[发明专利]一种卧式天然气组合燃料的锅炉及其工作方法

权利要求书

1.一种卧式天然气组合燃料的锅炉，其特征在于：包括主炉体(6)和尾气加热炉体(77)；所述主炉体(6)的排烟端通过热烟导管(8)连通所述尾气加热炉体(77)的热烟进烟端；还包括冷水导入管(11)和热水导出管(10)；所述冷水导入管(11)连通所述尾气加热炉体(77)的进水端，所述尾气加热炉体(77)的出水端通过过渡水管(75)连通所述主炉体(6)的进水端；所述主炉体(6)的出水端连通所述热水导出管(10)；

所述尾气加热炉体(77)为横向柱状壳体结构，所述尾气加热炉体(77)的热烟进气端呈锥状壳体(72)结构，所述锥状壳体(72)的内腔为锥形进烟腔(73)，所述锥形进烟腔(73)的细端连通所述热烟导管(8)；

所述尾气加热炉体(77)内同轴心设置有第一筒状壁体(78)，所述第一筒状壁体(78)内同轴心设置有第二筒状壁体(80)；所述第一筒状壁体(78)内壁与所述第二筒状壁体(80)外壁之间形成烟气换热层；所述烟气换热层内呈螺旋状盘旋设置有硬质的螺旋预热水管(85)，且所述螺旋预热水管(85)紧密夹设于所述第一筒状壁体(78)内壁与所述第二筒状壁体(80)外壁之间，螺旋预热水管(85)使烟气换热层内形成螺旋烟气通道(76)；

所述第一筒状壁体(78)外壁与所述尾气加热炉体(77)内壁之间形成烟气排出通道(79)，所述烟气排出通道(79)的右端连通所述螺旋烟气通道(76)的螺旋右端出口(87)，所述螺旋烟气通道(76)的螺旋左端入口(88)连通所述锥形进烟腔(73)，所述烟气排出通道(79)的左端连接有排烟管(71)；

所述第一筒状壁体(78)的左端通过连接环(89)与所述尾气加热炉体(77)内壁固定连接；所述第二筒状壁体(80)右端一体化连接所述尾气加热炉体(77)的右壁体(82)；所述第二筒状壁体(80)的内部同轴心设置有隔板(81)，所述隔板(81)左侧为蓄烟腔(84)，右侧为保温腔(86)；所述蓄烟腔(84)左端连通所述锥形进烟腔(73)；

所述螺旋预热水管(85)的螺旋有右端连通连接所述冷水导入管(11)，所述螺旋预热水管(85)的螺旋有左端连通连接所述过渡水管(75)的一端；

横向的所述主炉体(6)内同轴心设置有柱形炉腔(18)；所述炉腔(18)的内壁同轴心盘旋设置有螺旋换热管(19)；所述炉腔(18)内还同轴心设置有柱筒状的炉芯(21)；所述炉芯(21)上还呈圆周阵列均布有若干燃气喷出孔(22)，炉芯(21)内的气体燃气通过若干燃气喷出孔(22)呈发散状喷出柱形炉腔(18)；所述螺旋换热管(19)的螺旋右端连通所述过渡水管(75)的另一端，所述螺旋换热管(19)的螺旋左端连通连接所述热水导出管(10)；所述主炉体(6)的一端一体化同轴心连接有环状的空气进气壳体(12)，所述空气进气壳体(12)内设置有环形腔(15)，所述环形腔(15)与所述炉腔(18)之间通过盘形壁体(17)分隔；所述盘形壁体(17)上呈圆周阵列镂空设置有若干助燃空气进气孔(16)，各所述助燃空气进气孔(16)将所述环形腔(15)和炉腔(18)之间相互连通；所述主炉体(6)上方还包括助燃空气增压风机(5)，所述增压风机(5)的出风管(13)伸入所述环形腔(15)内；

所述炉芯(21)内部同轴心设置有燃气通道和排烟通道(23.1)，所述燃气通道和排烟通道(23.1)通过盘形隔板(29)阻断；各所述燃气喷出孔(22)连通所述燃气通道；所述炉芯(21)远离所述环形腔(15)的一端侧壁上还镂空设置有若干排烟孔(23)，所述若干排烟孔(23)连通所述排烟通道(23.1)；所述主炉体(6)的右端还连接有热烟导管(8)，所述热烟导管(8)的进烟端连通所述排烟通道(23.1)，炉腔(18)内燃烧产生的烟气通过若干排烟孔(23)排出排烟通道(23.1)，并最终排出热烟导管(8)中；

所述燃气通道内设置有活塞(25)，所述活塞(25)将所述燃气通道阻隔成乙醇蒸汽通道(27)和天然气通道(28)，其中活塞(25)靠近盘形隔板(29)的一侧为天然气通道(28)，活塞(25)远离盘形隔板(29)的一侧为乙醇蒸汽通道(27)；

还包括与所述乙醇蒸汽通道(27)同轴心的硬质注气直管(4)，所述硬质注气直管(4)转动穿过所述盘形壁体(17)中心部位的穿过孔(24)，且所述硬质注气直管(4)伸入所述乙醇蒸汽通道(27)内的一端一体化连接所述活塞(25)，硬质注气直管(4)内同轴心设置有天然气供气通道(26)，所述天然气供气通道(26)靠近所述活塞(25)的一端连通所述天然气通道(28)；所述硬质注气直管(4)的另一端固定连接有气体转接头(3)；还包括直线推杆电机(1)，所述直线推杆电机(1)的直线推杆(2)末端同步连接所述气体转接头(3)；还包括柔性的天然气供给管(9)，所述天然气供给管(9)的出气端连接所述气体转接头(3)；所述天然气供给管(9)通过气体转接头(3)连通所述天然气供气通道(26)；

所述炉芯(21)与所述螺旋换热管(19)之间还呈螺旋状盘旋设置有乙醇气化管(20)；所述乙醇气化管(20)的管外径细于所述螺旋换热管(19)的管外径，且所述乙醇气化管(20)的螺旋距大于所述螺旋换热管(19)的螺旋距；所述乙醇气化管(20)的一端通过转接管(31)连通所述乙醇蒸汽通道(27)，所述乙醇气化管(20)的另一端连通外部的乙醇液体供给管(7)，所述乙醇液体供给管(7)上还设置有防止气体反流的单向阀；所述乙醇蒸汽通道(27)和天然气通道(28)内均设置有气压感应器；所述炉腔(18)内设置有电子打火装置。

2.根据权利要求1所述的一种卧式天然气组合燃料的锅炉的使用方法，其特征在于：

尾气加热炉体(77)的加热方法：主炉体(6)内炉腔(18)内燃烧产生的高温烟气通过热烟导管(8)喷向锥形进烟腔(73)和蓄烟腔(84)中，进而锥形进烟腔(73)和蓄烟腔(84)中的高温烟气通过螺旋左端入口(88)进入到螺旋烟气通道(76)中，并沿螺旋烟气通道(76)的螺旋延伸方向流动，在高温烟气流过螺旋烟气通道(76)的过程中充分接触螺旋预热水管(85)并对螺旋预热水管(85)进行均匀加热，进而对螺旋预热水管(85)内流过的水进行初步预热，螺旋预热水管(85)内的水经过初步预热后通过过渡水管(75)流进主炉体(6)内的螺旋换热管(19)中；烟气流过螺旋烟气通道(76)后通过烟气排出通道(79)和排烟管(71)排出，烟气排出通道(79)内持续流过还有余热的烟气，进而使整个烟气排出通道(79)形成保温层，有效防止第一筒状壁体(78)内的热量流失；

主炉体(6)的加热方法：启动助燃空气增压风机(5)，进而使环形腔(15)内形成之助燃空气风压，进而环形腔(15)内的助燃空气源源不断的通过若干助燃空气进气孔(16)均匀连续导入乙醇蒸汽通道(27)内；与此同时启动直线推杆电机(1)，使直线推杆(2)做收缩运动，进而带动活塞(25)做逐渐远离盘形隔板(29)的运动，直至炉芯(21)上的所有燃气喷出孔(22)均连通天然气通道(28)，此时天然气供给管(9)连续向天然气供气通道(26)供给天然气，进而使天然气通道(28)内形成天然气气压，进而天然气通道(28)内的蓄压天然气通过若干燃气喷出孔(22)呈发散状喷出柱形炉腔(18)，与此同时启动炉腔(18)内的电子打火装置，进而使若干燃气喷出孔(22)呈发散状向柱形炉腔(18)喷出天然气燃烧火焰，进而火焰末端均匀喷向螺旋换热管(19)上，进而使螺旋换热管(19)充分加热，进而对其螺旋换热管(19)内流过的水进行持续加热；与此同时乙醇气化管(20)完全浸没于柱形炉腔(18)内的火焰中，进而使乙醇气化管(20)处于持续高温状态；此时启动直线推杆电机(1)，使直线推杆(2)做伸长运动，进而带动活塞(25)做逐渐靠近盘形隔板(29)的运动，直至天然气通道(28)与乙醇蒸汽通道(27)的轴线长度相同；与此同时乙醇液体供给管(7)持续向乙醇气化管(20)供给液体乙醇，流进乙醇气化管(20)内的液体乙醇被迅速气化，并且气化后的气体乙醇蒸汽通过转接管(31)迅速导入到乙醇蒸汽通道(27)内，进而使乙醇蒸汽通道(27)内形成蓄压的乙醇蒸汽，此时与乙醇蒸汽通道(27)相连通的若干燃气喷出孔(22)呈发散状向柱形炉腔(18)喷出乙醇蒸汽，与此同时与天然气通道(28)相连通的若干燃气喷出孔(22)呈发散状向柱形炉腔(18)喷出天然气，进而与乙醇蒸汽通道(27)相连通的若干燃气喷出孔(22)呈发散状向柱形炉腔(18)喷出乙醇蒸汽燃烧火焰，与天然气通道(28)相连通的若干燃气喷出孔(22)呈发散状向柱形炉腔(18)喷出天然气燃烧火焰；进而柱形炉腔(18)内的天然气火焰和乙醇蒸汽火焰共同对其螺旋换热管(19)内流过的水进行持续加热，进而使热水导出管(10)内持续导出热水；与此同时乙醇蒸汽通道(27)和天然气通道(28)内的气压感应器实时监控其气压，若乙醇蒸汽通道(27)内的气压大于天然气通道(28)内的气压，进而驱动活塞(25)做逐渐远离盘形隔板(29)的运动，进而减少连通乙醇蒸汽通道(27)的燃气喷出孔(22)的数量，降低乙醇蒸汽通道(27)的单位时间喷出量，进而起到节流效果，使乙醇蒸汽通道(27)内的气压降低，直至乙醇蒸汽通道(27)内的气压与天然气通道(28)内的气压相同，进而保证整体火焰的喷射均匀性；同理，若乙醇蒸汽通道(27)内的气压小于天然气通道(28)内的气压，进而驱动活塞(25)做逐渐靠近盘形隔板(29)的运动。