[发明专利]燃氢气有机热载体锅炉系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种锅炉系统，具体涉及一种燃氢气有机热载体锅炉系统。

背景技术

    目前，工业生产中都需要使用大量的供热设备，这些供热设备是通过一种载热介质进行热量传递，传统的载热介质一般为水或蒸汽，而导热油由于具有抗热裂化和化学氧化的性能、加热均匀、传热效果好、散热快、热稳定性高的特点，以导热油作为供热设备的载热介质，与其它载热介质相比，它能在较低压力下产生较高温度，且为循环使用，因此使用更为安全、节能。

    一直来，在氯碱等化工行业，对生产过程中产生的副产品氢气，很多企业未加完全利用，大量氢气被排空，既造成资源浪费，又存在着严重的安全隐患。氢气是一种清洁高效的可燃气体，至今很少作为锅炉燃料使用，尤其在有机热载体锅炉上使用，是因为氢气同时又是一种极易爆炸的危险气体，它是可燃气体中着火浓度极限（又称爆炸极限）最宽的气体，着火浓度极限越宽，使用危险性越大。因此，以氢气为燃料的有机热载体锅炉系统与常规气体燃料的锅炉有完全不同的要求。

发明内容

本发明的目的是为充分利用资源，消除安全隐患，提供一种高效环保的燃氢气有机热载体锅炉系统。

为此，本发明采用的技术方案是：燃氢气有机热载体锅炉系统，包括带有支架的炉体，炉体顶部与烟囱相连，底部设有燃烧装置；其特征在于：所述炉体由外护板、耐火保温层和内护板依次包覆而成，包括对流室和燃烧室；对流室置于烟囱下方，与烟囱相通，腔内设有若干组蛇形管片；燃烧室置于对流室下方，与对流室相通，腔内设有呈螺旋状的盘管；所述炉体上还设有盘管进口集箱和对流受热面进、出口集箱，所述盘管的一端与盘管进口集箱相连通，另一端通过引导管与对流受热面进口集箱相连通；所述若干组蛇形管片的一端与对流受热面进口集箱相连通，另一端与对流受热面出口集箱相连通；它还包括氢气预处理系统和自动控制系统，氢气预处理系统与燃烧装置相连。

进一步地，所述炉体的外侧设有扶梯，炉体上与对流室、燃烧室相对应的位置上还设有防爆门、检查门、看火孔以及自控测量检测孔。

再进一步地，所述蛇形管片为稽片管或齿形翅片管。

本发明还可采用以下更进一步的技术方案：所述氢气预处理系统由过滤器、密封槽和多级冷却器组成；冷却器由壳体和在竖直方向上平行排列有若干根导气管组成，壳体上连接有冷却进水管、冷却出水管、第一疏水管和排放管，并通过排放管与密封槽相连；每级冷却器间均由冷却串联管相连，从而形成串联路径，其中串联路径首端的冷却器与氢气输入管相连，串联路径末端的冷却器通过连接管与过滤器相连；过滤器内设有滤网，过滤器的一端通过输气管与燃烧装置相连，其另一端通过第二疏水管与密封槽相连；所述密封槽上设有氢气回收管，氢气回收管与串联路径首端的冷却器相连。

所述燃烧装置包括机壳、火焰管、风管和燃气主管，燃气主管与风管及火焰管同轴设于机壳上；风管与火焰管的端部通过锥形筒相连，火焰管的端部内设有呈杯状的稳焰盘；所述燃气主管靠近稳焰盘处，设有若干股沿稳焰盘外侧圆周均匀分布的燃气喷管；燃气喷管的喷头向上伸入稳焰盘内侧，与点火变压器及伸入稳焰盘内侧的点火枪相配合。

进一步地，所述燃烧装置还包括燃气进气口和伺服电机，燃气进气口上设有阻火器和燃气调节阀；伺服电机通过伺服传动装置与进风口组件相连接。

更进一步地，所述燃烧装置的机壳上还设有火焰检测器及观火孔。

本发明所述的冷却器通过壳体与竖直方向上平行排列有若干根导气管，从而形成管壳式换热器结构，其管程内为氢气流程，壳程内为冷却介质流程，冷却介质一般采用低温水；在工作时，低温水经冷却进水管进入壳程内，氢气经与串联路径首端的冷却器相连的氢气输入管进入管程内，此时氢气受低温水的作用开始降温脱水；在完成一级冷却器的流程后，经冷却串联管，进入下一级冷却器继续进行降温脱水；在完成多级冷却器的流程后，经连接管送入过滤器内，通过氢气中的水份及固体杂质在滤网作用下被过滤，最后经输气管送入燃烧装置；氢气由燃烧装置的燃气进气口经燃气主管被送至燃气喷管，通过与点火变压器及点火枪相配合，被点燃；被点燃后的火焰大小可通过燃气调节阀进行调节，也可由与伺服电机通相连接的进风口组件进行调节。

燃烧装置在氢气被点燃后，产生大量的高温烟气，这些高温烟气依次流经燃烧室、对流室，由烟囱排入大气。此时，导热油由盘管进口集箱，在盘管内螺旋上升进行换热后，在燃烧室上部通过引导管引进对流受热面进口集箱，再经过若干组蛇形管片式对流受热面，由对流室上部的对流受热面出口集箱引出后，被送至用热设备。