CN209588008U - 一种基于感应加热的快速蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，包括智能控制部分和蒸气发生部分，智能控制部分包括电磁感应主电路、单片机、智能温度控制仪和逆变器，智能温度控制仪与逆变器连接；蒸气发生部分包括加热管道和缠绕于加热管道上的加热线圈，加热线圈与逆变器连接，加热管道上靠近进水口位置处设置压力传感器，加热管道上靠近出气口位置处设置温度传感器，加热管道上还设置水泵，压力传感器和水泵均与单片机连接，温度传感器与智能温度控制仪连接；加热管道上靠近进水口和出气口位置上均连接除垢管路，除垢管路连接除垢桶，本实用新型所公开的蒸气发生器有利于延长器件使用寿命，环保无污染、控制精确、加热迅速。

Description

一种基于感应加热的快速蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及一种蒸气发生器，特别涉及一种基于感应加热的快速蒸汽发生器。

背景技术

油田钻井平台设备油污的清洗主要依靠高温高压蒸汽，蒸汽可用于清洗石油钻井平台、油罐、油管和一些机械传动件的解冻，150℃的高温高压蒸汽，无须任何清洗剂即可去除顽固的油污和泥垢。

目前油田大多采用锅炉式蒸汽发生系统，罐体庞大，使用蒸汽时需要提前将锅炉内水加热到蒸汽才能使用，热量损失严重、加热速度慢、实时性差。我国在快速蒸汽发生器领域上的发展非常迅速，对加快蒸汽发生器的产汽速度和提升热效率的要求逐日提高。

另外，随着我国经济的发展，环境问题已成为我国社会发展的重中之重。截至2016年底，我国的能源结构中煤炭仍然占有很大的比例，在我国的一些工业蒸汽发生器中仍依赖煤炭等传统燃料，同时其热效率一般为0.6-0.7左右，产生的有害气体会污染环境并容易产生酸雨。燃油蒸汽发生器会占用大量的场地，且无法保证控制精度。

电加热蒸汽发生器的出现提高了温度控制精度，替换了以往的传统加热方式，但是电加热蒸汽发生器中的电阻丝直接与水接触，容易造成漏电，结垢等缺点。因此，推广使用清洁能源、高效节能的电磁感应快速蒸汽发生器具有重要的现实意义。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，以达到延长器件使用寿命，环保无污染、控制精确、加热迅速的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，包括智能控制部分和蒸气发生部分，所述智能控制部分包括电磁感应主电路、单片机、智能温度控制仪和逆变器，所述电磁感应主电路和智能温度控制仪与单片机连接，所述智能温度控制仪与逆变器连接；所述蒸气发生部分包括加热管道和缠绕于加热管道上的加热线圈，所述加热线圈与所述逆变器连接，所述加热管道上靠近进水口位置处设置压力传感器，所述加热管道上靠近出气口位置处设置温度传感器，所述加热管道上还设置水泵，所述压力传感器和水泵均与单片机连接，所述温度传感器与智能温度控制仪连接；所述加热管道上靠近进水口和出气口位置上均连接除垢管路，所述除垢管路连接除垢桶。

上述方案中，所述电磁感应主电路包括与单片机的控制电路连接的负载信号采集电路、移相调功电路、IGBT驱动电路、压力温度检测电路、键盘和显示电路，所述负载信号采集电路通过锁相环电路与移相调功电路连接，所述移相调功电路通过IGBT驱动电路与逆变电路连接，所述逆变电路与整流滤波电路以及负载连接，所述整流滤波电路与外部工频交流电连接。

上述方案中，所述加热线圈与加热管道之间设置隔热保温层。

上述方案中，所述进水口、出气口处设置工作阀门，所述除垢管路上设置除垢阀门。

通过上述技术方案，本实用新型提供的基于感应加热的快速蒸汽发生器具有以下优点：

1、非接触式加热：加热线圈不与加热管道直接接触，可以有效避免器件的老化，非接触式加热也可以更方便的对器件进行维修，尤其在蒸汽发生器上可以有效的避免器件的生锈损耗，环保无污染。

2、加热效率和速度快:加热管道外包裹一层隔热保温层，能有效地防止热量的损失，减少了能量的损失，同时电磁感应加热是使加热管道自发热，升温效率速度极高。

3、温度的可控性好：电磁加热系统断电即停止加热，加热功率便于控制，相比于传统的蒸汽发生器，采用电磁加热的方式可以更容易和精确的控制温度，节省了人力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种基于感应加热的快速蒸汽发生器结构示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的电磁感应主电路示意图。

图中，1、单片机；2、智能温度控制仪；3、逆变器；4、加热线圈；5、加热管道；6、温度传感器；7、水泵；8、压力传感器；9、除垢桶；10、除垢阀门；11、工作阀门；12、进水口；13、出气口；14、除垢管路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，如图1所示的结构，该快速蒸气发生器延长器件使用寿命，环保无污染、控制精确、加热迅速。

如图1所示的基于感应加热的快速蒸汽发生器，包括智能控制部分和蒸气发生部分，智能控制部分包括电磁感应主电路、单片机1、智能温度控制仪2和逆变器3，电磁感应主电路和智能温度控制仪2与单片机1连接，智能温度控制仪2与逆变器3连接。

蒸气发生部分包括加热管道5和缠绕于加热管道5上的加热线圈4，加热线圈4与加热管道5之间设置隔热保温层。加热线圈4与逆变器3连接，加热管道5上靠近进水口12位置处设置压力传感器8，加热管道5上靠近出气口13位置处设置温度传感器6，加热管道5上靠近进水口12位置上设置水泵7，压力传感器8和水泵7均与单片机1连接，温度传感器6与智能温度控制仪2连接；加热管道5上靠近进水口12和出气口13位置上均连接除垢管路14，除垢管路14连接除垢桶9。进水口12、出气口13处设置工作阀门11，除垢管路14上设置除垢阀门10。

如图2所示，电磁感应主电路包括与单片机的控制电路连接的负载信号采集电路、移相调功电路、IGBT驱动电路、压力温度检测电路、键盘和显示电路，负载信号采集电路通过锁相环电路与移相调功电路连接，移相调功电路通过IGBT驱动电路与逆变电路连接，逆变电路与整流滤波电路以及负载连接，整流滤波电路与外部工频交流电连接。

本实用新型的工作原理如下：

首先220/380V工频交流电经过整流滤波电路的变换，将交流电转换为直流电，直流电经过逆变器转换成高频(15KHZ-30KHZ)交流电，从而驱动负载(加热线圈)，同时锁相环电路对负载信号采集电路采集的负载电流信号进行频率的跟踪和锁定，再输出PWM信号进入移相调功电路，此时与单片机的控制电路给定的PWM信号比较输出，最终采用移相PWM的方式来调节功率。移相调功电路将输出的信号输入进IGBT驱动电路，IGBT开通和关断的频率与系统设定的PWM信号相等，使得负载处于谐振状态，根据需要的功率情况进行调节。

负载信号采集电路由传感器采样和A/D转换芯片构成，其原理为采集电路采集模拟量信号，将其转换成数字量信号，并传入单片机的控制电路。压力温度检测电路的作用是检测蒸汽的温度值和压力值，进行A/D转换并传入单片机的控制电路进行控制。键盘和显示电路的作用是可以直观的显示各项参数，增加系统的可操作性。

工作时单片机1会根据提前设定的程序启动水泵7，并发送指令给智能温度控制仪2，智能温度控制仪2会将温度传感器6测量的数值进行分析处理后，发出相应控制信号给逆变器3，由逆变器3来控制加热线圈4的输出，进而控制加热功率。在加热过程中，智能温度控制仪2会不断将温度传感器6测量的数值进行分析处理，形成闭环控制，达到控制温度目的。同时压力传感器8会将检测到的信号反馈到单片机1，单片机1对压力信号分析处理后与设定值进行比对，当压力高于设定值时，单片机1发送指令停止水泵7工作，同时发送指令给智能温度控制仪2，智能温度控制仪2发出相应控制信号给逆变器3，由逆变器3来控制加热线圈4的输出，进而控制加热停止工作，相同原理当压力低于设定值时，水泵7启动，开始加热工作。

感应加热的快速蒸汽发生器在除垢工作时，先在除垢桶9中加入除垢剂，将除垢剂流程的除垢阀门打开，将进水和蒸汽管路的工作阀门关闭，启动除垢程序，单片机1会根据提前设定的程序启动水泵7，并发送指令给智能温度控制仪2，将除垢温度控制除垢50℃左右，含有除垢剂的水会进入到加热管道5中进行循环除垢。

综上，基于感应加热的快速蒸汽发生器主要由逆变系统主电路3，单片机1，智能温控仪2组成的控制系统来进行控制，通过温度传感器6和压力传感器8反馈的信号量来调节机器的运行状态，同时，采用电磁加热的主加热方式，水电分离，保证了系统和操作工人的安全。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，包括智能控制部分和蒸气发生部分，其特征在于，所述智能控制部分包括电磁感应主电路、单片机、智能温度控制仪和逆变器，所述电磁感应主电路和智能温度控制仪与单片机连接，所述智能温度控制仪与逆变器连接；所述蒸气发生部分包括加热管道和缠绕于加热管道上的加热线圈，所述加热线圈与所述逆变器连接，所述加热管道上靠近进水口位置处设置压力传感器，所述加热管道上靠近出气口位置处设置温度传感器，所述加热管道上还设置水泵，所述压力传感器和水泵均与单片机连接，所述温度传感器与智能温度控制仪连接；所述加热管道上靠近进水口和出气口位置上均连接除垢管路，所述除垢管路连接除垢桶。

2.根据权利要求1所述的一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，其特征在于，所述电磁感应主电路包括与单片机的控制电路连接的负载信号采集电路、移相调功电路、IGBT驱动电路、压力温度检测电路、键盘和显示电路，所述负载信号采集电路通过锁相环电路与移相调功电路连接，所述移相调功电路通过IGBT驱动电路与逆变电路连接，所述逆变电路与整流滤波电路以及负载连接，所述整流滤波电路与外部工频交流电连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，其特征在于，所述加热线圈与加热管道之间设置隔热保温层。

4.根据权利要求1所述的一种基于感应加热的快速蒸汽发生器，其特征在于，所述进水口、出气口处设置工作阀门，所述除垢管路上设置除垢阀门。