一种使用高粘度燃油的锅炉及其余热回收装置的制作方法

本发明涉及锅炉设备技术领域，特别是指一种使用高粘度燃油的锅炉及其余热回收装置。

背景技术：

燃油粘度较高，增加了雾化的难度，容易出现雾化颗粒大、燃烧器堵塞以及油雾与助燃空气混合不均等问题，导致空气过剩系数大，燃烧不完全，锅炉能耗增加，燃烧器的寿命缩短，环境污染严重，影响企业的经济效益。提高燃油的温度有利于降低燃油的粘度，而现有的燃油加热方式需要另外增加电加热器等，增加了生产的成本。

现有的锅炉制备高温蒸汽或者热水时，通常是在内炉的外侧设置有水输送通道或者水加热腔，这样存在热量传递速率低，烟气余热温度高等问题；而将热水输送端置于内炉内，则通常为一整体的螺旋输送管道，一方面容易直接与高温火焰接触，造成螺旋输送管道损坏，另一方面输送路径较长，容易输送管道温度过高，热量交替传递较慢。

余热回收主要是针对锅炉燃烧时产生的高温烟气进行余热回收，高温烟气的温度大多在230-250℃，直接排入空气，则会造成大量热量的浪费，而且对环境污染严重。针对烟气的余热回收主要集中于空气换热以及水换热，仍然存在换热效率较低、烟气排放时温度较高等问题。若是采用烟气余热提高燃油温度，则有利于节能环保，但是如何快速有效的实现换热，也是要解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种使用高粘度燃油的锅炉及其余热回收装置，有利于降低烟气排放的温度，提高了烟气回收的效率，通过烟气余热回收提高燃油的温度，降低了燃油的粘度，有利于燃油的雾化以及充分燃烧，节能环保，降低锅炉能耗。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高粘度燃油锅炉的余热回收装置，包括从内到外依次设置的内炉、内壳体和外壳体，内壳体和外壳体之间形成了预热腔，内壳体和内炉之间形成了加热腔，内炉的上端设置有燃烧器和回燃室，下端设置有下集箱，回燃室与内炉相通，加热腔内沿内炉的周向设置有多根第一烟管，第一烟管的上端与回燃室相通，下端与下集箱相通，预热腔内沿内壳体的周向设置有多根第二烟管，内炉的上端还设置有上集箱，第二烟管的上端与上集箱相通，下端与下集箱相通，上集箱通过第三烟管与燃油换热器的进烟口相通，燃油换热器的出烟口与空气预热器的进烟口相连，空气预热器的热气出口与燃烧器的进气口相连，燃油换热器的热油出口与燃烧器的进油口相连。

进一步地，内炉内从上到下依次设置有多个同轴线的螺旋换热管，螺旋换热管的进水端与预热腔相通，出水端与加热腔相通，螺旋换热管的进水端低于出水端，内炉的下端为锥形端，锥形端的内侧壁设置有螺旋向上的导向槽，导向槽延伸至相邻的螺旋换热管处，导向槽和螺旋换热管的螺旋方向一致，均螺旋向上设置。

进一步地，第三烟管上设置有第一混烟室，回燃室通过第一调温管与第一混烟室相连，燃油换热器的出烟口与空气预热器的进烟口通过第四烟管相连，第四烟管设置有第二混烟室，上集箱通过第二调温管与第二混烟室相连，第一调温管和第二调温管上均设置有控制阀。

进一步地，燃油换热器为螺旋板式换热器。

进一步地，螺旋板式换热器的输送通道由两个平行的传热板螺旋卷制而成，传热板上均布有多个凸起，多个凸起均朝向传热板的外侧，凸起为中空结构，凸起的外端为封闭端，内端为开口端，且开口端与传热板的内侧齐平，两个传热板的凸起错开设置。

进一步地，预热腔侧壁的下端设置有进水口和第一排污口。

进一步地，加热腔的上端设置有蒸汽/水出口，下端设置有第二排污口。

进一步地，第一烟管和第二烟管上沿轴向设置有多个散热翅片。

进一步地，相邻螺旋换热管的进水端分别位于内炉的两侧。

一种高粘度燃油锅炉，包括所述的余热回收装置。

本发明的有益效果：

本发明的余热回收装置，通过预热腔和加热腔对高温烟气实现了梯度余热回收，有利于快速获得高温蒸汽或者热水，通过燃油换热器回收烟气余热用于加热燃油，而设置第一调温管，有利于确保得到所需的燃油温度，而第一混烟室的设置，确保燃油换热器进烟温度的均匀性；通过空气预热器进一步地回收烟气余热用于加热辅助气体，同理设置第二调温管，有利于确保得到所需温度的空气，而第二混烟室的设置，确保了空气预热器进热温度的均匀性。本发明将烟气余热通过水、燃油以及空气配合的方式进行回收，有利于降低烟气排放的温度，提高了烟气回收的效率，燃油温度的提高，降低了燃油的粘度，有利于燃油的雾化以及充分燃烧。

本发明螺旋板式换热器的传热板，通过设置凸起，增大燃油与烟气的换热面积，提高换热的效率，凸起处所在的通道变窄，对燃油和烟气起到扰流的作用，进一步地提高换热的效率，一方面确保燃油的温度，另一方面提高烟气的预热回收，降低烟气排放的温度。

本发明锥形端设置导向槽，导向槽对高温烟气起到导向疏散的作用，使高温烟气烟内炉侧壁螺旋向上，同时螺旋换热管的内壁也构成了一个螺旋向上的输送通道，高温烟气继续沿螺旋换热管螺旋向上，一方面对螺旋换热管形成了一个气体保护隔离层，使火焰集中，避免高温火焰损坏螺旋换热管，延长螺旋换热管的使用寿命，而火焰集中，也有利于燃油的充分燃烧，同时高温烟气的螺旋向上，也有利于促使高温烟气与燃油、空气进一步地的混合，提高燃油的燃烧效率，降低高温烟气中因未充分燃烧而残留的气体或者杂质颗粒。

本发明在内炉内设置多个同轴线的螺旋换热管，一方面有利于水的快速加热，提高热水或者热蒸汽的提供效率，另一方面缩短水的流程，加快水的更替，将热量快速导出，避免螺旋换热管温度过高；第二烟管对预热腔内的水进行预热，预热后的水进入螺旋换热管内，避免冷水直接进入螺旋换热管，螺旋换热管受冷热冲击损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为下集箱的结构示意图；

图3为传热板的结构示意图；

图4为凸起的结构示意图；

图5为传热板的俯视图；

图6为螺旋换热管的结构示意图。

内炉1，内壳体2，外壳体3，预热腔4，加热腔5，燃烧器6，回燃室7，下集箱8，第一烟管9，第二烟管10，上集箱11，第三烟管12，燃油换热器13，空气预热器14，第一混烟室15，第四烟管16，第二混烟室17，第二调温管18，控制阀19，进水口20，第一排污口21，蒸汽/水出口22，第二排污口23，散热翅片24，传热板25，凸起26，螺旋换热管27，导向槽28。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-2所示，一种高粘度燃油锅炉的余热回收装置，包括从内到外依次设置的内炉1、内壳体2和外壳体3，内壳体2和外壳体3之间形成了预热腔4，内壳体2和内炉1之间形成了加热腔5，预热腔4和加热腔5相通，内炉1的上端固定有燃烧器6和回燃室7，下端固定有下集箱8，回燃室7与内炉1相通，加热腔5内沿内炉1的周向固定有多根第一烟管9，第一烟管9的上端与回燃室7相通，下端与下集箱8相通，预热腔4内沿内壳体2的周向固定有多根第二烟管10，内炉1的上端还固定有上集箱11，第二烟管10的上端与上集箱11相通，下端与下集箱8相通，上集箱11通过第三烟管12与燃油换热器13的进烟口相通，燃油换热器13的出烟口与空气预热器14的进烟口相连，空气预热器14的热气出口与燃烧器6的进气口相连，燃油换热器13的热油出口与燃烧器6的进油口相连，上集箱11和下集箱8均为环状结构。

第三烟管12上安装有第一混烟室15，回燃室7通过第一调温管与第一混烟室15相连，燃油换热器13的出烟口与空气预热器14的进烟口通过第四烟管16相连，第四烟管16安装有第二混烟室17，上集箱11通过第二调温管18与第二混烟室17相连，第一调温管和第二调温管18上均安装有控制阀19。

燃油换热器13为螺旋板式换热器。预热腔4侧壁的下端设置有进水口20和第一排污口21。加热腔5的上端设置有蒸汽/水出口22，下端设置有第二排污口23。第一烟管9和第二烟管10上沿轴向固定有多个散热翅片24。

本实施例的使用方法：内炉1内产生的高温烟气经内炉1返回进入回燃室7，经回燃室7进入第一烟管9，通过第一烟管9对加热腔5内的水进入加热；然后烟气进入下集箱8，经下集箱8进入第二烟管10，通过第二烟管10对预热腔4的水进行加热，预热腔4内的水会进入加热腔5，补充缺失的水，加热腔5内的热水或者热蒸汽通过蒸汽/水出口22排出。

上集箱11内的烟气通过第三烟管12进入燃油换热器13，对燃油进行加热，提高燃油的温度，降低燃油的粘度，若是燃油未达到所需的温度，则打开第一调温管的控制阀19，第一调温管内的高温烟气经第一调温管进入第一混烟室15，与从上集箱11进入的烟气混合后，进入燃油换热器13，确保燃油达到所需的温度。

从燃油换热器13内出来的烟气通过第四烟管16进入空气预热器14，对冷空气进行加热，使空气达到所需的温度，若是空气未达到所需的温度，则打开第二调温管18的控制阀19，上集箱11内的烟气经第二调温管18进入第二混烟室17，与从燃油换热器13内出来的烟气后，进入空气预热器14，确保空气得到所需的温度。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：螺旋板式换热器的输送通道由两个平行的传热板25螺旋卷制而成，如图3-5所示，传热板25上均布有多个凸起26，多个凸起26均朝向传热板25的外侧，凸起26为中空结构，凸起26的外端为封闭端，内端为开口端，且开口端与传热板25的内侧齐平，如图5所示，两个传热板25的凸起26错开设置，将两个平行的传热板25螺旋卷制形成所需的输送通道，该螺旋卷制方式为现有常规技术，一传热板25凸起26的外端与另一传热板25的内侧间隔设置，即传热板25凸起26的外端并不与另一传热板25的内侧相抵，两者之间留有输送间隙。

本实施例的使用方法：通过设置凸起26，增大燃油与烟气的换热面积，提高换热的效率，凸起26处所在的通道变窄，对燃油和烟气起到扰流的作用，进一步地提高换热的效率，一方面确保燃油的温度，另一方面提高烟气的预热回收，降低烟气排放的温度。

实施例三

本实施例与实施例一或二基本相同，不同之处在于：如图1和6所示，内炉1内从上到下依次固定有多个同轴线的螺旋换热管27，螺旋换热管27的进水端穿过加热腔5与预热腔4相通，出水端与加热腔5相通，预热腔4和加热腔5通过螺旋换热管27相通，螺旋换热管27的进水端低于出水端，内炉1的下端为锥形端，锥形端的内侧壁设置有螺旋向上的导向槽28，导向槽28延伸至相邻的螺旋换热管27处，导向槽28和螺旋换热管27的螺旋方向一致，均螺旋向上设置。相邻螺旋换热管27的进水端分别位于内炉1的两侧。

本实施例的使用方法：预热腔4内的水通过螺旋换热管27的进水端进入螺旋换热管27内，经螺旋换热管27在内炉1内加热，然后经螺旋换热管27的出水端进入加热腔5内，同时加热腔5内的水也通过第一烟管9进行加热，加热腔5内的热水或者热蒸汽通过蒸汽/水出口22排出。

内炉1内产生的高温烟气在锥形端汇聚，导向槽28对高温烟气起到导向疏散的作用，使高温烟气烟内炉1侧壁螺旋向上，同时螺旋换热管27的内壁也构成了一个螺旋向上的输送槽，高温烟气继续沿螺旋换热管27螺旋向上，一方面对螺旋换热管27形成了一个气体保护隔离层，使火焰集中，避免高温火焰损坏螺旋换热管27，而火焰集中，也有利于燃油的充分燃烧，延长螺旋换热管27的使用寿命，同时高温烟气的螺旋向上，也有利于促使高温烟气与燃油、空气进一步地的混合，提高燃油的燃烧效率，降低高温烟气中因未充分燃烧而残留的气体或者杂质颗粒。

在内炉1内设置多个同轴线的螺旋换热管27，一方面有利于水的快速加热，提高热水或者热蒸汽的提供效率，另一方面有利于加快水的更替，将热量快速导出，避免螺旋换热管27温度过高；第二烟管10对预热腔4内的水进行预热，预热后的水进入螺旋换热管27内，避免冷水直接进入螺旋换热管27，螺旋换热管27受冷热冲击损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。