一種二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器的制造方法
【專利摘要】一種二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器，由汽化器本體（1），換熱盤管（2），電加熱管（3），氣態(tài)燃料出口（4），液態(tài)燃料進口（5），循環(huán)水泵（6），蛇形換熱管（7），熱電偶（8），下百葉窗擋板（9），上百葉窗擋板（19），中隔墻（10），尾部煙道（11）組成；在鍋爐啟動期間，采取電加熱的形式汽化燃料；在鍋爐正常運行期間，采取煙氣余熱加熱的形式汽化燃料，且采取調(diào)節(jié)煙氣沖刷量的方式調(diào)節(jié)燃料汽化量。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)水浴式汽化器控制性能差、安全性及穩(wěn)定性低的問題，且具有耗電量小、經(jīng)濟性好、機組熱效率高的優(yōu)點；能安全穩(wěn)定地為燃燒機供應(yīng)足量的氣態(tài)二甲醚，特別適用于大容量二甲醚燃氣工業(yè)鍋爐。
【專利說明】一種二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃氣鍋爐的輔機設(shè)備及系統(tǒng)，特別涉及一種二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器。
【背景技術(shù)】
[0002]二甲醚是近幾年發(fā)展起來的一種新型清潔燃料，可以從煤炭、生物質(zhì)等傳統(tǒng)燃料大規(guī)模轉(zhuǎn)化制取，具有清潔、高效、安全、環(huán)保的特點，是世界各主要先進國家爭先研究的對象。相關(guān)研究證明二甲醚在燃燒過程中無殘液、殘渣排放，CO及各主要大氣污染物排放量均很低；單位體積二甲醚/空氣預(yù)混氣的熱值比傳統(tǒng)燃氣燃料大；燃燒效率高。二甲醚作為燃料，目前主要被應(yīng)用于汽車、民用灶具等方面，用于替代一部分的柴油和液化石油氣。推動二甲醚在工業(yè)鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用，對于促進我國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)具有重大意義。但是，由于二甲醚在常溫常壓下處于氣態(tài)，它通常是被壓縮之后儲存在液化氣鋼瓶中，因此，在使用之前需對其進行汽化處理。先進的燃氣汽化技術(shù)是推廣應(yīng)用二甲醚燃氣鍋爐的一項關(guān)鍵技術(shù)。同時，燃氣汽化需吸收大量的汽化潛熱，尋找廉價的汽化熱源、提高汽化器的經(jīng)濟性也是研發(fā)先進汽化技術(shù)的一個重要方面。
[0003]目前所公知的汽化器專利技術(shù)主要分為兩大類:空溫式和水浴式。
[0004]空溫式汽化技術(shù)的原理是以空氣作為熱源將燃料汽化。其優(yōu)點在于其熱源為廉價的空氣，可有效降低機組電耗，提高經(jīng)濟性。其缺點在于:(1)空溫式汽化裝置的傳熱溫差小，傳熱系數(shù)低、需布置的受熱面積較大，導(dǎo)致單臺汽化裝置的體積及占地面積較大。(2)為增強換熱效果而提高空氣沖刷速度，會導(dǎo)致風(fēng)機電耗的增加。(3)隨著設(shè)備使用時間的增力口，換熱面結(jié)霜現(xiàn)象愈發(fā)嚴重，導(dǎo)致其汽化性能極大下降。(4)空溫式氣化裝置只適用于為小容量機組供應(yīng)燃氣。
[0005]水浴式汽化技術(shù)的原理是以水為熱媒介質(zhì)將燃料汽化，熱水一般由電加熱產(chǎn)生，如:“二甲醚在工業(yè)鍋爐的應(yīng)用及其供氣裝置”(申請?zhí)?201010548844.1)一種二甲醚液化氣電熱式節(jié)能器”(申請?zhí)?201120291873.4)。其優(yōu)點在于傳熱溫差及換熱系數(shù)大、熱媒介質(zhì)溫度均勻、汽化性能穩(wěn)定，單臺機組的體積及占地面積小，適用于為大型燃燒設(shè)備供應(yīng)燃氣。其缺點在于熱媒介質(zhì)由電加熱產(chǎn)生，經(jīng)濟性不好。以二甲醚為例，汽化1.0噸的液態(tài)二甲醚，最小耗電量為114kW.h。雖然也有些水浴式汽化器采用煙氣余熱作為汽化熱源(如:“一種鍋爐煙囪余熱水箱二甲醚加熱裝置”(申請?zhí)?201120212616.7))，但在鍋爐點火期間，因無高溫?zé)煔庾髌療嵩矗擃愋推鳠o法保證點火所需的足量燃氣。同時，在鍋爐運行期間，其對汽化量缺乏有效的控制和調(diào)節(jié)；當(dāng)水箱內(nèi)的熱水沸騰后，多余的蒸汽通過排空管排向大氣，導(dǎo)致經(jīng)濟性降低；長年運行后，若排空管被結(jié)垢堵塞，水箱在內(nèi)部沸水作用下易引起爆炸等事故。因此，該類型汽化器在經(jīng)濟性、安全性、穩(wěn)定性等方面的性能較差，難以適應(yīng)二甲醚在大型燃燒裝置上的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，而提出一種二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器，這種汽化器能有效避免現(xiàn)有水浴式汽化器經(jīng)濟性低、運行不穩(wěn)定、安全性能差、自動化程度低的問題，能適應(yīng)二甲醚燃氣鍋爐的大型化發(fā)展，為其安全、穩(wěn)定地提供足量的氣態(tài)燃料。
[0007]本發(fā)明所涉及的二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器，由汽化器本體、換熱盤管、電加熱管、循環(huán)水泵、蛇形換熱管、上百葉窗擋板、下百葉窗擋板、熱電偶、尾部煙道及一個中隔墻組成；所述換熱盤管、電加熱管、熱電偶布置在汽化器本體內(nèi)部；所述尾部煙道的流通截面被中隔墻分為上下兩個通道，上通道的進口處安裝有上百葉窗擋板，下通道沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来伟惭b有下百葉窗擋板和蛇形換熱管；所述尾部煙道采用法蘭連接的形式與鍋爐本體和煙?相連；所述循環(huán)水泵、蛇形換熱管和汽化器本體的內(nèi)部空腔組成一個封閉的循環(huán)回路，熱媒介質(zhì)水按“汽化器本體一循環(huán)水泵一蛇形換熱管一汽化器本體”的順序循環(huán)，將煙氣余熱輸送入汽化器本體內(nèi)，加熱汽化燃料。
[0008]本發(fā)明的二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器克服了傳統(tǒng)水浴式汽化器控制性能差、安全性及穩(wěn)定性低的問題，且耗電量小、經(jīng)濟性好、機組熱效率高；能在不配置燃氣儲氣罐的前提下，安全穩(wěn)定地為燃燒機供應(yīng)足量的氣態(tài)二甲醚，特別適用于大容量二甲醚燃氣工業(yè)鍋爐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例所述汽化器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明汽化器在二甲醚燃氣鍋爐系統(tǒng)中的安裝示意圖；
[0011]上述附圖中，I汽化器本體，2換熱盤管，3電加熱管，4氣態(tài)燃料出口，5液態(tài)燃料進口，6循環(huán)水泵，7蛇形換熱管，8熱電偶，9下百葉窗擋板，19上百葉窗擋板，10中隔墻，11尾部煙道，12 二甲醚儲液罐，13A壓力表，14燃氣減壓閥，15過濾器，16燃燒機，17鍋爐本體，18煙囪，20B壓力表。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]實施例
[0014]本實施例為二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該汽化器由汽化器本體I，換熱盤管2，電加熱管3，氣態(tài)燃料出口 4，液態(tài)燃料進口 5，循環(huán)水泵6，蛇形換熱管7，熱電偶8，下百葉窗擋板9，上百葉窗擋板19，中隔墻10，尾部煙道11組成；其中，換熱盤管2，電加熱管3和熱電偶8安裝在汽化器本體I內(nèi)部；氣態(tài)燃料出口 4、液態(tài)燃料進口 5分別與換熱盤管2的兩端相連，并安裝在汽化器本體I的外部；液態(tài)燃料流經(jīng)換熱盤管2吸熱汽化；循環(huán)水泵6、蛇形換熱管7和汽化器本體I的內(nèi)部空腔組成一個封閉的循環(huán)回路，熱媒介質(zhì)水按“汽化器本體I —循環(huán)水泵6 —蛇形換熱管7 —汽化器本體I”的順序進行循環(huán)，將尾部煙道11處的煙氣余熱輸送至汽化器本體I內(nèi)，用于加熱汽化燃料；尾部煙道11的流通截面被中隔墻10分為上下兩個通道，上通道的進口處安裝有上百葉窗擋板19，下通道沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来伟惭b有下百葉窗擋板9和蛇形換熱管7 ;尾部煙道11采取法蘭連接的形式與鍋爐本體17及煙囪18相連。[0015]本發(fā)明所述的汽化器在鍋爐點火期間，采取電加熱作為汽化熱源，為燃燒機供應(yīng)燃氣；在鍋爐正常運行期間，采取煙氣余熱加熱作為汽化熱源，為燃燒機供應(yīng)燃氣。同時，該汽化器采取調(diào)節(jié)蛇形換熱管的煙氣沖刷量的方式對熱源介質(zhì)水的溫度及產(chǎn)氣量進行調(diào)節(jié)，整個調(diào)節(jié)過程安全、穩(wěn)定、可靠。
[0016]本實施例所述的汽化器的工作過程如下:
[0017]在鍋爐點火期間，電加熱管3單獨工作，加熱熱媒介質(zhì)水，作為汽化熱源；
[0018]鍋爐正常運行后，電加熱管3斷開，循環(huán)水泵6、蛇形換熱管7、上百葉窗擋板19及下百葉窗擋板9投入運行，加熱熱媒介質(zhì)水，作為汽化熱源；
[0019]同時，在鍋爐運行期間，當(dāng)鍋爐運行工況發(fā)生變化后(如鍋爐負荷變動)，排煙溫度及熱媒介質(zhì)水的溫度會隨之發(fā)生變化，此時，上百葉窗擋板19及下百葉窗擋板9能根據(jù)熱電偶8所測得的熱水溫度對其各自的開度進行自動調(diào)整，改變沖刷蛇形換熱管7的煙氣量，以適應(yīng)鍋爐燃氣需求量的變化，同時避免多余熱量在汽化器本體I內(nèi)聚集而引起的安全隱患。一般工作條件下，上百葉窗擋板19全開，當(dāng)熱電偶8所測的水溫降低時，所述下百葉窗擋板9的開度自動變大，以確保熱水溫度穩(wěn)定；若下百葉窗擋板9全開時，熱水溫度依然不能有效回升，則上百葉窗擋板19的開度變小，增加沖刷蛇形換熱管7的煙氣量，提升水溫；若水溫依然不能有效提升，則開啟電加熱管3，采取“電加熱+煙氣余熱加熱”的形式提升水溫，產(chǎn)生足量穩(wěn)定的燃氣；反之，當(dāng)熱電偶8所測的水溫升高時，系統(tǒng)依次斷開電加熱管3、增大上百葉窗擋板19的開度、減小下百葉窗擋板9的開度，調(diào)節(jié)水溫。
[0020]本發(fā)明汽化器在二甲醚燃氣鍋爐系統(tǒng)中的安裝如圖2所示。汽化器布置在尾部煙道處。在鍋爐運行期間，二甲醚儲液罐12內(nèi)的液態(tài)二甲醚進入汽化器本體I內(nèi)的換熱盤管2，吸熱汽化，轉(zhuǎn)換成氣態(tài)燃料；之后，氣態(tài)二甲醚經(jīng)燃氣減壓閥14降壓，并經(jīng)過濾器15過濾后，被送入燃燒機16進行燃燒，A壓力表13用于顯示燃氣減壓前的壓力，B壓力表20用于顯示燃氣減壓后的壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種二甲醚燃氣鍋爐用節(jié)能高效型汽化器，其特征是該汽化器由汽化器本體(1)，換熱盤管(2)，電加熱管(3)，氣態(tài)燃料出口(4)，液態(tài)燃料進口(5)，循環(huán)水泵(6)，蛇形換熱管(7)，熱電偶(8)，下百葉窗擋板(9)，上百葉窗擋板(19)，中隔墻(10)，尾部煙道(11)組成；其中，換熱盤管(2)，電加熱管(3)和熱電偶(8)安裝在汽化器本體(I)內(nèi)部；氣態(tài)燃料出口( 4 )、液態(tài)燃料進口( 5 )分別與換熱盤管(2 )的兩端相連，并安裝在汽化器本體(I)的外部；循環(huán)水泵(6)、蛇形換熱管(7)和汽化器本體(I)的內(nèi)部空腔組成一個封閉的循環(huán)回路，熱媒介質(zhì)水按“汽化器本體(I)—循環(huán)水泵(6)—蛇形換熱管(7)—汽化器本體(I)”的順序進行循環(huán)，將尾部煙道(11)處的煙氣余熱輸送至汽化器本體(I)內(nèi)，用于加熱汽化燃料；尾部煙道(11)的流通截面被中隔墻(10)分為上下兩個通道，上通道的進口處安裝有上百葉窗擋板(19)，下通道沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来伟惭b有下百葉窗擋板(9)和蛇形換熱管(7);尾部煙道(11)采取法蘭連接的形式與鍋爐本體(17)和煙囪(18)相連。
【文檔編號】F23K5/00GK103791513SQ201410003170
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】盧嘯風(fēng), 亢銀虎, 王泉海, 羅光玉, 柳海, 苗閃閃, 宋楊凡, 宋德才 申請人:重慶大學(xué), 四川南溪鍋爐有限公司