CN105240814B - 一种高温高压蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽发生装置，以煤油、柴油或可燃性气体为燃料，利用燃料泵、空气压缩机和供水泵等设备将燃料通过端盖中的燃料输入孔道排入导流体，与经端盖中的进气孔道输入的空气混合后被点火装置点燃，形成高温高压燃气，产生的热量将经端盖中的进水孔道进入的软化水加热成高温高压蒸汽，通过导流体和外套之间的螺纹沟槽从导流体前端的蒸汽喷嘴喷出，与从导流体中喷出的燃烧尾气混合，从外套前端的尾喷喉管中喷出，供用户使用。该装置结构简单，安装、操作和维护简便；通过控制系统可为用户提供不同压力和温度的蒸汽；运行不产生废气和废渣，对环境无污染；装置可根据蒸汽使用点位置变化灵活移动，不需设置蒸汽输送管道。

Description

一种高温高压蒸汽发生装置

技术领域

本发明涉及蒸汽的发生，特别是一种可产生较高干度高温高压蒸汽的装置。

背景技术

目前，在石油化工行业稠油注蒸汽开采、管路热清洗、施工平台清理、解堵清蜡、加热伴热等生产现场，以及除雪、除冰、防冻、清洗大型物件时，需要使用高温高压蒸汽。此类用户所需的高温高压蒸汽，一般是由固定式或移动式蒸汽锅炉提供。用锅炉提供蒸汽存在以下缺点：

1、锅炉运行时会产生废气、废渣及其它废弃物，直接排放后对环境造成严重污染。

2、当蒸汽使用点位置分散时，采用固定式蒸汽锅炉供汽需增设输送管道，不仅过热蒸汽在传输中会损失热量，而且长距离绝热输送管道投资高，输送存在风险。

3、移动式蒸汽锅炉受其结构影响，所能提供的蒸汽的温度、压力有限，有时无法满足现场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高压蒸汽发生装置，以克服用蒸汽锅炉提供蒸汽存在的上述缺点。

为实现上述目的，本发明提供的高温高压蒸汽发生装置，包括导流体；导流体的后端与端盖的前端(小径端)螺纹密封连接；端盖中有燃料输入孔道、进气孔道、进水孔道和点火装置安装孔；带有燃料接口的燃料管与燃料输入孔道相接；带有空气接口的进气管通过燃料管和套管形成的环形气道与进气孔道相接；带有进水接口的进水管与进水孔道相接；点火装置安装孔中装有点火装置；导流体的外部有长度大于导流体长度的外套，外套的后端与端盖的后端(大径端)螺纹密封连接；导流体的外表面有矩形螺纹(13)，矩形螺纹的大径与外套内壁滑动配合，使导流体外表面和外套内壁间形成螺纹沟槽；所述进水孔道的末端与所述螺纹沟槽的前端相接；导流体的前端与外套内壁间安装有蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴的喷气孔与螺纹沟槽末端相接；外套的前端安装有尾喷喉管。

所述进气孔道由以端盖轴线为中心均布的四个进气组合孔(即由不在同一直线上的前后两段孔组成的孔)构成，所述燃料输入孔道沿端盖的轴线开设，其末端通过开设在端盖中的四个直径为0.1-0.5mm的燃料排出孔分别与所述进气组合孔的出口相接。

所述进气组合孔的前、后段相交角度α为120°-130°，其中前段与端盖轴线成45°夹角。

所述点火装置的轴线与端盖的轴线之间的夹角β为7°-9°。

所述蒸汽喷嘴的喷气孔的直径为1mm-4mm。

所述尾喷喉管内部为双锥形，其中前锥角度为50°-60°，后锥角度为5°-10°。

在所述蒸汽喷嘴和尾喷喉管之间的外套上有测压接口和测温接口。

本发明蒸汽发生装置以煤油、柴油、或其它可燃性气体为燃料，利用燃料泵、空气压缩机和供水泵等设备，将燃料通过燃料接口、燃料管、燃料输入孔道和燃料排出孔排入导流体，与经空气接口和进气孔道输入的空气混合后被点燃，形成高温高压燃气，所产生的热量将经进水接口和进水管道进入的软化水加热成0-21MPa、100-370℃的蒸汽，通过导流体外表面上的螺纹沟槽从蒸汽喷嘴中喷出，与由导流体中喷出的燃烧尾气混合，从尾喷喉管中喷出，供用户使用。由安装在蒸汽喷嘴和尾喷喉管之间外套上的测压装置和测温装置检测蒸汽的压力和温度，为装置的控制系统提供调控信号。

本发明蒸汽发生装置结构简单，安装、操作和维护简便；通过控制系统可为用户提供不同压力和温度的蒸汽，满足用户需求；装置运行时不产生废气和废渣，对环境无污染；装置可根据蒸汽使用点位置变化灵活移动，不需设置蒸汽输送管道，减少设备投资和消除长距离输气存在的风险。

附图说明：

图1是本发明蒸汽发生装置的主视图(半剖图)；

图2是图1中的端盖沿进气孔道的轴向剖视图；

图3是图2的左视图；

图4是图1装置进水部分的结构示意图(剖视图)；

图5是图1中的蒸汽喷嘴的轴向剖视图。

图中：1燃料接口，2燃料管，3燃料输入孔道，4燃料排出孔，5空气接口，6进气管，7套管，8环形气道，9进气孔道，10进水接口，11进水管，12进水孔道，13(导流体外表面的)矩形螺纹，14点火装置安装孔，15点火装置，16外套，17端盖，18导流体，19蒸汽喷嘴，20喷气孔，21测压接口，22测温接口，23尾喷喉管，24外套卡箍。

具体实施方式：

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例蒸汽发生装置如图1所示，所用原材料均采用25-20系列或18-8系列耐热不锈钢加工制成。导流体18的后端与端盖17的前端(小径端)螺纹密封连接，导流体的外部有长度大于导流体长度的外套16，外套根据长度要求可分成数段(本实施例为3段)，之间用外套卡箍24(也可用法兰)连接，外套的后端与端盖的后端(大径端)螺纹密封连接，外套的前端通过螺钉安装内部为双锥形的尾喷喉管23，尾喷喉管的前锥角度为56°，后锥角度为7°，导流体的外表面加工成矩形螺纹13，矩形螺纹的高度前部大于后部，矩形螺纹的大径与外套内壁滑动配合，从而在导流体外表面和外套内壁间形成供软化水及其被加热后所生成的蒸汽流动的螺纹沟槽，螺纹沟槽的深度随矩形螺纹的高度变化逐渐加大，以适应软化水加热成蒸汽后体积的增加，导流体的前端通过螺纹连接安装蒸汽喷嘴19，蒸汽喷嘴的锥体部位加工有均匀分布、直径2mm的喷气孔20(如图5所示)，沿螺纹沟槽流出的蒸汽从蒸汽喷嘴的喷气孔中喷出。

在位于蒸汽喷嘴和尾喷喉管之间的外套上开设测压接口21和测温接口22，分别用于安装检测蒸汽压力和温度的测压装置和测温装置。

如图3所示，在所述端盖17中开设燃料输入孔道3、进气孔道9、进水孔道12和点火装置安装孔14。

如图1和图2所示，燃料输入孔道3沿端盖的轴线开设，其前端并不直接与导流体相通，而是位于距端盖前端面26mm处，其后端通过燃料管2与燃料接口1相接，在燃料管的外部安装内径大于燃料管外径的套管7，套管的后端与燃料管外壁滑动密封连接，前端与端盖螺纹密封连接，燃料管与套管之间形成环形气道8，空气接口5通过与套管焊接的进气管6与环形气道相通，环形气道与图2所示端盖中的进气孔道9连通，进气孔道由以端盖轴线为中心均布的四个进气组合孔构成，进气组合孔的前、后段相交角度α为120°，其中后段与端盖轴线成45°夹角，与环形气道8相接，前段开口于端盖的前端面；对应四个进气组合孔的出口，在端盖中开设四个直径0.35mm、与所述燃料输入孔道相通的燃料排出孔4，燃料由燃料排出孔排出后与由进气组合孔排出的空气在此进行混合，并被点燃。

点火装置安装孔14有两个，以端盖的轴线为中心对称开设，其与端盖的轴线之间的夹角β为8°，点火装置15分别安装在点火装置安装孔中，由其点燃燃料和空气的混合气体。

如图4所示，进水孔道12以端盖轴线为中心对称开设两个，其后端分别与带有进水接口10的进水管11螺纹密封连接，前端呈90度弯曲后与导流体外表面和外套内壁之间的螺纹沟槽相接，软化水及其被加热后生成的蒸汽沿螺纹沟槽向前流动，其流速与螺纹升角相关，螺纹升角设计时要保证软化水在螺纹沟槽中能被完全汽化，生成满足要求的高温高压蒸汽。

Claims (4)

1.一种高温高压蒸汽发生装置，其特征在于：包括导流体(18)；导流体的后端与端盖(17)的前端螺纹密封连接；端盖中有燃料输入孔道(3)、进气孔道(9)、进水孔道(12)和点火装置安装孔(14)；带有燃料接口(1)的燃料管(2)与燃料输入孔道(3)相接；带有空气接口(5)的进气管(6)通过燃料管(2)和套管(7)形成的环形气道(8)与进气孔道(9)相接；带有进水接口(10)的进水管(11)与进水孔道(12)相接；点火装置安装孔(14)中装有点火装置(15)；导流体(18)的外部有长度大于导流体长度的外套(16)，外套的后端与端盖的后端螺纹密封连接；导流体的外表面有矩形螺纹(13)，矩形螺纹的大径与外套内壁滑动配合，使导流体外表面和外套内壁间形成螺纹沟槽，矩形螺纹的高度前部大于后部，螺纹沟槽的深度随矩形螺纹的高度变化逐渐加大；所述进水孔道(12)的末端与所述螺纹沟槽的前端相接；导流体的前端与外套内壁间安装有蒸汽喷嘴(19)，蒸汽喷嘴的喷气孔(20)与螺纹沟槽末端相接；外套的前端安装有尾喷喉管(23)；

所述进气孔道(9)由以端盖(17)轴线为中心均布的四个进气组合孔构成，进气组合孔的前、后段相交角度α为120°-130°，其中前段与端盖轴线成45°夹角；所述燃料输入孔道(3)沿端盖(17)的轴线开设，其末端通过开设在端盖中的四个直径为0.1-0.5mm的燃料排出孔(4)分别与所述进气组合孔的出口相接；

所述尾喷喉管(23)内部为双锥形，其中前锥角度为50°-60°，后锥角度为5°-10°。

2.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽发生装置，其特征在于：所述点火装置(15)的轴线与端盖(17)的轴线之间的夹角β为7°-9°。

3.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽发生装置，其特征在于：所述蒸汽喷嘴(19)的喷气孔(20)的直径为1mm-4mm。

4.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽发生装置，其特征在于：在所述蒸汽喷嘴(19)和尾喷喉管(23)之间的外套(16)上有测压接口(21)和测温接口(22)。