[发明专利]一种甲醇燃料直流式热水锅炉

说明书

本发明专利提出一种使用甲醇燃料的直流式热水锅炉，是为利用甲醇燃料的特性而发明的新技术，是一种快速高效、排放洁净的热水锅炉。在直流锅炉机壳上，设置有甲醇燃烧机，由中间层螺旋换热管、内层螺旋换热管圈和外层螺旋换热管圈形成的换热组件及控制柜组成。

技术领域

本发明涉及一种使用甲醇燃料的直流式热水锅炉，特别指出是一种使用甲醇燃料的直流式热水或蒸汽锅炉，实现分布式能源的最佳途径。

背景技术

直流锅炉与自然循环锅炉比较，直流锅炉节省钢材，受热面管径小，强度高，承压部件总质量轻，制造、安装简单。锅炉启、停炉速度快，受热面布置灵活。直流锅炉可采用小直径的受热面管子。以往的直流锅炉都是应用在电站的大型锅炉上，没用中、小型的直流锅炉。几年来，国外有中、小型的燃气直流锅炉应用，但燃气的烟气不够清洁、换热元件维护困难，所以发展缓慢。

小型直流锅炉的主要优点是水容量小，启动升温速度很快，结构紧凑，占地面积小，安装极为方便。受热面设计独特、有效，排烟温度低，热效率高。盘管受热面能自由膨胀，能大幅度减少锅炉启动、停炉等引起的热应力，安全性好。特别适用于中、小型企业、设施农业、农产品加工、商业、机关团体、学校等单位使用。然而小型直流锅炉受到燃料性质的制约，所以实际应用极少。

由于甲醇燃料是液体燃料，使用方面比气态燃料更安全，更清洁环保，储存、运输、使用更方便，所以特别适应于分布式热能技术，分布式热能技术能够精准匹配用热设备，达到最佳节能效果，应用甲醇燃料热力燃烧技术制造的中小型直流热水锅炉、直流蒸汽锅炉就是分布式能源的最佳实现途径。小型甲醇燃料直流热水锅炉技术和产品模块化有重大战略意义。

虽然直流锅炉具有诸多优势，但现在采用围绕管圈式、回带管圈式和垂直管屏式水冷壁布置形式只适用超大容量锅炉，且直流锅炉大都应用在大型电站锅炉上，没有中、小型的直流锅炉。最近，国外有中、小型的燃气直流锅炉应用，由于燃料燃烧烟气不洁净，换热盘管外壁极易结烟垢，影响换热效率，且很难清除，造成换热元件维护困难，所以中小型直流锅炉发展缓慢，但是甲醇燃料能够达到完全燃烧，其排放产物仅为H₂O和CO₂，不会在换热盘管上产生任何油垢、烟垢，因此只有采用清洁燃料甲醇，才能促进中、小型直流锅炉快速发展。

发明内容

本技术方案提出一种使用甲醇燃料的直流式热水锅炉就是为利用甲醇燃料的特性而发明的新技术，是一种快速高效、排放洁净的热水锅炉。

本方案提出的一种使用甲醇燃料的直热式热水锅炉技术方案，在直流锅炉机壳21上，设置有甲醇燃烧机2，由中间层螺旋换热管9、内层螺旋换热管圈11和外层螺旋换热管圈18形成的换热组件及控制柜23组成。

工作过程：甲醇燃料进入甲醇燃烧机2，甲醇燃料在燃烧机2中设置的甲醇气化器5进行完全气化，气化后的甲醇气体从喷嘴中高速喷出，与一次风入口处4吸入的空气进行预混，进入燃烧室22进行燃烧，助燃风机为燃烧提供二次风。火焰在内层螺旋换热管圈11内侧形成的炉膛中完全燃烧，经内层螺旋盘管圈11吸收部份热量的高温烟气从左隔热折流封帽15折返，流经内层螺旋换热管圈11与中层螺旋换热管圈9之间形成的环状流道，热量传递给内层螺旋换热管圈11与中层螺旋换热管圈9，然后烟气在右隔热折流封头1处折返，再流经外层螺旋换热管圈18与中层螺旋换热管圈9之间形成的环状流道，烟气中的剩余热量传递给外层螺旋换热管圈18与中层螺旋换热管圈9之后，从排烟口19排出。与此同时，需要加热的低温水从进水口14进入，经热水泵16加压后，通过进水连接管13进入外层螺旋换热管圈18左端，在换热管圈中吸收热量后，从外层螺旋换热管圈18右端通过换热器连接管24进入中间层螺旋换热管圈9右端，吸收热量后，从中间层螺旋换热管圈9左端通过换热器连接管圈17进入内层螺旋换热管11圈左端，进一步加热后的热水从热水出口接管7输出。