一種新能源鍋爐及其製取蒸氣的方法
2023-06-02 17:10:51
專利名稱：一種新能源鍋爐及其製取蒸氣的方法
技術領域：
本發明涉及一種製取蒸氣的設備及方法，具體地說是一種新能源鍋爐及其製取蒸氣的方法。
背景技術：
目前我國的電力供應仍是以火力發電為主，據統計，我國火力發電量佔全國年發電量的75%以上，其中絕大多數火力發電廠均採用煤炭作為燃料，使其燃燒產生熱量，對水進行加熱，產生高壓蒸氣推動發電機發電。但煤炭在燃燒時會對環境造成汙染，燃燒排放的 SO2, NOx等酸性氣體會使酸雨量增加，燃燒後排放的粉煤灰會漂浮在空氣中，對人們的生活及植物的生長造成不良影響。目前電力工業已經成為我國最大的汙染排放產業之一。並且由於煤炭屬於不可再生資源，近年來我國許多煤礦均出現了剩餘可採儲量不足的情況，並且電煤供應也曾經一度出現緊張的狀況。
發明內容
本發明的目的是提供一種新能源鍋爐及其製取蒸氣的方法，它能夠用SiC替代煤炭作為燃料，製取高壓蒸氣，用於採暖、發電等領域。本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現一種新能源鍋爐及其製取蒸氣的方法，包括殼體，殼體內形成蓄水腔，殼體頂部設置補水管和蒸氣管道，補水管上安裝補水泵，蓄水腔內安裝燃燒室，燃燒室頂部設置排氣管道，排氣管道下端下部設置倒錐形導氣帽，導氣帽通過支撐架與排氣管道連接，燃燒室內設置弧形託盤，弧形託盤上開設通孔，燃燒室側壁上安裝雷射源和供氧管道，供氧管道與氧氣站連接，供氧管道上安裝增壓泵和供料支管，供料支管與粉末計量填充機的出料口連接，燃燒室下部設置清理門，清理門通過清理通道與殼體外部相通。燃燒室上部設置與蓄水腔相通的換熱管，殼體內壁安裝第一液位傳感器、第二液位傳感器和紅外測溫儀，第一液位傳感器的垂直高度低於換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器的垂直高度高於換熱管上端的垂直高度。所述換熱管分為上、下兩排，上排換熱管與下排換熱管交錯排列，第一液位傳感器的垂直高度低於下排換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器的垂直高度高於上排換熱管上端的垂直高度。燃燒室內安裝水平隔柵。本發明所述的新能源鍋爐製取蒸氣的方法，包括以下步驟
①用70目的篩網對SiC晶體粉末進行篩選，並將得到的SiC粉末置入粉末計量填充機的料鬥備用；
②將矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按1:1.6-2. 0的比例混合，在矽酸鹽晶體粉末與 SiC晶體粉末的混合物中加入2-2. 5%的粘合劑，將加入粘合劑的矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末的混合物攪拌均勻後，通過壓力機壓緊，再切割成體積為l-4cm2的矽酸鹽-SiC晶體混合塊；
③將步驟②得到的矽酸鹽-SiC晶體混合塊置於燃燒室內的託盤上，用雷射源發射功率為7. 5-10KW，功率密度為6. 5-7 X 103W/cm3的雷射束對矽酸鹽-SiC晶體混合塊進行照射， 升溫至2700-300(TC，使矽酸鹽-SiC晶體混合塊開始燃燒；
④通過供氧管道向燃燒室內通入氧氣，加壓泵將供氧壓力維持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同時通過粉末計量填充機向供氧管道內填充步驟①中得到的SiC粉末，使氧氣攜帶SiC 粉末一同噴入燃燒室；
⑤通過補水管向蓄水腔內補水，通過補水泵控制蓄水腔內的液位，進而控制水與燃燒室的換熱速率，使產生的蒸氣壓力穩定在300-350大氣壓的範圍內。本發明的優點在於能夠用SiC替代煤炭作為燃料，製取高壓蒸氣，用於採暖、發電等領域，解決燃燒煤炭帶來的環境汙染問題，減少原煤的消耗量，避免過度開採，升溫快， 換熱效率高，燃燒產生晶體狀態的生成物，便於清理等。
圖1是本發明新能源鍋爐的結構示意圖。
具體實施例方式本發明所述的一種新能源鍋爐，包括殼體1，殼體1內形成蓄水腔17，殼體1頂部設置補水管13和蒸氣管道14，補水管13上安裝補水泵16，蓄水腔17內安裝燃燒室2，燃燒室2頂部設置排氣管道15，排氣管道15下端下部設置倒錐形導氣帽24，導氣帽M通過支撐架23與排氣管道15連接，燃燒室2內設置弧形託盤3，弧形託盤3上開設通孔4，燃燒室2 側壁上安裝雷射源5和供氧管道6，供氧管道6與氧氣站7連接，供氧管道6上安裝增壓泵 8和供料支管9，供料支管9與粉末計量填充機10的出料口連接，燃燒室2下部設置清理門 11，清理門11通過清理通道12與殼體1外部相通。弧形託盤3用於盛放矽酸鹽-SiC晶體混合塊，將託盤設計成弧形可以防止矽酸鹽-SiC晶體混合塊在劇烈燃燒時從託盤上滾落， 弧形託盤3上開設通孔是為讓矽酸鹽-SiC晶體混合塊底面能夠接觸到氧氣，燃燒更加充分，燃燒後產生的粉末能夠從通孔落下，便於集中清理。補水泵16用於控制補水速度，通過控制補水泵16可起到保持蓄水腔17內液位穩定的作用。供氧管道6用於向燃燒室2內提供燃燒所需的氧氣，增壓泵8使供氧管道6內保持一定的供氧壓力，防止燃燒室2內的高溫氣體從供氧管道6處向外反衝。粉末計量填充機10能夠向供料支管9內定量供給SiC粉末，供料支管9內的SiC粉末隨供氧管道6內的氧氣一同進入燃燒室2，作為燃料燃燒。通過控制粉末計量填充機10的供料速度，可起到控制燃燒室2內的燃燒速率，從而起到控制燃燒室2內溫度的作用。倒錐形導氣帽M能夠上升氣體起到導流作用，延長高溫氣體在燃燒室2內的停留時間，提高換熱效率。本發明為了提高燃燒室2的升溫速度，可在燃燒室2上部設置與蓄水腔17相通的換熱管18，殼體1內壁安裝第一液位傳感器19、第二液位傳感器20和紅外測溫儀21，第一液位傳感器19的垂直高度低於換熱管18下端的垂直高度，第二液位傳感器20的垂直高度高於換熱管18上端的垂直高度。紅外測溫儀21能夠實時監測燃燒室2外壁的溫度，第一液位傳感器19和第二液位傳感器20能夠提供檢測蓄水腔17內的液位數據，通過與補水泵 16聯鎖，可起到控制蓄水腔17內液位高度的作用。當燃燒室2外壁的溫度低於預設溫度通常為3000°C時，控制補水泵16使蓄水腔17內的液位保持在第一液位傳感器19處，燃燒室2僅靠側壁與蓄水腔17內的水進行熱交換，換熱效率較低，燃燒室2此時為升溫狀態；當燃燒室2外壁的溫度上升至預設溫度以上時，控制補水泵16使蓄水腔17內的液位上升至第二液位傳感器20處，使蓄水腔17內的水進入換熱管18，增大燃燒室2與水的換熱面積，提高換熱效率，燃燒室2處於恆溫狀態。本發明為了提高換熱管18內的水與燃燒室2換熱的效率，可採用以下結構所述換熱管18分為上、下兩排，上排換熱管與下排換熱管交錯排列，第一液位傳感器19的垂直高度低於下排換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器20的垂直高度高於上排換熱管上端的垂直高度。燃燒室2內燃燒產生的熱量在上升時充分與兩層換熱管表面接觸，換熱效率更高。本發明為了防止SiC晶體粉末以及反應生成的SiA晶體隨上升的高溫氣體一起排出燃燒室2，可在燃燒室2內安裝水平隔柵22。水平隔柵22能夠對上升的高溫氣體起到擾流作用，SiC晶體粉末以及反應生成的SW2晶體在上升時能夠被水平隔柵22阻隔，SiC 晶體粉末留在燃燒室2內繼續燃燒，SiO2晶體落在燃燒室2底部，便於集中清理。本發明所述的新能源鍋爐製取蒸氣的方法，包括以下步驟
①用70目的篩網對SiC晶體粉末進行篩選，並將得到的SiC粉末置入粉末計量填充機的料鬥備用；
②將矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按1:1.6-2. 0的比例混合，在矽酸鹽晶體粉末與 SiC晶體粉末的混合物中加入2-2. 5%的粘合劑，將加入粘合劑的矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末的混合物攪拌均勻後，通過壓力機壓緊，再切割成體積為l-4cm2的矽酸鹽-SiC晶體混合塊；
③將步驟②得到的矽酸鹽-SiC晶體混合塊置於燃燒室內的託盤上，用雷射源發射功率為7. 5-10KW，功率密度為6. 5-7 X 103ff/cm3的雷射束對矽酸鹽-SiC晶體混合塊進行照射， 升溫至2700-300(TC，使矽酸鹽-SiC晶體混合塊開始燃燒；
④通過供氧管道向燃燒室內通入氧氣，加壓泵將供氧壓力維持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同時通過粉末計量填充機向供氧管道內填充步驟①中得到的SiC粉末，使氧氣攜帶SiC 粉末一同噴入燃燒室；
⑤通過補水管向蓄水腔內補水，通過補水泵控制蓄水腔內的液位，進而控制水與燃燒室的換熱速率，使產生的蒸氣壓力穩定在300-350大氣壓的範圍內。步驟②中所述的矽酸鹽晶體可以是任意一種矽酸鹽，例如石英、雲母等。矽酸鹽物質晶體具有空間三角點陣，當加熱至2700°C以上時，矽酸鹽晶體中的空間三鍵被陸續打開， 變為單鍵的鹽，放出大量的熱能，這些熱能又使空間三角點陣的SiC晶體的三個鍵分別打開，變為單鍵SiC，放出更巨大的能量，單鍵SiC又與氧氣反應，生成S^2和CO2,繼續放出熱能。步驟②中所述的粘合劑為矽酸鈉的水溶劑，矽酸鈉與水的比例為1:1. 2-1. 5。
權利要求
1.一種新能源鍋爐，其特徵在於包括殼體(1)，殼體(1)內形成蓄水腔(17)，殼體(1) 頂部設置補水管(13)和蒸氣管道(14)，補水管(13)上安裝補水泵(16)，蓄水腔(17)內安裝燃燒室(2)，燃燒室(2)頂部設置排氣管道(15)，排氣管道(15)下端下部設置倒錐形導氣帽 (對)，導氣帽(24)通過支撐架(23)與排氣管道(15)連接，燃燒室(2)內設置弧形託盤(3)， 弧形託盤(3 )上開設通孔(4 )，燃燒室(2 )側壁上安裝雷射源(5 )和供氧管道(6 )，供氧管道 (6 )與氧氣站(7 )連接，供氧管道(6 )上安裝增壓泵(8 )和供料支管(9 )，供料支管(9 )與粉末計量填充機(10)的出料口連接，燃燒室(2)下部設置清理門(11)，清理門(11)通過清理通道(12)與殼體(1)外部相通。
2.根據權利要求1所述的一種新能源鍋爐，其特徵在於燃燒室(2)上部設置與蓄水腔 (17)相通的換熱管(18)，殼體(1)內壁安裝第一液位傳感器(19)、第二液位傳感器(20)和紅外測溫儀(21 )，第一液位傳感器(19)的垂直高度低於換熱管(18)下端的垂直高度，第二液位傳感器(20)的垂直高度高於換熱管(18)上端的垂直高度。
3.根據權利要求2所述的一種新能源鍋爐，其特徵在於所述換熱管(18)分為上、下兩排，上排換熱管與下排換熱管交錯排列，第一液位傳感器(19)的垂直高度低於下排換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器(20)的垂直高度高於上排換熱管上端的垂直高度。
4.根據權利要求1或2所述的一種新能源鍋爐，其特徵在於燃燒室(2)內安裝水平隔柵(22)。
5.一種新能源鍋爐製取蒸氣的方法，其特徵在於包括以下步驟①用70目的篩網對SiC晶體粉末進行篩選，並將得到的SiC粉末置入粉末計量填充機的料鬥備用；②將矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按1:1.6-2. 0的比例混合，在矽酸鹽晶體粉末與 SiC晶體粉末的混合物中加入2-2. 5%的粘合劑，將加入粘合劑的矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末的混合物攪拌均勻後，通過壓力機壓緊，再切割成體積為l-4cm2的矽酸鹽-SiC晶體混合塊；③將步驟②得到的矽酸鹽-SiC晶體混合塊置於燃燒室內的託盤上，用雷射源發射功率為7. 5-10KW，功率密度為6. 5-7 X 103ff/cm3的雷射束對矽酸鹽-SiC晶體混合塊進行照射， 升溫至2700-300(TC，使矽酸鹽-SiC晶體混合塊開始燃燒；④通過供氧管道向燃燒室內通入氧氣，加壓泵將供氧壓力維持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同時通過粉末計量填充機向供氧管道內填充步驟①中得到的SiC粉末，使氧氣攜帶SiC 粉末一同噴入燃燒室；⑤通過補水管向蓄水腔內補水，通過補水泵控制蓄水腔內的液位，進而控制水與燃燒室的換熱速率，使產生的蒸氣壓力穩定在300-350大氣壓的範圍內。
全文摘要
本發明公開了一種新能源鍋爐及其製取蒸氣的方法，包括殼體，殼體設置補水管和蒸氣管道，蓄水腔內安裝燃燒室，燃燒室頂部設置排氣管道，燃燒室側壁上安裝雷射源和供氧管道，供氧管道與氧氣站連接，供氧管道上供料支管，供料支管與粉末計量填充機連接。本發明製取蒸氣的方法，包括以下步驟用篩網對SiC晶體粉末進行篩選；將矽酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按比例混合，加入粘合劑，通過壓力機壓緊，再切割成晶體混合塊；將晶體混合塊置於燃燒室內，用雷射束照射，使晶體混合塊開始燃燒；通過供氧管道向燃燒室內通入氧氣和SiC粉末；控制蓄水腔內的液位。本發明能夠用SiC替代煤炭作為燃料，製取高壓蒸氣，用於採暖、發電等領域。
文檔編號F22B37/46GK102494321SQ20111045044
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者周冰, 周存文 申請人:周存文