CN104713063A - 一种单元组合式蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单元组合式蒸汽发生装置，蓄水池、集水分路器、蒸汽发生机组、用于监控该装置中用电设备电力品质的配电柜和用于控制该装置正常运行的控制柜，蓄水池通过调节阀与集水分路器相连；集水分路器通过电磁阀与蒸汽发生机组相连，蒸汽发生机组与配电柜相连，控制柜通过数据总线分别与蓄水池、集水分路器、蒸汽发生机组和配电柜连接。本发明的蒸汽发生装置采用多个现有的小功率的电磁加热蒸汽发生器通过串联或者并联的方式组成一个所需功率的蒸汽发生机组，并对蒸汽发生机组实现中央集中控制，对于每个蒸汽发生器采用单独控制，提高了每个蒸汽发生器的利用率，解决了能源浪费的问题，同时，采用单机单控的模式，使得该装置的响应速度快。

Description

一种单元组合式蒸汽发生装置

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生装置，具体涉及一种采用单元组合式的蒸汽发生机组成套装置。

背景技术

锅炉是目前工业、商业中重要的热动力能设备，比如工厂、洗浴中心、采暖、酒店、宾馆用水加热等场合都需要蒸汽和热水等锅炉设备。现有的锅炉能源大多以燃煤为主导，但燃煤锅炉会产生严重的环境污染，对人体造成非常大的危害，国家环保局也在不同的行业对燃煤锅炉进行不同程度的封杀，电磁加热蒸汽发生器的产生能改善燃煤锅炉的缺陷。

现有的电磁锅炉设备占地面积大、故障率高，经常出现机械故障而导致停炉，影响生产（高宝忠. 探究锅炉设备故障分析及其应用[J]. 中国石油和化工标准与质量 ，2013(8):228）；生产效率低，且由于设备比较大，存在较大的安全隐患问题，一旦发生事故，人员伤亡严重；大功率锅炉无法实现单机单控、快速响应； 大功率锅炉用于小功率生产时，能源浪费大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种利用小功率的电磁加热蒸汽发生器通过单元组合形成的大功率电磁蒸汽发生装置，具体的技术方案如下：

一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：该装置包括：蓄水池、集水分路器、蒸汽发生机组以及用于监控该装置中用电设备电力品质的配电柜和用于控制该装置正常运行的控制柜，所述蓄水池通过调节阀与集水分路器相连；所述集水分路器通过电磁阀与蒸汽发生机组相连，所述蒸汽发生机组与配电柜相连，所述控制柜通过数据总线分别与蓄水池、集水分路器、蒸汽发生机组和配电柜连接。

进一步的，所述蒸汽发生机组由多个蒸汽发生单元通过串联或并联的方式组合而成，所述蒸汽发生单元内包括供水系统、金属炉胆、高频感应线圈和加热控制器，所述金属炉胆与供水系统连通，所述高频感应线圈中空且能导电，部分缠绕在金属炉胆外，所述供水系统中的液体在高频感应线圈中流动并沿高频感应线圈回流至供水系统；所述加热控制器电连接至高频感应线圈的两端并能输入电流。

进一步的，所述供水系统包括水箱和连接水箱的出水管，所述出水管连通至金属炉胆，所述出水管和金属炉胆之间还安装有主水泵，所述主水泵与金属炉胆之间还安装有单向阀，在金属炉胆的底部还安装有排水管，所述排水管的出口上安装有控制开关；在金属炉胆外包裹有保温棉，所述高频感应线圈缠绕在保温棉上。

进一步的，所述高频感应线圈包括卷绕部和从卷绕部两端延伸出去的进水部和出水部，所述卷绕部缠绕在金属炉胆外，所述进水部和出水部均连通至水箱，在进水部与卷绕部之间还安装有辅助水泵，所述进水部还与集水分路器连通。

进一步的，所述蒸汽发生单元上还设置有压力检测器、压力传感器、温度检测器和温度传感器。

进一步的，所述集水分路器设有与每个蒸汽发生单元一一对应的支路，且每条支路上都设有电磁阀。

进一步的，所述集水分路器上安装有压力检测器、温度检测器和用于控制该装置自动排污的自动排泄阀。

进一步的，所述控制柜包括开关单元、主控单元、显示单元、指示灯单元以及继电器组，所述开关单元外接电源，主控单元与其他各个单元电连接。

进一步的，所述继电器组中的继电器数量至少与蒸汽发生单元数量相同，且继电器与相对应的蒸汽发生单元相连接。

本发明装置的正常工作步骤如下：

在触控显示屏上设置参数，例如可根据实际情况选择蒸汽发生单元的数量、工位、型号，以及每个蒸汽发生单元所对应的最高压力值和最高温度值；

打开开关，运行指示灯亮起，控制调节阀打开，将蓄水池中的水运输至集水分路器；

根据控制柜的工作命令，控制集水分路器相应支路上的电磁阀来控制相应继电器的连接或断开，进而将水分运送至对应的蒸汽发生单元；

通过蒸汽发生单元内的高频感应线圈与金属炉胆所产生的高频电磁震荡对金属炉胆和水升温升压至预先设置的压力值和温度值，产生蒸汽；

工作结束，关闭开关，停止指示灯亮起，打开自动排泄阀排污，控制降温补水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的蒸汽发生装置采用多个现有的小功率的电磁加热蒸汽发生器通过串联或者并联的方式组成一个所需功率的蒸汽发生机组，并对蒸汽发生机组实现中央集中控制，对于每个蒸汽发生器采用单独控制，根据工作需要控制执行操作的蒸汽发生器数量，这样提高了每个蒸汽发生器的利用率，解决了能源浪费的问题，同时，采用单机单控的模式，使得该装置的响应速度快。

2、本发明的装置在蒸汽发生机组中出现故障时，无需停运整机，排查分析故障原因，只需停运发生故障的设备，且在显示单元中也会显示故障的设备，这样在不影响继续生产的情况下，更方便维修。

3、本发明的装置因采用小功率蒸汽发生器进行有序排列，其占地面积小。

4、本发明的装置采用中央集中自动化控制，可实现计算机远程监控，操作简单，可无人值守；工作过程中各蒸汽发生器最高工作压力及温度分别采用压力检测传感器、温度检测传感器、控制信号联锁多种方式控制及安全阀保护，提高了使用的安全性。

5、本发明的蒸汽发生器采用高频感应线圈，与金属炉胆产生高频电磁震荡对金属炉胆和水进行加热，同时对高频感应线圈中通入冷却水，冷却水可吸收金属炉胆对外散发的和自身发出的热量，达到降低工作场所环境温度、节约能源和水的作用，同时该冷却水经过金属炉胆的热量预加温后再进入金属炉胆时可降低热量消耗，即提高了蒸汽发生器的加热效率；同时，蒸汽发生器外部设置的防辐射屏蔽罩，可屏蔽金属炉胆对外散热和电磁辐射，保障操作人员人身安全。

附图说明

图1是本发明一种单元组合式蒸汽发生装置的结构示意图；

图2是本发明一种单元组合式蒸汽发生装置中蒸汽发生机组的结构示意图；

图3是本发明一种单元组合式蒸汽发生装置中控制柜的结构示意图；

图4是本发明一种单元组合式蒸汽发生装置中蒸汽发生单元的结构示意图。

图中，1-蓄水池，2-集水分路器，3-蒸汽发生机组，4-配电柜, 5-控制柜，6-压力检测器，7-温度检测器，8-自动排泄阀，9-电磁阀，10-调节阀，11-运行指示灯，12-触控显示屏，13-开关，14-停止指示灯，300-蒸汽发生单元，310-供水系统，311-水箱, 312-出水管,313-主水泵,314-单向阀,320-金属炉胆，321-进水管,322-蒸汽出口, 323-蒸汽管道, 324-排水管, 325-控制开关,326保温棉,330-高频感应线圈, 331-卷绕部,332-进水部, 333-出水部, 334-辅助水泵, 335-导电接头,340-加热控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种单元组合式蒸汽发生装置，是利用电能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备，用于工业生产或供暖。如图1所示，该蒸汽发生装置包括蓄水池1、集水分路器2、蒸汽发生机组3、配电柜4、控制柜5，其中蓄水池1通过调节阀10与集水分路器2相连，集水分路器2通过电磁阀9与蒸汽发生机组3相连，其中蒸汽发生机组3由多个蒸汽发生单元300串联或并联而成，每个蒸汽发生单元300对应于一个电磁阀9控制，蒸汽发生机组3与配电柜4电连接，配电柜4可采用大屏幕液晶触摸屏，对用电设备的电压、电流、频率、有用功率、无用功率等电力品质做全方位的监控；控制柜5通过数据总线控制蓄水池1、集水分路器2、蒸汽发生机组3和配电柜4的正常运行。

如图4所示，上述的蒸汽发生单元300内包括供水系统310、金属炉胆320、高频感应线圈330和加热控制器340，其中金属炉胆320与供水系统310连通，高频感应线圈330中空且能导电，部分缠绕在金属炉胆320外，供水系统310中的液体在高频感应线圈330中流动并沿高频感应线圈330回流至供水系统310；所述加热控制器340电连接至高频感应线圈330的两端并能输入电流。

供水系统310包括水箱311和连接水箱311的出水管312，出水管312连通至金属炉胆320，出水管312和金属炉胆320之间还安装有主水泵313，所述主水泵313与金属炉胆320之间还安装有单向阀314。

在金属炉胆320上端连接有进水管321和蒸汽出口322，进水管321通过主水泵313连接至水箱311，蒸汽出口322密封连接至蒸汽管道323，蒸汽管道323上设有压力检测器6、压力传感器、温度检测器7、温度传感器和电磁阀9等控制装置，对蒸汽的输出进行监管和控制，在金属炉胆320的底部安装有排水管324，排水管324的出口上安装有控制开关325，金属炉胆320外部缠绕高频感应线圈330，高频感应线圈330通过导线电连接至加热控制器340。因此，主水泵313将水箱311中的水抽入至金属炉胆320内，加热控制器340控制高频感应线圈330中通入电流，使得金属炉胆320产生电磁震荡以产生热量，从而实现对金属炉胆320内的水进行加温至其变成水蒸汽，水蒸汽从蒸汽出口322流动至蒸汽管道323输出使用，在底部设置排水管324可以排光金属炉320内的水，方便清理金属炉胆320的污垢。

高频感应线圈330为铜管线圈，高频感应线圈330包括卷绕部331和从卷绕部331两端延伸出去的进水部332和出水部333，卷绕部331缠绕在金属炉胆320外，进水部332和出水部333均连通至水箱311，在进水部332与卷绕部331之间还安装有辅助水泵334，加热控制器340电连接至卷绕部331两端的延伸处，进水部332和出水部333两端头均设有导电接头335，导电接头335通过导线电连接至加热控制器340。

高频感应线圈是由可以通冷却水的铜管做成，采用铜管线圈替代现有蒸汽发生器中传统使用的金属线圈缠绕于金属炉胆外部，高频感应线圈与金属炉胆产生高频电磁震荡对金属炉胆和水进行加热，在高频感应线圈中通入冷却水，高频感应线圈在蒸汽发生器的工作中被锅炉传导和自身产生的大量热被铜管内的水带进水箱，同时该冷却水经过金属炉胆的热量预加温后再进入金属炉胆时可降低热量消耗，即提高了蒸汽发生器的加热效率，而水箱的水通过管道进入金属炉胆，本应该浪费的热能被金属炉胆二次利用变成水蒸气，既降低了高频感应线圈的温度，有提高了水箱内待加热水的温度，节约了水电资源，降低了车间的环境温度。

 为了提高金属炉胆320的热量转化率，防止金属炉胆320产生的热量对外散发，金属炉胆320外部包覆有保温棉326，高频感应线圈330缠绕于金属炉胆320外壁的保温棉326上。

正常运行的控制过程为，打开调节阀10，蓄水池1中的水自动输送至集水分路器2中；集水分路器2分别将水输送到各个工作的蒸汽发生单元300中；水在各个蒸汽发生单元300内通过金属炉胆升温升压形成蒸汽。

其中，蒸汽发生单元300的具体型号、数量和组合方式依据工作需要而定，每个蒸汽发生单元设置有相应的压力传感器及压力检测器6、温度传感器及温度检测器7，通过对各蒸汽发生单元的温度和压力的实时检测，并与预先设定的温度和压力值比较，控制电磁阀9的开合，提高了装置使用过程的安全性。

集水分路器2上同样安装有压力检测器6、温度检测器7以及自动排泄阀8，当控制系统停止工作后，打开自动排泄阀8可以自动进行排污，并降温至设定温度。

如图3所示，控制柜包括开关13、主控单元、触控显示屏12、指示灯以及继电器组，主控单元与其他各个单元电连接，所述指示灯包括运行指示灯11和停止指示灯14，继电器组中继电器的数量与蒸汽发生单元310的数量相同，或者多于蒸汽发生单元310的数量，每个继电器与相对应的蒸汽发生单元310相连接，继电器接收来自控制芯片的命令，根据工作预设工况、使用条件，通过控制相应支路上的电磁阀来控制各个支路的连接或断开，进而控制各个蒸汽发生单元是否参与工作。

在实际使用该装置前，检查各阀门、管道是否畅通，检查配电柜各仪表、电路是否正常；检查无误，打开装置电源；

在触控显示屏12上设置工作所需要的蒸汽发生单元的数量、工位及型号，以及各个蒸汽发生单元所对应的最高温度和压力设置。

设置完成后，打开控制柜开关，运行指示灯亮起后，打开调节阀，蓄水池进水并输送至集水分路器中，集水分路器支路上的电磁阀接收来自控制柜的指令后打开，并控制相对应的继电器连接，进而将水分送到对应的各个工作的蒸汽发生单元中；同时，在蒸汽发生单元中将水升温升压至设置的温度及压力，开始产生蒸汽。

工作过程中，该系统可以自动补水，自动控温控压，实现全自动生产。

工作结束后，关闭开关13，停止指示灯14亮起，停机；打开自动排泄阀8，自动排污；排污完成后，装置能自动进行降温补水。

由此可见，本发明的蒸汽发生装置采用多个现有的小功率的电磁加热蒸汽发生器通过串联或者并联的方式组成一个所需功率的蒸汽发生机组，并对蒸汽发生机组实现中央集中控制，对于每个蒸汽发生器采用单独控制，根据工作需要控制执行操作的蒸汽发生器数量，这样提高了每个蒸汽发生器的利用率，解决了能源浪费的问题，同时，采用单机单控的模式，使得该装置的响应速度快。

在蒸汽发生机组中出现故障时，无需停运整机，排查分析故障原因，只需停运发生故障的设备，且在显示单元中也会显示故障的设备，这样在不影响继续生产的情况下，更方便维修。该装置因采用小功率蒸汽发生器进行有序排列，其占地面积小。

该装置采用中央集中自动化控制，可实现计算机远程监控，操作简单，可无人值守；工作过程中各蒸汽发生器最高工作压力及温度分别采用压力检测传感器、温度检测传感器、控制信号联锁多种方式控制及安全阀保护，提高了使用的安全性。

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。

Claims (9)

1.一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：该装置包括：蓄水池、集水分路器、蒸汽发生机组、用于监控该装置中用电设备电力品质的配电柜和用于控制该装置正常运行的控制柜，所述蓄水池通过调节阀与集水分路器相连；所述集水分路器通过电磁阀与蒸汽发生机组相连，所述蒸汽发生机组与配电柜相连，所述控制柜通过数据总线分别与蓄水池、集水分路器、蒸汽发生机组和配电柜连接。

2.根据权利要求1所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述蒸汽发生机组由多个蒸汽发生单元通过串联或并联的方式组合而成，所述蒸汽发生单元内包括供水系统、金属炉胆、高频感应线圈和加热控制器，所述金属炉胆与供水系统连通，所述高频感应线圈中空且能导电，部分缠绕在金属炉胆外，所述供水系统中的液体在高频感应线圈中流动并沿高频感应线圈回流至供水系统；所述加热控制器电连接至高频感应线圈的两端并能输入电流。

3.根据权利要求2所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述供水系统包括水箱和连接水箱的出水管，所述出水管连通至金属炉胆，所述出水管和金属炉胆之间还安装有主水泵，所述主水泵与金属炉胆之间还安装有单向阀，在金属炉胆的底部还安装有排水管，所述排水管的出口上安装有控制开关；在金属炉胆外包裹有保温棉，所述高频感应线圈缠绕在保温棉上。

4.根据权利要求所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述高频感应线圈包括卷绕部和从卷绕部两端延伸出去的进水部和出水部，所述卷绕部缠绕在金属炉胆外，所述进水部和出水部均连通至水箱，在进水部与卷绕部之间还安装有辅助水泵，所述进水部还与集水分路器连通。

5.根据权利要求2-4所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述蒸汽发生单元上还设置有压力检测器、压力传感器、温度检测器和温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述集水分路器设有与每个蒸汽发生单元一一对应的支路，且每条支路上都设有电磁阀。

7.根据权利要求6所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述集水分路器上安装有压力检测器、温度温度检测器和用于控制该装置自动排污的自动排泄阀。

8.根据权利要求1所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述控制柜包括开关单元、主控单元、显示单元、指示灯单元以及继电器组，所述开关单元外接电源，主控单元与其他各个单元电连接。

9.根据权利要求8所述的一种单元组合式蒸汽发生装置，其特征在于：所述继电器组中的继电器数量至少与蒸汽发生单元数量相同，且继电器与相对应的蒸汽发生单元相连接。