鍋爐燃燒器及鍋爐的製作方法

2023-05-18 19:05:56 1

本發明涉及鍋爐設備技術領域，尤其涉及一種鍋爐燃燒器及鍋爐。

背景技術：

能源安全作為國家經濟安全的重要方面，直接影響著國家安全、可持續發展以及社會的和諧穩定。但隨著人們對能源的無節制使用及不科學使用，使得能源危機問題日益凸顯。鍋爐作為一種十分重要的工業及供暖設備，在全球範圍內得到了廣泛應用，並且，在大多數鍋爐設備中，均需要設置燃燒器以獲取能量。

通常，現有的鍋爐燃燒器在工作過程中，會產生大量的濃重黑煙，不僅汙染環境，而且還對人身健康造成了極大威脅。

技術實現要素：

本發明的第一個目的在於提供一種鍋爐燃燒器，以解決現有鍋爐燃燒器汙染嚴重的技術問題。

本發明提供的鍋爐燃燒器，包括燃料供給系統、蒸氣供給系統和與所述燃料供給系統及所述蒸氣供給系統均連通的氣化裝置。

所述氣化裝置包括氣化腔、設置在所述氣化腔腔體內的至少一個篩板和設置在所述氣化腔腔壁上的噴嘴；至少一個所述篩板上設置有若干篩孔。

所述燃料供給系統的熱量釋放口與所述氣化腔相連通，所述蒸氣供給系統的蒸氣出口與所述氣化腔相連通。

進一步的，至少一個所述篩板固定設置在所述氣化腔腔體內，且至少一個所述篩板與所述噴嘴的噴出方向呈一定夾角設置，所述夾角為30-90°。

進一步的，該鍋爐燃燒器還包括設置在所述噴嘴噴出口的熱量傳感器和用於調節所述篩板位置的調節裝置。

所述調節裝置包括固定設置在各所述篩板側壁的手輪、套裝在所述篩板與所述手輪之間的手輪軸上的搖杆、用於將所述搖杆固定在所述手輪軸上的頂絲、與各所述搖杆的自由端均鉸接的連杆、套裝固定在其中一個所述手輪軸上的從動齒輪、與所述從動齒輪相嚙合的主動齒輪和用於驅動所述主動齒輪轉動的調節電機。

所述調節電機與所述熱量傳感器電連接。

各所述手輪、各所述搖杆、各所述頂絲、所述連杆、所述從動齒輪、所述主動齒輪和所述調節電機57均設置在所述氣化腔的外部。

進一步的，所述燃料供給系統包括沿燃料進給方向依次設置的燃料箱、燃料泵和燃燒器，所述燃料箱與所述燃料泵之間、所述燃料泵與所述燃燒器之間均設置有相連通的燃料管路。

進一步的，所述蒸氣供給系統包括與所述氣化裝置相連通的水霧化器、與所述水霧化器相連通的水箱、設置在所述水箱與所述水霧化器之間的供水控制閥和設置在所述水霧化器上的液位檢測裝置。

所述液位檢測裝置與所述供水控制閥電連接。

進一步的，所述蒸氣供給系統包括與所述氣化裝置相連通的水霧化器、與所述水霧化器相連通的水箱和設置在所述水箱與所述水霧化器之間的水泵；所述水泵的進水口與所述水箱連通設置，所述水泵的出水口與所述水霧化器連通設置。

進一步的，所述噴嘴與所述燃料供給系統的熱量釋放口設置在所述氣化腔的相對腔壁上。

進一步的，該鍋爐燃燒器還包括鼓風機；所述鼓風機的出風口設置在所述氣化腔的腔壁上，且所述出風口與所述噴嘴設置在所述氣化腔的相對腔壁上。

本發明帶來的有益效果是：

通過設置燃料供給系統、蒸氣供給系統和與上述燃料供給系統及蒸氣供給系統均連通的氣化裝置，其中，氣化裝置包括氣化腔、設置在氣化腔腔體內的至少一個篩板和設置在氣化腔腔壁上的噴嘴。通過燃料供給系統將熱量和輸出至氣化腔中，從而實現對氣化腔腔體的加熱處理。同時，燃料供給系統也將未經充分燃燒的燃料一起輸送至氣化腔中。另一方面，蒸氣供給系統將水霧輸出至氣化腔中。

當水霧進入氣化腔腔體之後，腔體內部的高溫使得水霧迅速氣化，由於水霧在氣化過程中體積膨脹，壓力增加，使其連同經熱量釋放口噴出的未完全燃燒的燃料混合噴向噴嘴處。在水霧與燃料的混合物噴向噴嘴的過程中，由於篩板上設置的若干篩孔，大大增加了水霧與篩板的接觸面積，進一步提高了水霧的氣化速率與氣化效果，使得由噴嘴噴出的經過氣化的水蒸氣和氣化腔內未充分燃燒的燃料的混合物質，在達到燃點及適當的氧含量條件下即可充分燃燒。

通過在氣化腔腔體內設置帶有篩孔的篩板，大大提高了水霧的氣化速率與氣化效果，使得氣化後的水蒸氣起到了一定的助燃作用，使經熱量釋放口排出的未燃盡的燃料在噴嘴處得以充分燃燒，大大提高了燃料的利用率及熱效率，節約了能源，並且大幅度地降低了燃料成本。同時，經過充分燃燒的燃料，大大減少了黑煙的產生，降低了對周圍環境的汙染危害，並且減小了由於人體吸入大量黑煙後而造成的身體危害。

本發明的另一個目的在於提供一種鍋爐，以解決現有鍋爐汙染嚴重的技術問題。

本發明提供的鍋爐，包括上述鍋爐燃燒器。

進一步的，該鍋爐還包括導熱管，所述導熱管的一端與所述鍋爐的排煙道相連通，所述導熱管的另一端與所述水箱相連通。

本發明帶來的有益效果是：

通過在鍋爐中設置上述鍋爐燃燒器，其中，鍋爐燃燒器的工作過程及有益效果已在上述鍋爐燃燒器的有益效果中詳細描述，在此不再贅述。

該鍋爐的燃燒工作過程，使經燃燒器熱量釋放口排出的未燃盡的燃料得以充分燃燒，大大提高了燃料的利用率及熱效率，節約了能源，並且大幅度地降低了燃料成本。同時，經過充分燃燒的燃料，大大減少了黑煙的產生，降低了對周圍環境的汙染危害，具有較高的經濟價值和環保價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例鍋爐燃燒器的結構示意圖；

圖2為本實施例氣化裝置的俯視結構示意圖；

圖3為本實施例篩板的結構示意圖；

圖4為本實施例鍋爐燃燒器的另一種結構示意圖，其中，篩板傾斜設置在氣化腔腔體內；

圖5為本實施例鍋爐燃燒器的又一種結構示意圖，其中，篩板側壁設置有調節裝置；

圖6為本實施例調節裝置的主視結構示意圖；

圖7為本實施例調節裝置的俯視局部剖視圖；

圖8為本實施例鍋爐燃燒器的再一種結構示意圖。

圖標：1-燃料供給系統；2-蒸氣供給系統；3-氣化裝置；4-鼓風機；5-調節裝置；6-排煙道；7-導熱管；11-燃料箱；12-燃料控制閥；13-燃料過濾器；14-燃料管路；15-燃料泵；16-燃燒器；21-水箱；22-供水控制閥；23-水泵；24-供水管路；25-液位檢測裝置；26-水霧化器；31-氣化腔；32-篩板；33-噴嘴；321-篩孔；51-手輪；52-搖杆；53-頂絲；54-連杆；55-從動齒輪；56-主動齒輪；57-調節電機；58-熱量傳感器；59-手輪軸。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

如圖1所示，本實施例提供了一種鍋爐燃燒器，該鍋爐燃燒器包括燃料供給系統1、蒸氣供給系統2和與上述燃料供給系統1及蒸氣供給系統2均連通的氣化裝置3。具體的，請繼續參照圖1，氣化裝置3包括氣化腔31、設置在氣化腔31腔體內的至少一個篩板32和設置在氣化腔31腔壁上的噴嘴33。其中，各篩板32上均設置有若干篩孔321，篩板32的結構如圖3所示。並且，燃料供給系統1的熱量釋放口與氣化腔31相連通，蒸氣供給系統2的蒸氣出口與氣化腔31相連通。本實施例中，篩板32為兩個。

通過設置燃料供給系統1、蒸氣供給系統2和與上述燃料供給系統1及蒸氣供給系統2均連通的氣化裝置3，其中，氣化裝置3包括氣化腔31、設置在氣化腔31腔體內的至少一個篩板32和設置在氣化腔31腔壁上的噴嘴33。通過燃料供給系統1將熱量輸出至與氣化腔31中，從而實現對氣化腔31腔體的加熱處理。同時，燃料供給系統1也將未經充分燃燒的燃料一起輸送至氣化腔31中。另一方面，蒸氣供給系統2將水霧輸出至氣化腔31中。

當水霧進入氣化腔31腔體之後，腔體內部的高溫使得水霧迅速氣化，由於水霧在氣化過程中體積膨脹，壓力增加，使其連同經熱量釋放口噴出的未完全燃燒的燃料混合噴向噴嘴33處。在水霧與燃料的混合物噴向噴嘴33的過程中，由於篩板32上設置的若干篩孔321，大大增加了水霧與篩板32的接觸面積，進一步提高了水霧的氣化速率與氣化效果，使得由噴嘴33噴出的經過氣化的水蒸氣和氣化腔31內未充分燃燒的燃料的混合物質，在達到燃點及適當的氧含量條件下即可充分燃燒。

通過在氣化腔31腔體內設置帶有篩孔321的篩板32，大大提高了水霧的氣化速率與氣化效果，使得氣化後的水蒸氣起到了一定的助燃作用，使經熱量釋放口排出的未燃盡的燃料在噴嘴處得以充分燃燒，大大提高了燃料的利用率及熱效率，節約了能源，並且大幅度地降低了燃料成本。同時，經過充分燃燒的燃料，大大減少了黑煙的產生，降低了對周圍環境的汙染危害，並且減小了由於人體吸入大量黑煙後而造成的身體危害。

如圖2所示，本實施例中，各篩板32均設置在熱量釋放口與噴嘴33之間。

需要說明的是，本實施例中，篩板32上的篩孔321形狀為圓形，但不僅僅局限於這種形狀種類，還可以是其他種類的形狀，如三角形、矩形等，其只要是通過設置在篩板32上的篩孔321能夠實現篩板32與水霧接觸面積的增大，使水霧迅速氣化，並使水霧最終能夠順利穿過篩板32而到達噴嘴33處即可。

如圖4所示，本實施例中，兩個篩板32固定設置在氣化腔31腔體內，並且，每個篩板32均與噴嘴33的噴出方向呈一定夾角設置，其中，夾角為30-90°。

請繼續參照圖1，本實施例中，該鍋爐燃燒器的工作原理為：開啟燃料供給系統1，將燃燒後的熱量和未完全燃燒的燃料持續輸送至氣化腔31中，使氣化腔31中的溫度保持在400-500℃之間；同時，開啟蒸氣供給系統2，將水霧輸送至氣化腔31中，使水霧氣化。並且，在熱量釋放口的高壓作用下，將水霧不斷向前推送，並利用篩板32的溫度加速水霧的氣化過程。當氣化腔31中的混合物質到達噴嘴33處時，在達到燃點及適當的氧含量條件下即可實現燃料的充分燃燒，從而實現節能減排。

如圖5所示，本實施例中，該鍋爐燃燒器還包括設置在噴嘴33處的熱量傳感器58和用於調節篩板32位置的調節裝置5。具體的，調節裝置5包括固定設置在篩板32側壁的手輪51、套裝在篩板32與手輪51之間的手輪軸59上的搖杆52、用於將搖杆52固定在手輪軸59上的頂絲53、與各搖杆52的自由端均鉸接的連杆54、固定套裝在其中一個手輪軸59上的從動齒輪55、與從動齒輪55相嚙合的主動齒輪56和用於驅動主動齒輪56轉動的調節電機57。其中，調節電機57與熱量傳感器58電連接，並且，各手輪51、各搖杆52、各頂絲53、連杆54、從動齒輪55、主動齒輪56和調節電機57均設置在氣化腔31的外部。

如圖5-圖7所示，當該鍋爐燃燒器工作時，設置在噴嘴33噴出口的熱量傳感器58若檢測到噴嘴33處的熱量低於一定值時，即熱效率不佳時，則將該檢測信號輸出至與其電連接的調節電機57上，使調節電機57啟動。此時，調節電機57的輸出軸轉動，帶動套裝固定在其上的主動齒輪56正向或者反向轉動，從而驅動與主動齒輪56相嚙合的從動齒輪55轉動。隨後，從動齒輪55利用連接鍵將轉矩輸出至手輪軸59上，從而實現氣化腔31腔體內一個篩板32的轉動。最後，通過與各搖杆52的自由端均鉸接設置的連杆54，將上述一個篩板32的轉動傳遞到另一篩板32上，使另一篩板32從動動作，從而實現各篩板32的聯動控制，通過調節各篩板32在氣化腔31內的設置角度，從而提高水霧的氣化效率，進而在噴嘴33處獲得所需的熱量。

通過在該鍋爐燃燒器中設置調節裝置5及用於檢測熱量信號的熱量傳感器58，實現了對噴嘴33處熱量的及時反饋。通過這種反饋信號，使氣化腔31中的篩板32正向或者反向轉動一定距離，以使噴嘴33處獲得最佳的熱效率。這種將熱量信號及時反饋從而對篩板32角度進行調節的設置方式，實現了鍋爐燃燒器工作過程中的在線調節，以保證噴嘴33處獲得儘可能大的熱量值，從而保證對燃料的充分利用，達到節能減排的目的。

需要說明的是，本實施例中，調節電機57為帶有抱閘的電機或者採用蝸杆減速器進行減速調節的電機。這樣的設置，使得在對篩板32進行角度調節後，能夠將篩板32固定在該調節後的角度上，以提高該鍋爐燃燒器的工作可靠性。

請繼續參照圖6-圖7，本實施例中，當操作者只想單獨調節其中一個篩板32的角度時，可以將從動的篩板32的手輪軸59上的頂絲53鬆開，使從動篩板32上的手輪軸59與搖杆52分開，即使搖杆52空套在上述手輪軸59上。當主動的篩板32動作時，從動的篩板32不受其動作影響。通過設置頂絲53，實現了手輪軸59與搖杆52之間的離合控制，使該鍋爐燃燒器更能適應複雜工況下的工作。

請繼續參照圖1，本實施例中，燃料供給系統1包括沿燃料進給方向依次設置的燃料箱11、燃料泵15和燃燒器16，燃料箱11與燃料泵15之間、燃料泵15與燃燒器16之間均設置有相連通的燃料管路14。

請繼續參照圖4-圖5，本實施例中，在燃料箱11與燃料泵15之間的燃料管路14上還可以設置燃料過濾器13。這樣的設置，實現了對燃料的過濾處理，保證了所燃燒的燃料的清潔度。並且，在燃料箱11與燃料泵15之間還可以設置燃料控制閥12，以實現對燃料進料量的控制。

此外，本實施例中，如圖4和圖5所示，蒸氣供給系統2可以包括與氣化裝置3相連通的水霧化器26、與水霧化器26相連通的水箱21、設置在水箱21與水霧化器26之間的供水控制閥22和設置在水霧化器26上的液位檢測裝置25。其中，液位檢測裝置25與供水控制閥22電連接。

當液位檢測裝置25檢測到水霧化器26中的水量無法滿足要求時，則將檢測到的水量信號迅速反饋至供水控制閥22上，使供水控制閥22開啟，從而使水箱21中的水快速補入至水霧化器26中，以保證該鍋爐燃燒器的工作可靠性。

本實施例中，液位檢測裝置25為超聲波液位傳感器，超聲波液位傳感器採用非接觸式測量方式，測量精度高，且靈敏性較高。需要說明的是，本實施例中，可以採用上述超聲波液位傳感器進行水位檢測，但不僅僅限於這種檢測方式，還可以採用其他形式的液位檢測裝置25，如浮球式傳感器，其只要是通過這種液位檢測裝置25能夠實現對水霧化器26中水量的可靠檢測，以保證該鍋爐燃燒器的正常工作即可。

此外，該鍋爐燃燒器除利用上述液位檢測裝置25和供水控制閥22的配合動作來實現供水外，還可以採用在水箱21與水霧化器26之間的供水管路24上設置水泵23來實現供水。具體的，如圖8所示，水泵23的進水口與水箱21連通設置，水泵23的出水口與水霧化器26連通設置。開啟水泵23後，即可以實現對水霧化器26的連續、穩定供水，該結構簡單易行，成本較低。

為了提高該鍋爐燃燒器的工作效率，本實施例中，噴嘴33與燃料供給系統1的熱量釋放口設置在氣化腔31的相對腔壁上。

為了進一步提高該鍋爐燃燒器的工作效率，本實施例中，該鍋爐燃燒器還可以包括鼓風機4，如圖1、圖4、圖5和圖8所示。具體的，鼓風機4的出風口設置在氣化腔31的腔壁上，且該出風口與噴嘴33設置在氣化腔31的相對腔壁上。通過設置鼓風機4，加大了氣化腔31中混合燃料的流動速度，從而進一步提高了該鍋爐燃燒器的工作效率。

本實施例還提供了一種鍋爐，該鍋爐包括上述鍋爐燃燒器。

通過在鍋爐中設置上述鍋爐燃燒器，其中，鍋爐燃燒器的工作過程及有益效果已在上述鍋爐燃燒器的有益效果中詳細描述，在此不再贅述。該鍋爐的燃燒工作過程，使經燃燒器熱量釋放口排出的未燃盡的燃料得以充分燃燒，大大提高了燃料的利用率及熱效率，節約了能源，並且大幅度地降低了燃料成本。同時，經過充分燃燒的燃料，大大減少了黑煙的產生，降低了對周圍環境的汙染危害，具有較高的經濟價值和環保價值。

請繼續參照圖4、圖5和圖8，本實施例中，該鍋爐還包括導熱管7，具體的，導熱管7的一端與鍋爐的排煙道6相連通，導熱管7的另一端與水箱21相連通。這樣的設置，使導熱管7將排煙道6中的熱量進行回收，並將回收的熱量導入至水箱21中，從而實現對水箱21中水的預熱，以降低水霧氣化過程中對燃料的消耗。這種對熱量的回收利用方式，減少了能源的浪費，大大節約了成本。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。