán)過(guò)程二、工質(zhì)為蒸汽、燃料為燃油或燃?xì)獾男滦驼羝l(fā)生器，及熱循環(huán)系統(tǒng)參見(jiàn)圖2，該蒸汽發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu)與所述工質(zhì)為熱水的燃油、燃?xì)獾男滦驼羝l(fā)生器的結(jié)構(gòu)相同，所不同的是因工質(zhì)是蒸汽，所以在熱循環(huán)系統(tǒng)中不用熱交換器，而是將所產(chǎn)生的蒸汽直接送至用熱處12，并在用熱處12的末端設(shè)置熱水井10和廢氣排放口11。
應(yīng)用“熱能直接傳遞法”的燃油、燃?xì)獾男滦驼羝l(fā)生器應(yīng)注意以下幾點(diǎn)1、水霧的棵粒要盡可能細(xì)小。
2、水霧的噴射要有足夠的速度。
3、汽化室要有足夠的紊流強(qiáng)度。
三、工質(zhì)為熱水燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器及熱循環(huán)系統(tǒng)，參見(jiàn)圖3，其基本結(jié)構(gòu)為由燃燒器1，燃燒室2，汽化屏3，紊流器4，水霧噴咀5，汽化室7，排渣室8，排渣器17，除塵器9，過(guò)濾器10等構(gòu)成新型蒸汽發(fā)生器。由蒸汽減速擴(kuò)散器11，低壓水霧噴射裝置12等構(gòu)成熱交換器。其熱能傳遞的方式和熱循環(huán)的過(guò)程是燃料與空氣經(jīng)燃燒器1噴入燃燒室2，充分燃燒后的灰渣落入排渣室8A，再經(jīng)排渣器17送入排渣室8B，剩余的灰塵與高溫燃?xì)?、煙氣通過(guò)汽化屏3進(jìn)入汽化室7，水霧經(jīng)噴咀5噴向汽化屏3，汽化室如前所述將水霧變成高溫蒸汽，蒸汽中的灰塵經(jīng)除塵器9，過(guò)濾器10濾出落入排渣室8B，高溫蒸汽與煙氣通過(guò)蒸汽減速擴(kuò)散器11在熱交換器中與水霧換熱后變?yōu)闊崴?jīng)管道進(jìn)入用熱處16，CO2、NOx等廢氣經(jīng)熱交換器末端的排氣閥13排入大氣。熱水經(jīng)過(guò)用熱處放熱后回到水井15，再經(jīng)回水泵14供給噴咀12和水泵6，至此完成熱能的直接傳遞和熱循環(huán)過(guò)程。
四、工質(zhì)為蒸汽、燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器及熱循環(huán)系統(tǒng)見(jiàn)圖4，其新型蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)與工作方式與“三”中所述工質(zhì)為熱水、燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及工作方式相同，而在熱循環(huán)中，因工質(zhì)為蒸汽，所以不需熱交換器把蒸汽熱再傳給水，而是將所產(chǎn)生的蒸汽直接送往用熱處13，并在用熱處的末端設(shè)置廢氣排放口12。蒸氣經(jīng)用熱處放熱后降溫凝結(jié)成水流入水井11，再由水泵6提出供給噴咀5，從而完成了熱能的傳遞和熱循環(huán)過(guò)程。
應(yīng)用“熱能直接傳遞法”，燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器應(yīng)注意以下幾點(diǎn)1、燃燒室應(yīng)采取正壓燃燒。
2、排渣室的排渣工作不可影響燃燒室的正常燃燒，并使排渣室與外環(huán)境呈隔絕狀態(tài)。
3、采取必要措施防止汽化屏的魚(yú)鱗孔被灰塵堵塞。
4、應(yīng)用本方法應(yīng)做除硫處理。
5、其它注意事項(xiàng)與前所述相同。
應(yīng)用“熱能直接傳遞法”的優(yōu)點(diǎn)，可從以上所述的新型蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、熱能傳遞的方式和熱循環(huán)的過(guò)程不難看出，由于燃料的燃燒熱直接傳遞給工質(zhì)(水)，而排放的廢氣量很少且溫度較低(溫度不會(huì)超過(guò)100℃)，所以燃料的燃燒熱將被充分利用，大大提高了熱效率。另外新型的蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，降低了制造成本，節(jié)省了占地空間，還有燃燒所產(chǎn)生廢氣經(jīng)層層過(guò)濾后無(wú)粉塵狀物質(zhì)，很好地凈化了大氣環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種可使蒸汽發(fā)生器增效節(jié)能的方法——熱能直接傳遞法，本方法的主要特征在于把現(xiàn)有的鍋爐改制成以一個(gè)燃燒室和一個(gè)汽化室為主體的新型蒸汽發(fā)生器，使各種燃料在燃燒室中充分燃燒，其高溫燃?xì)饣驘煔庥扇紵疫M(jìn)入汽化室，水霧由噴咀噴入汽化室，水霧在汽化室迅速吸熱汽化為所需蒸汽，即燃料的燃燒不再通過(guò)任何介質(zhì)而直接傳遞給工質(zhì)水，從而完成熱能傳遞過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“熱能直接傳遞法”，其特征還在于工質(zhì)為水時(shí)，在所述蒸汽發(fā)生器的末端設(shè)置熱交換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器的特征還在于在熱交換器的內(nèi)部設(shè)有蒸汽減速擴(kuò)散器和若干個(gè)水霧噴咀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器其特征還在于工質(zhì)水的加熱方式是由蒸汽與煙氣對(duì)其直接進(jìn)行熱傳遞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“熱能直接傳遞法”其特征還在于本方法應(yīng)用于燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器時(shí)，在汽化室內(nèi)設(shè)有除塵器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“熱能直接傳遞法”其特征還在于本方法應(yīng)用于燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器時(shí)，在汽化室的末端設(shè)有蒸汽過(guò)濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“熱能直接傳遞法”其特征還在于本方法應(yīng)用于燃料為煤粉或水煤漿的新型蒸汽發(fā)生器時(shí)，排渣室與外環(huán)境呈隔絕狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可使蒸汽發(fā)生器增效節(jié)能的方法——熱能直接傳遞法。本方法改變了以往蒸汽發(fā)生器給工質(zhì)加熱所采用的有介質(zhì)間接加熱形式,而改變?yōu)閷⑷剂系娜紵裏嵩跓o(wú)介質(zhì)狀態(tài)下直接傳遞給工質(zhì)的方式,燃料的燃燒熱得以充分利用,熱效率得以大大提高(約可提高一倍左右),并且降低了蒸汽發(fā)生器的制造成本,還凈化了排放的廢氣,減小了對(duì)大氣的污染。
文檔編號(hào)F22B1/00GK1328231SQ0011827
公開(kāi)日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2000年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月11日
發(fā)明者郭躍生, 張聿龍 申請(qǐng)人:郭躍生