一种冷热分层锅炉供水的循环系统及其运作方法与流程

本发明属于机械技术领域，涉及一种锅炉，特别是一种冷热分层锅炉供水的循环系统及其运作方法。

背景技术：

火管锅炉，又称锅壳式锅炉。火管锅炉，就是燃料燃烧后产生的烟汽在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。基本结构是在大圆筒(锅壳)内装设小圆筒、管子(称谓"火管")或其他形状的壳体(称谓"炉胆")，火管与大圆筒隔绝并形成夹套，夹套中容水，而火管及炉胆充作燃烧室和烟道，容纳火焰或烟汽，燃烧产生或烟汽带来的热量经火管壁传给水。

现有的火管锅炉不能根据锅炉负荷变化进行针对性的给水水循环调整方案，同时不能确保进入锅炉尾部冷凝器的水一直为低温状态，由此导致烟气换热效率低下，浪费锅炉能效。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种锅炉供水的循环系统通过水箱冷热分层原理来提升换热温差，以获得逆流换热效率最大特点的循环系统及其运作方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种冷热分层锅炉供水的循环系统，包括冷凝锅炉、锅炉节能器、水箱、锅炉补水机构及分汽缸，所述锅炉节能器的尾部连接冷凝器，所述水箱的内腔分隔成蓄水腔和位于一侧的取水井或自由浮子布水器，所述取水井的底壁上开设第一进出口，所述蓄水腔通过冷热分区孔板划分成下层冷区和上层热区，所述冷热分区孔板上均匀开通若干过水孔，所述取水井挨着所述上层热区的侧壁上竖向排列开设若干单向流口，所述单向流口上盖设浮球翻板，所述上层热区中设置上布水器，所述上布水器的端口连通所述取水井，所述下层冷区中设置下布水器，所述下布水器的底部连通第二进出口，所述第二进出口由所述水箱底壁伸出；所述第二进出口与所述冷凝器之间连接冷凝给水管道，所述冷凝给水管道上串接冷凝循环泵，所述锅炉补水机构与所述冷凝给水管道之间连接补水管道；所述锅炉节能器的入口连接锅炉供水管，所述锅炉供水管上串接锅炉给水泵，所述冷凝器的出口连接加热出水管，所述锅炉供水管与加热出水管汇总形成第三进出口，所述第一进出口与第三进出口之间连接锅炉给水管道，所述锅炉给水管道上串接锅炉给水阀；所述冷凝锅炉的出汽口通过主蒸汽管与所述分汽缸连接，所述分汽缸具有若干分支输汽管。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统中，所述锅炉补水机构包括一个盐筒和至少一个软水器，所述盐筒与软水器连接。锅炉配套的软水设备，通过水箱中的下布水器进入，形成冷热分层的下层冷区。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统中，所述补水管道上串接水箱液位控制电磁阀和软水补充止回阀。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统中，所述水箱的外壁上连通液位控制器。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统中，所述水箱的内壁上刻画水位控制线，所述水位控制线为所述上层热区容纳水位的最高值，所述上布水器位于所述水位控制线的下方。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统中，所述水箱的顶部设置锅炉节能器、冷凝器排汽注入口和呼吸阀。

冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法，包括以下步骤：

1)、首先启动冷凝循环泵，将下层冷区中的低温水由下布水器吸出经过冷凝给水管道进入冷凝器；

2)、该低温水在冷凝器中被烟汽换热升温形成高温水后，流经加热出水管进入锅炉给水泵，

a、当锅炉负荷减小时，一部分高温水经锅炉给水管道进入第一进出口后，流进取水井中，然后由上布水器将高温水缓慢分布在上层热区内；

b、当锅炉负荷增加时，锅炉给水泵的频率增大、流量加大，锅炉给水管道内流向翻转，由上层热区中的上布水器吸入高温水，或由浮球翻板开启后吸取高温水，经过取水井、第一进出口、锅炉给水管道逆流，将高温水补充给锅炉给水泵，使水箱内上层热区的高温水及时用掉。

本冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法，整体保持水箱维持在较低的温度内，保持锅炉烟温换热在大温差恒定换热范围内。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法中，锅炉补充软水经软水器水处理后，通过液位控制器给出液位信号，通过水箱液位控制电磁阀和软水补充止回阀进入冷凝给水管道，然后通过下布水器缓慢流入水箱的下层冷区，同时保证水箱内部水流动程度保持最小，促使水箱内温度产生高低分层。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法中，锅炉补充软水经软水器水处理后，通过液位控制器给出液位信号，通过水箱液位控制电磁阀和软水补充止回阀进入冷凝给水管道，然后直接进入冷凝循环泵补给水量，达到进入冷凝器的循环水始终保持在较低温度，使冷凝器换热达到烟汽冷凝效果。

在上述的冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法中，当液位上升超过浮球时，浮球翻板关闭单向流口；当液位下降至浮球以下时，浮球翻板打开单向流口；或通过自由浮子布水器经底部伸缩软管，自动漂浮在水箱液位上面，完成热水的吸取和分布。

与现有技术相比，本冷热分层锅炉供水的循环系统及其运作方法具有以下优点：

1、根据锅炉逆流换热效率最高为依据，将冷凝器循环出来的热水送回水箱，并依据热水热量始终往上走的原理，使水箱液面自然形成上下分层现象，上层为热水、下层为冷水，达到进入冷凝器的给水始终保持较低的冷水进入，以确保冷凝器内烟汽换热温差最大化，得到汽化潜热的最佳温度要求，使烟温与冷凝器给水温度保持在大温差恒定运行范围，显著提高锅炉整体换热效率。

2、利用自由浮子或浮球翻板取水井原理，将冷凝器换热取得的高温水及时通过水泵补充给锅炉节能器使用掉，这样使得水箱整体保持在较低的运行温度，能够充分体现锅炉尾部烟汽换热逆流大温差换热的要求，有效提高锅炉运行总体效率。

附图说明

图1是本冷热分层锅炉供水的循环系统的结构及运行示意图。

图中，1、锅炉节能器；2、锅炉供水管；3、锅炉给水泵；4、冷凝器；5、加热出水管；6、水箱；7、取水井；8、浮球翻板；9、锅炉给水管道；10、锅炉给水阀；11、上布水器；12、冷热分区孔板；13、下布水器；14、液位控制器；15、冷凝给水管道；16、冷凝循环泵；17、盐筒；18、软水器；19、补水管道；20、水箱液位控制电磁阀；21、软水补充止回阀；22、主蒸汽管；23、分汽缸。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本冷热分层锅炉供水的循环系统，包括冷凝锅炉、锅炉节能器1、水箱6、锅炉补水机构及分汽缸23，锅炉节能器1的尾部连接冷凝器4，水箱6的内腔分隔成蓄水腔和位于一侧的取水井7或自由浮子布水器，取水井7的底壁上开设第一进出口，蓄水腔通过冷热分区孔板12划分成下层冷区和上层热区，冷热分区孔板12上均匀开通若干过水孔，取水井7挨着上层热区的侧壁上竖向排列开设若干单向流口，单向流口上盖设浮球翻板8，上层热区中设置上布水器11，上布水器11的端口连通取水井7，下层冷区中设置下布水器13，下布水器13的底部连通第二进出口，第二进出口由水箱6底壁伸出；第二进出口与冷凝器4之间连接冷凝给水管道15，冷凝给水管道15上串接冷凝循环泵16，锅炉补水机构与冷凝给水管道15之间连接补水管道19；锅炉节能器1的入口连接锅炉供水管2，锅炉供水管2上串接锅炉给水泵3，冷凝器4的出口连接加热出水管5，锅炉供水管2与加热出水管5汇总形成第三进出口，第一进出口与第三进出口之间连接锅炉给水管道9，锅炉给水管道9上串接锅炉给水阀10；冷凝锅炉的出汽口通过主蒸汽管22与分汽缸23连接，分汽缸23具有若干分支输汽管。

锅炉补水机构包括一个盐筒17和至少一个软水器18，盐筒17与软水器18连接。锅炉配套的软水设备，通过水箱6中的下布水器13进入，形成冷热分层的下层冷区。

补水管道19上串接水箱液位控制电磁阀20和软水补充止回阀21。

水箱6的外壁上连通液位控制器14。

水箱6的内壁上刻画水位控制线，水位控制线为上层热区容纳水位的最高值，上布水器11位于水位控制线的下方。根据布置形式不同，还可以使用自由浮子上布水器，来控制热区水位。

水箱6的顶部设置锅炉节能器1、冷凝器4排汽注入口和呼吸阀。

冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法，包括以下步骤：

1)、首先启动冷凝循环泵16，将下层冷区中的低温水由下布水器13吸出经过冷凝给水管道15进入冷凝器4；

2)、该低温水在冷凝器4中被烟汽换热升温形成高温水后，流经加热出水管5进入锅炉给水泵3，

a、当锅炉负荷减小时，一部分高温水经锅炉给水管道9进入第一进出口后，流进取水井7中，然后由上布水器11将高温水缓慢分布在上层热区内；

b、当锅炉负荷增加时，锅炉给水泵3的频率增大、流量加大，锅炉给水管道9内流向翻转，由上层热区中的上布水器11吸入高温水，或由浮球翻板8开启后吸取高温水，经过取水井7、第一进出口、锅炉给水管道9逆流，将高温水补充给锅炉给水泵3，使水箱6内上层热区的高温水及时用掉。

本冷热分层锅炉供水的循环系统的运作方法，整体保持水箱6维持在较低的温度内，保持锅炉烟温换热在大温差恒定换热范围内。

锅炉补充软水经软水器18水处理后，通过液位控制器14给出液位信号，通过水箱液位控制电磁阀20和软水补充止回阀21进入冷凝给水管道15，然后通过下布水器13缓慢流入水箱6的下层冷区，同时保证水箱6内部水流动程度保持最小，促使水箱6内温度产生高低分层。

锅炉补充软水经软水器18水处理后，通过液位控制器14给出液位信号，通过水箱液位控制电磁阀20和软水补充止回阀21进入冷凝给水管道15，然后直接进入冷凝循环泵16补给水量，达到进入冷凝器4的循环水始终保持在较低温度，使冷凝器4换热达到烟汽冷凝效果。

当液位上升超过浮球时，浮球翻板8关闭单向流口；当液位下降至浮球以下时，浮球翻板8打开单向流口；或通过自由浮子布水器经底部伸缩软管，自动漂浮在水箱6液位上面，完成热水的吸取和分布。

与现有技术相比，本冷热分层锅炉供水的循环系统及其运作方法具有以下优点：

1、根据锅炉逆流换热效率最高为依据，将冷凝器4循环出来的热水送回水箱6，并依据热水热量始终往上走的原理，使水箱6液面自然形成上下分层现象，上层为热水、下层为冷水，达到进入冷凝器4的给水始终保持较低的冷水进入，以确保冷凝器4内烟汽换热温差最大化，得到汽化潜热的最佳温度要求，使烟温与冷凝器4给水温度保持在大温差恒定运行范围，显著提高锅炉整体换热效率。

2、利用自由浮子或浮球翻板8取水井原理，将冷凝器4换热取得的高温水及时通过水泵补充给锅炉节能器1使用掉，这样使得水箱6整体保持在较低的运行温度，能够充分体现锅炉尾部烟汽换热逆流大温差换热的要求，有效提高锅炉运行总体效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了锅炉节能器1；锅炉供水管2；锅炉给水泵3；冷凝器4；加热出水管5；水箱6；取水井7；浮球翻板8；锅炉给水管道9；锅炉给水阀10；上布水器11；冷热分区孔板12；下布水器13；液位控制器14；冷凝给水管道15；冷凝循环泵16；盐筒17；软水器18；补水管道19；水箱液位控制电磁阀20；软水补充止回阀21；主蒸汽管22；分汽缸23等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

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