本發(fā)明涉及鍋爐安全生產(chǎn)技術領域。

背景技術：

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，鍋爐在社會上得到了廣泛的應用。鍋爐將冷水加熱為蒸汽或高溫水。鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接應用于工業(yè)生產(chǎn)和人民的日常生活，也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機械能，或再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產(chǎn)中也有少量應用。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業(yè)。

鍋爐在生產(chǎn)過程中，需要保持進水、出水（蒸汽）以及加熱量的平衡。在鍋爐的正常生產(chǎn)過程中，如果出現(xiàn)意外停電的現(xiàn)象，則水泵停止運行，但燃料的燃燒并不會同步停止，很容易導致鍋爐中的水大量蒸發(fā)為水蒸汽，造成壓力急劇升高，甚至有發(fā)生爆炸的危險。即使并未發(fā)生爆炸，也會通過安全閥向外釋放大量蒸汽，給作業(yè)環(huán)境帶來蒸汽污染。另外，鍋爐燒干后即不再符合安全生產(chǎn)的要求，造成設備報廢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在發(fā)生意外停電時防止鍋爐內(nèi)壓力過高、防止燒干的鍋爐安全生產(chǎn)系統(tǒng)，在卸壓排氣時也不會對工作場所產(chǎn)生蒸汽污染。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鍋爐防燒干安全生產(chǎn)系統(tǒng)包括鍋爐，鍋爐內(nèi)設有燃燒室和加熱室；加熱室連接有鍋爐進水管和鍋爐出水管，鍋爐進水管連接有軟化水箱，軟化水箱的頂部連接有軟水進水管，軟水進水管連接有軟水器，軟水器通過軟水進水管連接外置的水源；鍋爐進水管上設有用于向鍋爐供水的給水泵；

所述加熱室上方設有防燒干水箱，防燒干水箱上方設有補水箱；

加熱室的頂部通過第一管路與所述防燒干水箱的頂部相連接，所述防燒干水箱的底部通過第二管路與加熱室的中部相連接；第一管路上設有第一閥門，第二管路上設有第二閥門；所述防燒干水箱的底端高于所述加熱室的頂部；所述防燒干水箱的側(cè)壁底部連接有用于指示防燒干水箱中水位的第一透明管，第一透明管的上端與防燒干水箱的頂部相連通；防燒干水箱頂部連接有放空閥；加熱室側(cè)壁連接有溫度表；

所述補水箱的底端高于防燒干水箱的頂部；補水箱的底部通過第三管路連接所述防燒干水箱的頂部，第三管路上設有第三閥門；補水箱的頂部通過補水管連接有用于為補水箱供水的補水泵，補水泵的進水管連接外置的水源；

所述補水箱的側(cè)壁底部連接有用于顯示水位的第二透明管，第二透明管的頂端高于補水箱頂端且其頂部敞口；所述第二透明管的頂部向上傾斜連接有支桿，支桿頂部連接有凹面朝下的弧蓋，弧蓋位于第二透明管的上方；

所述加熱室側(cè)壁設有用于顯示加熱室內(nèi)壓力的第一壓力表，所述防燒干水箱側(cè)壁設有用于顯示防燒干水箱內(nèi)壓力的第二壓力表；

所述加熱室頂部安裝有安全環(huán)保放散機構(gòu)；安全環(huán)保放散機構(gòu)包括安全閥、換熱器、用于吸納蒸汽的儲水池和冷卻風機，安全閥的進口通過安全管路連接加熱室的頂部；儲水池內(nèi)盛有水；

換熱器包括殼體，殼體內(nèi)沿殼體的長度方向設有風冷換熱管，風冷換熱管外表面均勻間隔設有若干圓環(huán)翅片；風冷換熱管的進口端連接有第四管路，第四管路連接安全閥的出口；

風冷換熱管的出口端連接有第五管路，第五管路通入儲水池的一側(cè)底部；殼體于風冷換熱管進口端處連接有第六管路，第六管路的末端開口與大氣相通；

殼體于風冷換熱管出口端處連接有第七管路，第七管路的末端開口與大氣相通；第六管路的末端開口高于第七管路的末端開口至少4米；所述第七管路上設有所述冷卻風機。

所述安全閥包括管狀閥體，閥體于進口端設有閥座，閥座中心設有主氣孔，閥座內(nèi)端設有喇叭口；喇叭口的側(cè)壁與閥座的外端面之間設有若干副氣孔；

安全閥于出口端部設有支撐孔板，支撐孔板朝向喇叭口的一側(cè)連接有壓簧，壓簧連接有與所述喇叭口相適配的錐形閥芯，錐形閥芯壓接在所述喇叭口的側(cè)壁上，且錐形閥芯的側(cè)壁封堵所述各副氣孔；支撐孔板上均勻設有多個透氣孔。

所述圓環(huán)翅片上均勻設有多個通孔。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：

使用本發(fā)明，在發(fā)生意外斷電、鍋爐的加熱室內(nèi)壓力過高時，可以通過安全閥將汽水混合物排出。汽水混合物在經(jīng)過換熱器時將熱量傳遞給大氣，從而使大部分蒸汽冷凝為水。汽水混合物最后通入儲水池，儲水池中的水能夠?qū)堄嗟纳倭空羝耆?，從而避免蒸汽污染。意外斷電時，工作人員還可以利用防燒干水箱及補水箱中的水向鍋爐的加熱室注水，從而防止鍋爐出現(xiàn)燒干現(xiàn)象，既防止鍋爐內(nèi)壓力過高產(chǎn)生危險，又保護了鍋爐不被燒干、防止燒干后設備報廢，延長了鍋爐的使用壽命。

圓環(huán)翅片的設置能夠大幅提高換熱效率，并且因為通孔的存在而不過多影響空氣的流動。

第六管路的末端開口高于第七管路的末端開口至少4米，可以起到在冷卻風機工作時防止發(fā)生氣流短路（即冷卻風機將第六管路排出的氣體重新吸入）的現(xiàn)象，保證了冷卻效果。同時，第六管路的末端開口位置較高，也避免了換熱后溫度較高的空氣影響地面作業(yè)人員。

加熱室內(nèi)的壓力越高，錐形閥芯離開主氣孔和副氣孔的距離越遠，錐形閥芯與喇叭口側(cè)壁之間形成的氣流通路越寬，氣阻越小，單位時間內(nèi)通過的水及蒸汽越多，達到加熱室內(nèi)的壓力越高、卸壓速度越快的技術效果。副氣孔的設置，能夠加快卸壓速度，并且強化加熱室內(nèi)的壓力越高、卸壓速度越快的技術效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中Ａ處的放大圖；

圖3是安全環(huán)保放散機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圓環(huán)翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是安全閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是支撐孔板的截面圖；

圖7是圖5中支撐孔板、錐形閥芯與閥座相配合的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1和圖7中箭頭所示方向為該處流體的流動方向。

如圖1至圖7所示，本發(fā)明的鍋爐防燒干安全生產(chǎn)系統(tǒng)包括鍋爐，鍋爐內(nèi)設有燃燒室和加熱室1（燃燒室和加熱室1均為常規(guī)技術，圖未示燃燒室部分）；加熱室1連接有鍋爐進水管2和鍋爐出水管3，鍋爐進水管2連接有軟化水箱4，軟化水箱4的頂部連接有軟水進水管5，軟水進水管5連接有軟水器6，軟水器6通過軟水進水管5連接外置的水源；水源可以是市政供水系統(tǒng)，也可以是經(jīng)沉淀、過濾和消毒后的河水或湖水，圖未示。鍋爐進水管2上設有用于向鍋爐供水的給水泵7；

所述加熱室1上方設有防燒干水箱8，防燒干水箱8上方設有補水箱9；

加熱室1的頂部通過第一管路10與所述防燒干水箱8的頂部相連接，所述防燒干水箱8的底部通過第二管路11與加熱室1的中部相連接；第一管路10上設有第一閥門46，第二管路11上設有第二閥門12；所述防燒干水箱8的底端高于所述加熱室1的頂部；所述防燒干水箱8的側(cè)壁底部連接有用于指示防燒干水箱8中水位的第一透明管13，第一透明管13的上端與防燒干水箱8的頂部相連通；防燒干水箱8頂部連接有放空閥14；加熱室1側(cè)壁連接有溫度表15；

所述補水箱9的底端高于防燒干水箱8的頂部；補水箱9的底部通過第三管路16連接所述防燒干水箱8的頂部，第三管路16上設有第三閥門17；補水箱9的頂部通過補水管18連接有用于為補水箱9供水的補水泵19，補水泵19的進水管連接外置的水源；

所述補水箱9的側(cè)壁底部連接有用于顯示水位的第二透明管20，第二透明管20的頂端高于補水箱9頂端且其頂部敞口；基于連通器的原理，第二透明管20能夠顯示補水箱9內(nèi)的水位。所述第二透明管20的頂部向上傾斜連接有支桿21，支桿21頂部連接有凹面朝下的弧蓋22，弧蓋22位于第二透明管20的上方；弧蓋22的設置，能夠避免在長期存放或使用的過程中異物落入第二透明管20。

所述加熱室1側(cè)壁設有用于顯示加熱室1內(nèi)壓力的第一壓力表23，所述防燒干水箱8側(cè)壁設有用于顯示防燒干水箱8內(nèi)壓力的第二壓力表24；

所述加熱室1頂部安裝有安全環(huán)保放散機構(gòu)；安全環(huán)保放散機構(gòu)包括安全閥25、換熱器、用于吸納蒸汽的儲水池26和冷卻風機27，安全閥25的進口通過安全管路28連接加熱室1的頂部；儲水池26內(nèi)盛有水；為避免線條重疊、圖面混亂，圖1中未示出安全環(huán)保放散機構(gòu)，而僅示出安全管路28。

換熱器包括殼體29，殼體29內(nèi)沿殼體29的長度方向設有風冷換熱管30，風冷換熱管30外表面均勻間隔設有若干圓環(huán)翅片31；風冷換熱管30的進口端連接有第四管路32，第四管路32連接安全閥25的出口；

風冷換熱管30的出口端連接有第五管路33，第五管路33通入儲水池26的一側(cè)底部；殼體29于風冷換熱管30進口端處連接有第六管路34，第六管路34的末端開口與大氣相通；

殼體29于風冷換熱管30出口端處連接有第七管路35，第七管路35的末端開口與大氣相通；第六管路34的末端開口高于第七管路35的末端開口至少4米；所述第七管路35上設有所述冷卻風機27。第六管路34的末端開口高于第七管路35的末端開口至少4米，可以起到在冷卻風機27工作時防止發(fā)生氣流短路（即冷卻風機27將第六管路34排出的氣體重新吸入）的現(xiàn)象，保證了冷卻效果。同時，第六管路34的末端開口位置較高，也避免了換熱后溫度較高的空氣影響地面作業(yè)人員。

所述安全閥25包括管狀閥體36，閥體36于進口端設有閥座37，閥座37中心設有主氣孔38，閥座37內(nèi)端設有喇叭口39；喇叭口39的側(cè)壁與閥座37的外端面之間設有若干副氣孔40；

安全閥25于出口端部設有支撐孔板41，支撐孔板41朝向喇叭口39的一側(cè)連接有壓簧42，壓簧42連接有與所述喇叭口39相適配的錐形閥芯43，錐形閥芯43壓接在所述喇叭口39的側(cè)壁上，且錐形閥芯43的側(cè)壁封堵所述各副氣孔40；支撐孔板41上均勻設有多個透氣孔44。

所述圓環(huán)翅片31上均勻設有多個通孔45，從而使空氣更順暢地在殼體29中流動，提高空氣與翅片間的換熱效率，從而更有效地降低風冷換熱管30中的水及蒸汽的溫度。

本發(fā)明還公開了上述鍋爐防燒干安全生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運行方法，按以下方法進行：

包括正常運行方法和意外停電時的運行方法；

正常運行方法是啟動給水泵7和鍋爐，將給水泵7送入的冷水加熱成熱水后源源不斷地從鍋爐出水管3送至用熱單位；同時保持防燒干水箱8和補水箱9均處于滿水的狀態(tài)；

意外停電時的運行方法是：

工作人員觀察溫度表15、第一壓力表23和第二壓力表24；當溫度表15顯示加熱室1的溫度高于75度時，加熱室1內(nèi)已有部分水被汽化；此時打開第一閥門46，加熱室1內(nèi)的水蒸汽通過第一管路10通入防燒干水箱8，使防燒干水箱8與加熱室1之間處于相同的壓力；

工作人員通過第一壓力表23和第二壓力表24確認防燒干水箱8與加熱室1之間處于相同的壓力后打開第二閥門12和放空閥14，防燒干水箱8內(nèi)的水流入加熱室1，并在防燒干水箱8內(nèi)水壓的作用下，加熱室1內(nèi)的已被加熱的水及蒸汽通過安全閥25后流向換熱器殼體29，最終流入儲水池26；當加熱室1內(nèi)的壓力高于安全閥25的開啟壓力時，安全閥25內(nèi)的壓簧42被壓縮，錐形閥芯43離開喇叭口39，從而使加熱室1內(nèi)的蒸汽及水通過喇叭口39及支撐孔板41，流經(jīng)換熱器的風冷換熱管30后經(jīng)第五管路33進入儲水池26的底部，蒸汽進入儲水池26后被儲水池26內(nèi)的水吸收，從而不會對工作環(huán)境產(chǎn)生蒸汽污染。加熱室1內(nèi)的壓力越高，錐形閥芯43離開主氣孔38和副氣孔40的距離越遠，錐形閥芯43與喇叭口39側(cè)壁之間形成的氣流通路越寬，氣阻越小，單位時間內(nèi)通過的水及蒸汽越多，達到加熱室1內(nèi)的壓力越高、卸壓速度越快的技術效果。副氣孔40的設置，能夠加快卸壓速度，并且強化加熱室1內(nèi)的壓力越高、卸壓速度越快的技術效果。

當加熱室1內(nèi)的壓力低于安全閥25的開啟壓力時，在壓簧42的彈力作用下錐形閥芯43壓緊喇叭口39，封堵所主氣孔38和各副氣孔40，從而關閉安全閥25；

如果不先打開第一閥門46而直接打開第二閥門12，可能導致加熱室1內(nèi)的水及蒸汽因壓力升高（鍋爐內(nèi)的水會因不流動而汽化，導致壓力升高）而倒流向防燒干水箱8，這樣將會造成防燒干水箱8內(nèi)的水無法向下流入加熱室1，直到加熱室1內(nèi)的水燒干、蒸汽壓力低于防燒干水箱8的水壓，從而在此過程中造成安全問題和蒸汽污染問題。

在意外停電時的運行過程中，工作人員持續(xù)進行以下兩種操作：

①觀察溫度表15，當溫度表15顯示加熱室1的水溫低于50度后，關閉第二閥門12；加熱室1內(nèi)的水溫回升至75度以上之后，重新打開第二閥門12；本操作能夠防止防燒干水箱8內(nèi)的水過快流入加熱室1，以至于未充分吸收加熱室1內(nèi)的熱能就通過鍋爐出水管3流出去。本操作的意義在于停電時充分利用防燒干水箱8內(nèi)水吸收熱能的能力。

②通過第一透明管13觀察防燒干水箱8內(nèi)的液位，當防燒干水箱8內(nèi)液位低于防燒干水箱8高度的1/3時，打開第三閥門17和放空閥14，使補水箱9中的水通過第三管路16注入防燒干水箱8，防燒干水箱8注滿水或者補水箱9內(nèi)的水用盡時，關閉第三閥門17和放空閥14。

意外停電時的運行方法中，工作人員觀察第一壓力表23的壓力，當?shù)谝粔毫Ρ?3的示數(shù)大于等于安全閥25的開啟壓力時，打開冷卻風機27，冷卻風機27抽取環(huán)境空氣并將環(huán)境空氣沿第七管路35送入換熱器的殼體29，在殼體29內(nèi)流經(jīng)各圓環(huán)翅片31后經(jīng)第六管路34后流出，從而迅速冷卻通過風冷換熱管30的水及蒸汽，防止儲水池26中的水溫過高、蒸汽從儲水池26中溢出形成蒸汽污染。

使用時，鍋爐出水管3連接用熱單位。加熱室1內(nèi)壓力過高時，流出的汽水混合物溫度較高，如通過安全閥25后直接排放將產(chǎn)生大量的蒸汽，污染工作環(huán)境，使廠區(qū)墻壁因長期潮濕而受損。本發(fā)明中，從安全閥25流出的汽水混合物送入殼體29，通過殼體29的風冷換熱管30時，與管外的冷卻氣流發(fā)生熱交換。圓環(huán)翅片31的設置能夠大幅提高換熱效率，并且因為通孔45的存在而不過多影響冷卻空氣的流動。經(jīng)過換熱后，汽化混合物中的大部分蒸汽冷凝為水，最后通過第五管路33注入儲水池26的底部。

如果第五管路33沒有通入儲水池26的底部，而是開口在儲水池26液面上方，那么從第五管路33仍然會流出部分蒸汽，對環(huán)境造成少量蒸汽污染；第五管路33通入儲水池26的底部，則可以完全避免蒸汽彌散到大氣中的現(xiàn)象。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。