一種鍋爐供熱系統的製作方法
2023-05-28 14:38:01
本實用新型涉及一種鍋爐供熱系統。
背景技術：
鍋爐供暖系統是北方地區日常生活中必不可少的設備。而針對供熱系統的改進也持續不斷的更新著。然而，鍋爐供暖系統還存在著較多的不足。
① 在現階段，我國集中供熱缺乏精細化管理，司爐工憑感覺、憑經驗燒鍋爐，鍋爐在選型時，按現場最惡劣的環境進行選擇，可滿足在當地最低溫度下使用，但在整個採暖期的溫差變化幅度都比較大，北方大部分地區白天和晚上的溫差都很大，如果天氣溫暖供熱量大的話，房間溫度就會過高，會造成室內溫度過高，需要減少在室內時的衣服，有得甚至還的打開窗戶，也會因室內溫度過高，外出引起感冒等疾病，不僅造成人員不舒服，還造成大量的能源浪費以及能源燃燒產生的環境問題，因此，如果鍋爐工不能及時、合理地改變鍋爐的運行參數，就會造成能源的浪費。
② 如今，北方地區霧霾橫行，尤其在供暖期間更甚。對於PM2.5破表、重度霾紅色預報、重度霾導致學生放假、非霧天能見度太低等等極度非正常事件，人們似乎已經司空見慣了。然而，汙染無小事兒，為響應政府號召，對霾貢獻極大的供暖行業也開始了改進，以期最大限度減少汙染物排放。
③ 大多鍋爐均通過燃料在爐膛內燃燒而直接為鍋爐加熱，也有少數鍋爐中為了增加熱交換效率，而改變爐膛的形狀或在爐膛外加一些簡單的凸起等來增加加熱效率。然而，在環境日益被改變被汙染的今天，這些還遠遠不夠，因此，進一步增加加熱效率、並使鍋爐系統更節能減排極其重要。
④ 在鍋爐系統中，排煙管中的煙氣帶有非常多的熱量，而目前，這部分熱量並沒有有效回收，大多都排放到空氣中，為環境帶來了較大的影響。
⑤ 此外，供熱系統包括用戶端供熱裝置、輸熱管道、鍋爐等裝置；眾所周知，用戶端供熱裝置的內部無法清理，如果沉積太多雜質、水垢等，會直接導致供熱效率低和使用壽命短，而且輸熱管道和鍋爐等的清潔也極其複雜、繁瑣，因此，需要最大程度的保證其不被雜誌、水垢等附著。而目前的很多地區對前端水的處理不充分，導致鍋爐等供熱系統時常發生汙垢沉積或腐蝕等。
技術實現要素：
有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種鍋爐供熱系統，以解決現有技術中提到的不足。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現：
一種鍋爐供熱系統，包括控制器、供熱端、用戶端以及連接所述供熱端和用戶端的供熱管道，所述供熱端包括鍋爐，所述鍋爐包括殼體以及由所述殼體圍成的內腔，所述殼體上設有進水口、排汙口和用於排出熱水或熱蒸汽的熱量出口，所述內腔中設有爐膛，所述內腔中還設有與所述爐膛連接的熱交換部，所述爐膛設置於所述內腔的底部，所述爐膛上連接有燃料管道、進風管道和排煙管道；
所述排煙管道內設有煙氣淨化裝置；所述煙氣淨化裝置包括第二初效過濾器、活性炭過濾裝置、除塵電極過濾裝置、第二HEPA高效過濾器和第二RO膜組件中的至少一種；
所述供熱系統還包括與所述控制器連接的傳感器；所述傳感器包括設置於用戶端的用戶溫度傳感器、設置於室外環境中的室外溫度傳感器、設置於熱量出口的出水溫度傳感器、設置於鍋爐內的壓力傳感器、設置於燃料管道內的燃料流量傳感器和設置於進風管道內的風流量傳感器。
進一步地，所述控制器上連接有智能終端，所述控制器內設有處理器以及與所述處理器連接的電路模塊和能夠與所述智能終端發生連接的傳輸模塊。
進一步地，所述煙氣淨化裝置由進煙端至出煙端依次包括第一初效過濾器、除塵電極過濾裝置、第二RO膜組件和活性炭過濾裝置。
進一步地，所述殼體的進水口上連接有進水管，所述進水管的頂端面設有與所述排煙管道的外徑相配合的通孔，所述排煙管道的外徑小於所述進水管的內徑；所述排煙管道從所述進水口穿出所述殼體並延伸至所述進水管內，所述排煙管道從所述通孔穿出所述鍋爐系統外。
進一步地，所述熱交換部縱穿所述內腔的上下端，所述熱交換部的底端與所述爐膛連接，所述熱交換部的頂端靠近所述內腔的頂端。
進一步地，所述熱交換部上設有多個向外凸出的次級熱交換部。
進一步地，所述燃料管道呈折線型迂迴設置於內腔中。
進一步地，所述進風管道包括第一進風管道和第二進風管道，該第一進風管道和第二進風管道分別於爐膛上的第一進風口和第二進風口連接。
進一步地，所述排煙管道的管道壁為能夠吸收熱量的餘熱吸收壁；所述排煙管道並排設置於第一進風管道和第二進風管道之間並與所述第一進風管道和第二進風管道固定連接，且所述排煙管道與所述第一進風管道連接的一側的壁同時也為第一進風管道壁的一部分，所述排煙管道與所述第二進風管道連接的一側的壁同時也為第二進風管道壁的一部分。
進一步地，所述殼體上還設有排氣口，所述排氣口上設有安全閥，所述安全閥在殼體內的壓力超出閾值時能夠自動排氣。
進一步地，所述進水管上還連接有水處理裝置。
進一步地，所述殼體內設有與所述控制器內的處理器連接的報警裝置，所述報警裝置優選聲音報警裝置。
進一步地，所述燃料管道和進風管道上均設有與所述控制器連接的電磁閥。
進一步地，所述控制器上設有控制面板和顯示器。
本實用新型至少具有以下有益效果：
① 本實用新型的控制器上連接有多個傳感器，可對室外溫度、用戶端的溫度、鍋爐出水溫度等等進行測量，然後根據所測定的各處的溫度，處理器進行相關的處理，然後便可綜合這些溫度調節爐膛內的溫度，具體地，通過調節燃料的輸入量和風的輸入量來調控溫度，從而實現智能控制的目的，也使無論室外溫度多少，用戶端均能有一個比較恆定的溫度。此外，本實用新型的供熱系統在鍋爐內壓力太大時可進行報警，然後再自動放氣，避免了鍋爐爆炸或因壓力太大造成的相關設備的損傷以及對工作人員安全的威脅。
② 本實用新型的煙氣淨化裝置的煙氣的淨化效率高，基本實現了邊製造邊治理的快速去除汙染的理念，對於去汙染、去霾化具有極其重要的價值；而且本實用新型可充分收集帶有大量熱量的煙氣中的熱量，並進行有效利用；因此，更加的節能減排，環境友好。
③ 本實用新型的加熱效率高，燃燒效率高；且可對進水進行處理，使得用戶端和輸熱管道中的雜質、水垢大大降低，從而增加供熱系統中用戶端供熱裝置、輸熱管道、鍋爐等的使用壽命。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例中所述的供熱系統的結構示意圖；
圖2為本實用新型實施例中所述的鍋爐的結構示意圖；
圖3為本實用新型實施例中所述的智能系統的結構示意圖；
圖4為本實用新型另一個實施例中所述的鍋爐的結構示意圖；
圖5為圖4的A-A剖面圖；
圖6為本實用新型又一個實施例中所述的鍋爐的結構示意圖；
圖7為圖6的A-A剖面圖；
圖8為本實用新型實施例中所述的安全閥的結構示意圖。
圖中，1、殼體，2、熱交換部，3、爐膛，4、內腔，5、導火道，6、進水管，7、安全閥，8、支撐架，9、支座，20、智能終端，21、次級熱交換部，30、控制器，31、燃料管道，32、第一進風管道，33、第二進風管道，34、排煙管道，40、傳感器，51、導火板，71、蓋帽，72、承壓墊，73、排氣塊，74、彈簧，75、連接杆，76、通孔，77、放壓槽，78、密封墊，100、供熱端，200、用戶端，300、供熱管道，301、處理器，302、電路模塊，303、傳輸模塊，410、用戶溫度傳感器，420、室外溫度傳感器，430、出水溫度傳感器，440、燃料流量控制器，450、風流量傳感器，460、壓力傳感器。
具體實施方式
下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。以下提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通方法人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
實施例1
如圖1~3所示，一種鍋爐供熱系統，包括控制器30、供熱端100、用戶端200以及連接所述供熱端100和用戶端200的供熱管道300，所述供熱端100包括鍋爐，所述鍋爐包括殼體1以及由所述殼體圍成的內腔4，內腔4中放置需要加熱的水源，所述殼體1上設有進水口、排汙口和用於排出熱水或熱蒸汽的熱量出口，熱量出口通過供熱管道300與用戶端連接，則便可通過供熱管道300將熱量傳輸至用戶端200，供百姓取熱；所述內腔4中設有爐膛3。所述內腔4中還設有與所述爐膛3連接的熱交換部2，爐膛3設置於所述內腔4的底部，所述爐膛3上連接有燃料管道31、進風管道和排煙管道34。所述進風管道包括第一進風管道32和第二進風管道33。
在所述排煙管道34內可設有煙氣淨化裝置，該煙氣淨化裝置通常設置在排煙管道34內靠近煙氣的出口處，則該處的煙氣溫度最低，淨化效果更好且對煙氣淨化裝置的損害更小。
煙氣淨化裝置由進煙端至出煙端依次包括第一初效過濾器、除塵電極過濾裝置、第二RO膜組件和活性炭過濾裝置，這樣便能夠將煙氣中的一些大小固體顆粒、有害氣體等均能進行有效的過濾，煙氣的淨化效率平均都在98%以上，實現了邊製造邊治理的快速去除汙染的目的，對於去汙染、去霾化具有極其重要的價值。本實用新型中的RO膜即為反滲透膜。
控制器30內設有處理器301以及與所述處理器301電路連接的電路模塊302和傳輸模塊303，所述處理器301即為主控電路板。所述供熱系統還包括與所述控制器30電路連接的傳感器40；所述傳感器40包括設置於用戶端的用戶溫度傳感器410、設置於室外環境中的室外溫度傳感器420、設置於熱量出口的出水溫度傳感器430、設置於鍋爐內的壓力傳感器460、設置於燃料管道內的燃料流量傳感器440和設置於進風管道內的風流量傳感器450，這些傳感器分別用於採集用戶端的溫度、室外環境的溫度、鍋爐出水處的溫度、鍋爐內的壓力、輸入燃料的流量和輸入風的流量，這些傳感器均與控制器30中的處理器301連接，這些傳感器均與所述控制器30內的處理器301連接，可將監測到的數據傳輸至處理器301。需要注意的是，壓力傳感器需要設置在鍋爐內的頂端，即該傳感器是用來測定鍋爐內的壓力的並非水壓，因此，其不能沒入水中。
智能供熱系統還包括智能終端20，所述智能終端20通過與控制器30中的傳輸模塊303建立連接從而與處理器301連接。所述傳輸模塊303優選為無線傳輸模塊，該無線傳輸模塊包括2G、3G、4G、wifi和GSM模塊中的至少一種。則處理器301接收到的數據可以傳輸給智能終端20，同時智能終端20也能夠對控制器30進行相應的操作或控制。該智能終端20包括智慧型手機、ipad、PC等。
殼體1內設有與所述控制器30內的處理器301連接的報警裝置，所述報警裝置優選聲音報警裝置，則鍋爐內壓力太大時便會發出報警。所述殼體上還設有排氣口，所述排氣口上設有安全閥，所述安全閥在殼體內的壓力超出閾值時能夠自動排氣，避免爆炸，當壓力超出閾值時，便會自動放氣或排氣。則當壓力太大時，在報警的同時便會進行自動排氣，避免因工作人員延遲趕到而可能會發生的危險。
燃料管道31和進風管道上均設有與所述控制器30連接的電磁閥，方便控制。控制器30上設有與處理器301連接的控制面板和顯示器，通過控制面板可直接進行相關操作，顯示器能夠顯示相關的數據。
如圖4~5所示，圖5為圖1的A-A剖面圖，圖中有部分結構沒有標示出來。內腔4中還設有與所述爐膛3連接的熱交換部2，熱交換部2為圓柱形結構，增大比表面積；所述熱交換部2與爐膛3之間設有穩固板，所述穩固板上設有連通爐膛3與熱交換部2的導火道5，所述熱交換部2縱穿所述內腔4的上下端，即熱交換部2的底端與所述爐膛3連接，所述熱交換部2的頂端靠近所述內腔4的頂端，即靠近殼體1內壁的頂端，熱交換部2的頂端為向外凸出的弧形面，增加換熱效率。所述熱交換部2上均勻設有多個向外凸出的次級熱交換部21，所述次級熱交換部21為半球形，以增大熱交換部2與內腔4中水接觸的比表面積，從而增加換熱效率。
殼體1的上端設有燃料入口和風入口，所述燃料管道31通過所述燃料入口、並穿過所述內腔內腔4而與所述爐膛3連通；所述進風管道通過所述風入口、並穿過所述內腔內腔4而與所述爐膛3連通。將燃料入口和風入口設置於殼體1的上端或頂端，則使得燃料管道31和進風管道在內腔4中的距離較長，則與水的接觸面積也較長，則水中的溫度可以使燃料管道31和進風管道中的燃料和風的溫度提高，溫度提高則燃燒更容易燃燒效率更高。
燃料管道31呈折線型迂迴設置於內腔4中，折線型的設計能夠緩衝氣流，更重要的是能夠增加與內腔4中水的接觸面積，使得燃料管道31中的燃氣受熱，從而使得燃燒更容易燃燒效率更高。
所述第一進風管道32和第二進風管道33分別於爐膛3上的第一進風口和第二進風口連接。所述排煙管道34的一部分並排設置於第一進風管道32和第二進風管道33之間，三者位於同一平面上，且所述排煙管道34的壁同時也是第一進風管道32壁的一部分和第二進風管道33壁的一部分，即排煙管道34一側的壁與第一進風管道32共用，另一側的壁與第二進風管道33共用；所述排煙管道34的管道壁為能夠吸收熱量的餘熱吸收壁。排煙管道34內煙氣排出時帶有大量的熱量，能夠吸收餘熱的壁的設置能夠將煙氣中的熱量進行吸收，而這三個管道的具體結構的設置使得吸收了煙氣中熱量的管道壁能夠將部分熱量傳遞給第一進風管道32和第二進風管道33中的風流，使風流的溫度升高，從而使得燃燒更容易燃燒效率更高；此外，排煙管道34與所述進風管道沒有連接的部分也可以把熱量傳遞給內腔4中的水，使得排出空氣中的熱量大大的減少，更節能，對環境的副作用更小。
如圖6~7所示，圖7為圖3的A-A剖面圖，圖中有部分結構沒有標示出來。殼體1的進水口上連接有進水管6，所述進水管6的頂端面設有與所述排煙管道34的外徑相配合的通孔，所述排煙管道34的外徑小於所述進水管6的內徑；所述排煙管道34從所述進水口穿出殼體1並延伸至所述進水管6內，且所述排煙管道34從進水管6頂端面的所述通孔穿出，然後延伸至所述供熱系統外；即排煙管道34同時套設於所述進水管6內，優選設置於進水管6的中央，進水管6與排煙管道34為套管結構，其截面為一個同心圓結構。使進水的溫度有所升高，也進一步減少了該進水的熱量需求。若進水口設置的位置在殼體1的下端，則可將排煙管道34先延伸至內腔4的上端，再折回來從進水口出去，附圖1中排煙管道34在內腔4中的結構類似於「幾」字型或倒「U」型。
所述殼體1的進水端設有水處理裝置，該水處理裝置可設置在進水管內，也可以將進水管與一個供水容器連接，將水處理裝置設置在供水容器中進行水處理，然後供水容器將處理後的水通過進水管流入鍋爐。
作為進一步優選的實施方式，導火道5內設有導火板35，導火板35上設有導火孔，即能夠使爐膛3內的火流或熱流通過導火孔進入熱交換部2，由於熱交換部2與次級熱交換部21是彼此連通得，因此，火流或熱流便進入次級熱交換部21中。
作為進一步優選的實施方式，所述爐膛3的左右前後均可為向外凸出的弧形結構，增大換熱效率。爐膛3的上連接有多個所述熱交換部2，具體數量可根據熱交換部2的直徑、次級熱交換部21的大小以及鍋爐的大小而定。
作為進一步優選的實施方式，所述熱交換部2的頂端與內腔4的頂端之間的距離可為30cm，當然根據實際情況，該距離可自由調節。
作為進一步優選的實施方式，所述爐膛通過支撐架8固定設置於殼體內；所述鍋爐的下底面設有支座，可用來支撐鍋爐。
作為進一步優選的實施方式，所述傳感器還包括設置於內腔水中、用於測定鍋爐內水的溫度的內腔水溫傳感器，該內腔水溫傳感器同樣與處理器301連接。
作為進一步優選的實施方式，所述傳感器還包括設置於爐膛內的用於測定爐膛內溫度的爐膛溫傳感器，該爐膛溫傳感器同樣與處理器301連接。
實施例2
在實施例1的基礎上，實施例1中的安全閥的結構可以為：
如圖8所示，所述安全閥7包括蓋帽71、彈性體、排氣塊73、承壓墊72和固定連接於所述排氣塊7和承壓墊72之間的連接杆75；所述蓋帽71的上端面設有與所述排氣塊73大小相配合的通孔76，所述承壓墊72的外邊緣與蓋帽71的內壁緊密靠合，優選承壓墊72和蓋帽71的內壁之間設有密封墊78；所述彈性體套合於連接杆57的外圍；彈性體的直徑大於所述通孔76的直徑，所述蓋帽71的內壁上設有高度大於所述承壓墊厚度的放壓槽77。
當壓力超出安全範圍內時，鍋爐內的壓力施加在承壓墊上，承壓墊克服彈性體阻力推動連接杆上升，放壓槽暴露於鍋爐內；則鍋爐內的氣流便會從放壓槽處流入承壓墊上方。與此同時，在承壓墊上升的過程中，彈性體被壓縮，連接杆舉起排氣塊，然後排氣塊被頂出通孔，則氣流在流入承壓墊上方的同時便從通孔處又流向排氣塊外，即流向安全閥外，實現壓力的控制。
該安全閥設置於鍋爐殼體1上。
上述彈性體優選為彈簧74。安全閥排氣所需要的壓力可通過彈簧的阻力、承壓墊與蓋帽內壁之間的阻力和排氣塊與通孔之間的阻力來計算所得。
實施例3
在實施例1或2的基礎上，所述水處理裝置的結構可為：所述水處理裝置由進水端一側依次包括軟化水處理裝置、初步過濾裝置和精密過濾裝置。所述初步過濾裝置為燒結金屬過濾元件，所述燒結金屬過濾元件為孔徑為0.2~10μm的燒結不鏽鋼金屬過濾元件。所述精密過濾裝置為第一HEPA高效過濾器、第一RO膜組件和礦石過濾裝置中的至少一種，優選第一HEPA高效過濾器和/或礦石過濾裝置，礦石過濾裝置包括錳砂過濾器和/或石英砂過濾器。當然，上述的燒結金屬過濾元件可以用初效過濾器代替，也可以同時使用。該處理方法層次分明、淨化徹底、淨化效率高。
上述燒結不鏽鋼金屬過濾元件是不鏽鋼金屬粉末冶金加工工藝製作而成的一種磁性濾管，其中含有磁性組份。該過濾元件6對鐵、銅等雜質的去除機理主要靠 過濾及磁性吸附的功能。而鐵在水中有磁性和非磁性兩種分子團，由於過濾元件6具有磁性、微孔的特點，因而能有效的去除蒸汽冷凝水中的磁性和非磁性雜質鐵。
由於用戶端供熱裝置的內部無法清理，如果沉積太多雜質、水垢等，會直接導致供熱效率低和使用壽命短，而且輸熱管道和鍋爐等的清潔也極其複雜、繁瑣，因此，需要最大程度的保證供熱系統不被雜質、水垢等附著。通過上述對前端的進水進行徹底、有效的進行處理，使得用戶端和輸熱管道中的雜質、水垢等大大降低，從而增加供熱系統中用戶端供熱裝置、輸熱管道、鍋爐等的使用壽命。
具體實施時，本實用新型中的控制器30可設置在鍋爐上、鍋爐附近或者其他地方均可，只要方便設置和查看的地方便可。
本實用新型中所述排煙管道34為能夠吸收熱量的餘熱吸收壁，其可為採用吸熱效率高的材料構成的管壁，具體採用何種管壁可參見現有技術，只要能夠達到效果的均可。
進水管6與排煙管道34的套管結構，在實際應用時非常容易實現，通常排煙管道34都比進水管6小，只需要在進水管6的頂端開口(即通孔)，然後將排煙管道34從進水管6內穿出鍋爐的殼體1，然後在開口處伸出鍋爐體系並伸向環境便可。當然，也可以將進水管6上的開口設置於供水容器上，然後排煙管道34貫穿進水管6，然後從供水容器上的開口處穿出便可。具體講開口設在進水管6上還是供水容器上，要根據具體情況而定，即要具體考量施工現場有無供水容器、進水管的長短等等情況。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限制本實用新型，對於本領域技術人員而言，本實用新型可以有各種改動和變化。凡在本實用新型的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。