一种带液位保护的安全节能锅炉的制作方法

本实用新型涉及工业锅炉制造技术领域，尤其涉及一种带液位保护的安全节能锅炉。

背景技术：

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能等，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能。水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。同时燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。

液位计是用来测量容器中液体介质的液位的仪表。液位计的类型有磁浮式、电极式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板、雷达等。磁浮球液位计具有结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点，广泛用于锅炉等领域的液位测量中。

双色液位计也是锅炉常用的一种液位计。专利申请号为86207087的中国实用新型专利公开了一种界面清晰的双色水位计,它是利用光通过三棱镜不同的平面时发生的折射和全反射的原理,使液位计的观察窗内显示两种不同的颜色。一般采用红绿两种颜色时,型腔内为气(汽)时全红,型腔内为水时全绿,水气(汽)并存时气(汽)红水绿。两色界面清晰。

随着对锅炉自动化安全运行的更高要求，磁浮式和双色液位计被与各种自动控制技术相结合，应用于各种规格工业锅炉和民用锅炉的自动化控制中。磁浮式液位计多与磁控开关相结合，当磁性浮子跟随液面行至液位上限或液位下限时，触发磁控开关，控制补给泵打开或关闭，即可实现汽包内液位的自动控制。双色液位计则可以与图像识别技术相结合，通过密切跟踪双色液位的分界线的升降，当其行至液位上限或液位下限时，触动控制程序，控制补给泵打开或关闭，即可实现汽包内液位的自动控制。

由于磁性浮子有可能在上下移动时被卡阻，或因高温逐渐退磁，导致磁控开关失灵；双色液位示窗有可能因结垢而显示不清，或受介质泡沫影响，显示出错，导致液位显示出现大范围的波动，这些都无法保证锅炉的安全运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的提供一种带液位保护的安全节能锅炉，克服现有技术的不足，采用饱和蒸汽输出流量检测与常规液位计测量相结合，用来验证液位计量结果的正确性，避免液位计失灵后造成锅炉液位控制失误，引发锅筒干烧或溢出事故，同时这种结构有利于液位精确控制，避免因蒸汽干扰使液位大幅波动造成的能量损失，实现锅炉安全节能的目标。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种带液位保护的安全节能锅炉，包括炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁管、预热器、省煤器和炉墙，炉膛两侧炉墙内密布水冷壁管，炉膛的一侧连接燃烧器，水冷壁管上端与锅筒相连通，水冷壁管下端连接下集箱，下集箱向上经凝渣管束与锅筒相连通，锅筒与下集箱之间设有下降管，锅筒的饱和蒸汽引出管连通过热器，炉膛与烟道相连通，烟道内依次设有省煤器和预热器，锅筒上还装有液位计，其特征在于，在锅筒的饱和蒸汽引出管上设有涡街流量计，所述涡街流量计以modbus_rtu协议与后台进行数据通讯，所述液位计的液位信号输出以hard协议与后台进行数据通讯，所述给水泵的管路上设有冷水流量计，所述冷水流量计采用can现场总线与后台进行数据通讯。

所述液位计为电极式水位计、浮球式液位计、静压式液位计、超声波液位计、雷达液位计中的任一种。

所述燃烧器为水煤浆燃烧器、燃油燃烧器或煤粉燃烧器中的任一种。

所述水冷壁管内设有波浪形带钢制的扰动片。

所述扰动片为两根波浪形带钢在水冷壁管内呈十字形交叉排列。

所述扰动片为三根波浪形带钢在水冷壁管内呈三角形交叉排列。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：适用于多种工业或民用锅炉的液位保护，通过将饱和蒸汽输出流量检测与常规液位计测量相结合，使液位的计量不只依赖于液位计，可以间接验证液位计量结果的正确性，避免液位计失灵后造成锅炉液位控制失误，引发锅筒干烧或溢出事故，同时这种结构有利于液位精确控制，扰动片可以减轻传热恶化的影响，避免因蒸汽干扰使液位大幅波动造成的能量损失，实现锅炉的安全节能生产。

附图说明

图1是本实用新型实施例结构示意图。

图2-1，图2-2，图2-3是本实用新型扰动片实施例结构示意图。

图中：1－炉膛，2－锅筒，3－燃烧器，4－水冷壁管，5－预热器，6－省煤器，7－炉墙，8-下集箱，9-凝渣管束，10-下降管，11-饱和蒸汽引出管，12-过热器，13-烟道，14-液位计，15-涡街流量计，16-扰动片，17-冷水流量计。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型的实施方式作进一步说明：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

见图1，是本实用新型一种带液位保护的安全节能锅炉实施例结构示意图，包括炉膛1、锅筒2、燃烧器3、水冷壁管4、预热器5、省煤器6和炉墙7，炉膛1又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间，炉膛两侧炉墙内密布水冷壁管4，炉膛1的一侧连接燃烧器3，水冷壁管4上端与锅筒2相连通，锅筒2是自然循环和多次强制循环锅炉中接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。水冷壁管4下端连接下集箱8，水冷壁管4敷设在炉膛1内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量,在管内产生蒸汽或热水，并降低炉墙温度，保护炉墙7。下集箱8向上经凝渣管束9与锅筒2相连通，锅筒2与下集箱8之间设有下降管10，下降管10是由锅筒向下集箱的供水管路。锅筒2的饱和蒸汽引出管11连通过热器12，炉膛1与烟道13相连通，烟道13内依次设有省煤器6和预热器5，锅筒2上还装有液位计14，在锅筒的饱和蒸汽引出管11上设有涡街流量计15，涡街流量计15以modbus_rtu协议与后台进行数据通讯，液位计14的液位信号输出以hard协议与后台进行数据通讯，给水泵的管路上设有冷水流量计17，冷水流量计17采用can现场总线与后台进行数据通讯，冷水流量计17检测并记录锅筒进入的水量。涡街流量计15用来计量锅筒输出的饱和蒸汽的流量，根据温度条件和流量值可换算出消耗的水量，后台根据锅筒进入的水量和排出的蒸汽量可得出锅筒内剩余的水量，当该水量低于下限或高于上限，则触发报警程序，该程序是做为液位计14所在的液位控制程序的冗余补充，避免液位计14失灵造成的不良后果，起到更加保险的作用。

实施例中，液位计14可选用电极式水位计、浮球式液位计、静压式液位计、超声波液位计、雷达液位计中的任一种，优选电极式水位计，该液位计质量稳定，不易产生误差信号，结构简单，使用寿命长的优点，不足之处是不能实现小刻度连续测量。

燃烧器3可选用水煤浆燃烧器、燃油燃烧器或煤粉燃烧器中的任一种，优选水煤浆燃烧器，水煤浆是一种由70%左右的煤粉，30%左右的水和少量药剂混合制备而成的液体，可以象油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。

凝渣管束9是锅炉后墙水冷壁管在形成折焰角后一部分向上(一般是三取一)进入锅筒，另一部分则继续延升形成水平烟道，其作用是：1)当燃烧室中的烟气上升到燃烧室出口时，其温度约降低到1000-1200℃之间,烟气中所带的溶化或软化灰粒易于粘附在过热器上形成结渣，因此，在锅炉中，常常将后墙水冷壁管在燃烧室出口，拉稀成3-4排束冷却烟气，使烟气中的灰粒凝固，因而不易粘结灰渣。2)凝渣管也是辐射受热面的一部分，可产生部分蒸汽。3)对烟气进行均流并减轻烟气的残余旋转动能。

见图2-1，水冷壁管4内设有波浪形带钢制的扰动片16。见图2-2，扰动片16为两根波浪形带钢在水冷壁管4内呈十字形交叉排列。图2-3，扰动片16为三根波浪形带钢在水冷壁管4内呈三角形交叉排列。当水冷壁管4中热流密度特别高时，在加热面上会形成一层连续的蒸汽膜把加热面与液体隔开，致使壁面得不到液体的冷却而导致传热恶化发生。本实用新型扰动片16的作用是在水冷壁管的各个层面间形成热的传递层，破坏传热恶化的形成条件，从而减少传热恶化的发生。

以上所述实施例仅是为详细说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制实用新型的保护范围，凡在不违背本实用新型的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本实用新型的保护范围之内。

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