CN210123152U - 一种直流式蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直流式蒸汽发生装置，包括壳体、供水系统和与壳体内部连通的进水管路，壳体内分为余热回收箱和燃烧室，余热回收箱内设有一级余热回收翅片管组和二级余热回收翅片管组，燃烧室内设有主缸筒，主缸筒内设有盘管装置，盘管装置包括外盘管、内盘管、平盘管和蚊香式盘管组，该装置还包括设置在壳体上的烟囱、蒸汽出口管道和燃烧机，以及用于处理蒸汽的温度、压力和对设备进行自动控制的PLC电控系统。本实用新型具有结构简单，采用集成设计，占地面积小，能够有效地增大受热面，加快出蒸汽时间，大幅度提高出口蒸汽温度，降低蒸汽含水量；同时充分利用烟气中的大量热量，降低能耗，热效率较高等有益效果。

Description

一种直流式蒸汽发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽发生装置，尤其是涉及一种直流式蒸汽发生装置, 属于加热装置技术领域。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，能源需求越来越大，资源消耗量也越来越大，人类对于环境的破坏也日益严重，并且能源也日趋紧张，在此形势下，节能工作得到极大重视。

目前，在加热装置技术领域，普遍需要用到蒸汽发生器，蒸汽发生器俗称锅炉，它是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备；锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分，工业锅炉是在各种工业企业中提供生产和供暖所需的蒸汽是必不可少的设备。传统的蒸汽发生器结构复杂，体积大并且占地面积也大，出蒸汽时间慢，出蒸汽温度低，而且蒸汽的含水量大，很难达到客户的要求，例如传统0.3T蒸汽发生器从点火到出汽时间为10分钟，蒸汽量为300KG，同时传统蒸汽发生器在5KG压力时，出口温度150℃左右，在工作工程中需要不断的持续加压才能提高出口的温度，这样就需要的耗费大量的燃料，不能达到节能的目的。

实用新型内容

本实用新型主要是针对现有蒸汽发生器结构复杂、占地面积大、出蒸汽时间长温度低、蒸汽含水量大、浪费能源和热效率底的问题，提供一种直流式蒸汽发生装置，该装置结构简单，采用集成设计，占地面积小，能够有效地增大受热面，加快出蒸汽时间，大幅度提高出口蒸汽温度，降低蒸汽含水量；同时充分利用烟气中的大量热量，降低能耗，热效率较高。

本实用新型的目的主要是通过下述方案得以实现的：

一种直流式蒸汽发生装置，包括壳体、供水系统和与壳体内部连通的进水管路，所述壳体内分为余热回收箱和燃烧室，所述余热回收箱位于燃烧室上方，所述余热回收箱内设有一级余热回收翅片管组和二级余热回收翅片管组，所述进水管路的端部与二级余热回收翅片组的进水口连通，所述燃烧室内设有主缸筒，所述主缸筒内设有盘管装置，所述盘管装置依次由外盘管、内盘管、平盘管和蚊香式盘管组串联而成，所述外盘管的进水口与二级余热回收翅片管组的出水口相连，所述蚊香式盘管组的出口与一级余热回收翅片管组的进口相连；该直流式蒸汽发生装置还包括设置在壳体上的烟囱、蒸汽出口管道和固定在燃烧室上的燃烧机，以及用于处理蒸汽的温度、压力和对设备进行自动控制的 PLC 电控系统，所述烟囱上连接有烟温传感器，所述蒸汽出口管道与一级余热回收翅片管组的出口相连，且蒸汽出口管道上连接有蒸汽温度传感器和蒸汽压力传感器，所述壳体位于燃烧室的位置上连接有炉膛温度传感器，所述供水系统、燃烧机、烟温传感器、蒸汽温度传感器、蒸汽压力传感器和炉膛温度传感器分别与 PLC电控系统相连接。

通过采用上述技术方案，本装置结构简单，采用集成设计，占地面积小，能够能有效地增大受热面，加快出蒸汽时间，大幅度提高出口蒸汽温度，降低蒸汽含水量；同时充分利用烟气中的大量热量，降低能耗，热效率较高。

作为优选，所述供水系统包括软化水处理器和保温水箱，所述软化水处理器通过管道与保温水箱相连，保温水箱通过进水管路与二级余热回收翅片组相连。

通过采用上述技术方案，水源经过软化水处理器后再流到设备内，降低了水的硬度，除去了水中的钙、镁等离子防止设备管道中结垢，提高了使用寿命，降低了设备维护、维修的频率。

作为优选，所述保温水箱上设置有溢流口和排污阀，保温水箱内设置有浮球阀和水位计，所述进水管路上自与二级余热回收翅片管组连接的一端依次设置有第一阀门、止回阀、高压水泵、过滤阀和第二阀门。

通过采用上述技术方案，保温水箱内的阀球阀和水位计能够控制保温水箱内的水位，高压水泵与PLC电控系统连接，定时定量控制给水，即由PLC电控系统进行控制开闭，止回阀防止水流倒流，第一阀门和第二阀门能够方便设备的开关维护。

作为优选，所述外盘管和内盘管均为螺旋弹簧状盘管，且采用1-3头盘制而成，所述平盘管为单层蚊香式扁平盘管，平盘管的中心孔圈设置有隔热挡板，所述蚊香式盘管组为多层蚊香式扁平盘管串联而成。

通过采用上述技术方案，一方面减少占地面积，另一方面能够有效地增大受热面，大幅度提高出口蒸汽温度，降低蒸汽含水量，并且隔热挡板能够避免热流与壳体接触。

作为优选，所述内盘管紧密相抵在蚊香式盘管组内部形成圆柱形燃烧通道，且蚊香式盘管组处构成对流受热面，外盘管紧密相抵在蚊香式盘管组外部，平盘管紧密相抵在外盘管一侧。

通过采用上述技术方案，采用集成设计，进一步减少了占地面积。

作为优选，所述外盘管、内盘管和平盘管的管缝隙、平盘管与外盘管的连接处以及平盘管中心孔圈与隔热挡板的连接处均砌有碳化硅密封层。

通过采用上述技术方案，能够避免热流与壳体接触，密封性良好，提高了设备的使用寿命。

作为优选，所述一级余热回收翅片管组包括多组翅片管组件并联而成，所述二级余热回收翅片管组包括多组翅片管组件串联而成，所述翅片管组件包括数根翅片直管和回转弯管组成，两根翅片直管之间通过回转弯管连接，且翅片直管与回转弯管之间为没有连接端部的整体结构。

通过采用上述技术方案，充分利用烟气中的热量，降低能耗，提高热效率。

作为优选，所述壳体内层为耐火层，外层为保温层；所述一级余热回收翅片管组和二级余热回收翅片管组，以及外盘管、内盘管、平盘管和蚊香式盘管组的内外壁分别设置有防腐蚀层和耐火涂层。

通过采用上述技术方案，能够提高设备的使用寿命，降低了设备维护的频率。

作为优选，所述外盘管、内盘管、平盘管和蚊香式盘管组的公称直径均为25mm-32mm。

通过采用上述技术方案，外盘管、内盘管、平盘管和蚊香式盘管组的公称直径均为25mm-32mm，不属于特种设备的范围，设备工作过程中比较安全，可以做到无人值守。

作为优选，所述燃烧机为生物质燃烧器、轻质油燃烧器、常规柴油燃烧器以及可燃气体或液体燃烧器中的一种。

通过采用上述技术方案，燃烧机采用生物质燃烧器、轻质油燃烧器、常规柴油燃烧器以及可燃气体或液体燃烧器中的一种，较少了烟气中的氮氧化物，减少了大气污染。

因此，本实用新型具备下述优点：（1）余热回收箱内能充分回收烟气中的热量，使得排放的烟气温度可达50-60摄氏度，极大降低烟气排放温度，减少热量散失，壳体内设有保温层，有效防止热量从壳体上散失，壳体温度可达 20-30摄氏度，使得本设备热量散失小，热效率高，可达95％以上，其中烟气中的热量用于加热水，可以用于加热流经余热回收箱内的水，节约加热水所需资源，有利于减少能耗；（2）该设备采用集成设计，结构紧凑，充分利用空间，减少占地面积；（3）该设备能够有效地增大受热面，加快出蒸汽时间，大幅度提高出口蒸汽温度，降低蒸汽含水量。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型中翅片管组件的横放结构示意图；

图3是本实用新型中一级余热回收翅片管组的结构示意图；

图4是本实用新型中翅片管组件的竖放结构示意图；

图5是本实用新型中二级余热回收翅片管组的结构示意图；

图6是本实用新型中外盘管的结构示意图；

图7是本实用新型中内盘管的结构示意图；

图8是本实用新型中平盘管的结构示意图；

图9是本实用新型中蚊香式盘管组的结构示意图；

图10是本实用新型中外盘管、内盘管和蚊香式盘管组组装时的结构示意图。

图示说明：1-壳体，2-进水管路，3-余热回收箱，4-燃烧室，5-一级余热回收翅片管组，6-二级余热回收翅片管组，7-烟囱，8-主缸筒，9-外盘管，10-内盘管，11-平盘管，12-蚊香式盘管组，13-蒸汽出口管道，14-燃烧机，15-PLC电控系统，16-烟温传感器，17-蒸汽温度传感器，18-蒸汽压力传感器，19-炉膛温度传感器，20-软化水处理器，21-保温水箱，22-溢流口，23-排污阀，24-浮球阀，25-水位计，26-第一阀门，27-止回阀，28-高压水泵，29-过滤阀，30-第二阀门，31-隔热挡板，32-翅片管组件，33-翅片直管，34-回转弯管。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

实施例：

如图1所示的一种直流式蒸汽发生装置，该装置由壳体1、供水系统和与壳体1内部连通的进水管路2组成，壳体1内分为余热回收箱3和燃烧室4，余热回收箱3位于燃烧室4上方，且余热回收箱3和燃烧室4之间通过隔板分割，如图所示，隔板左侧为开口，供烟气从余热回收箱3流到燃烧室4，余热回收箱3内设有一级余热回收翅片管组5和二级余热回收翅片管组6，进水管路2的端部与二级余热回收翅片组的进水口连通，如图2、3所示，一级余热回收翅片管组5包括多组翅片管组件32并联而成，翅片管组件32包括数根翅片直管33和回转弯管34组成，两根翅片直管33之间通过回转弯管34连接，且翅片直管33与回转弯管34之间为没有连接端部的整体结构，如图4、5所示，二级余热回收翅片管组6包括多组翅片管组件32串联而成。

上述供水系统包括软化水处理器20和保温水箱21，软化水处理器20通过管道与保温水箱21相连，保温水箱21通过进水管路2与二级余热回收翅片组相连，保温水箱21上设置有溢流口22和排污阀23，保温水箱21内设置有浮球阀24和水位计25，进水管路2上自与二级余热回收翅片管组6连接的一端依次设置有第一阀门26、止回阀27、高压水泵28、过滤阀29和第二阀门30。

所述燃烧室4内设有主缸筒8，主缸筒8内设有盘管装置，盘管装置依次由外盘管9、内盘管10、平盘管11和蚊香式盘管组12串联而成，外盘管9的进水口与二级余热回收翅片管组6的出水口相连，蚊香式盘管组12的出口与一级余热回收翅片管组5的进口相连，如图6、7所示，外盘管9和内盘管10均为螺旋弹簧状盘管，且采用1头盘制而成，如图8所示，平盘管11为单层蚊香式扁平盘管11，平盘管11的中心孔圈设置有隔热挡板31，如图9所示，蚊香式盘管组12为多层蚊香式扁平盘管11串联而成，如图10所示，内盘管10紧密相抵在蚊香式盘管组12内部形成圆柱形燃烧通道，且蚊香式盘管组12处构成对流受热面，外盘管9紧密相抵在蚊香式盘管组12外部，平盘管11紧密相抵在外盘管9一侧，外盘管9、内盘管10和平盘管11的管缝隙、平盘管11与外盘管9的连接处以及平盘管11中心孔圈与隔热挡板31的连接处均砌有碳化硅密封层。

该直流式蒸汽发生装置还包括设置在壳体1上的烟囱7、蒸汽出口管道13和固定在燃烧室4上的燃烧机14，以及用于处理蒸汽的温度、压力和对设备进行自动控制的PLC电控系统15，本实施例中燃烧机14采用可燃气体或液体燃烧器，烟囱7上连接有烟温传感器16，蒸汽出口管道13与一级余热回收翅片管组5的出口相连，且蒸汽出口管道13上连接有蒸汽温度传感器17和蒸汽压力传感器18，壳体1位于燃烧室4的位置上连接有炉膛温度传感器19，供水系统、燃烧机14、烟温传感器16、蒸汽温度传感器17、蒸汽压力传感器18和炉膛温度传感器19分别与 PLC电控系统15相连接；壳体1内层为耐火层，外层为保温层，一级余热回收翅片管组5和二级余热回收翅片管组6，以及外盘管9、内盘管10、平盘管11和蚊香式盘管组12的内外壁分别设置有防腐蚀层和耐火涂层；外盘管9、内盘管10、平盘管11和蚊香式盘管组12的公称直径均为25mm。

本实用新型工作时，大量的水从直接从进水口进入软化水处理器20，然后通过高压水泵28的作用从保温水箱21流到二级余热回收翅片管组6，然后依次流经外盘管9、内盘管10、平盘管11和蚊香式盘管组12，同时通过燃烧机14点燃该蒸汽发生装置，该蒸汽发生装置在燃烧室4内进行持续不断的燃烧，设置在燃烧室4主缸筒8内的盘管装置直接受到火焰的加热，而且外盘管9、内盘管10和平盘管11的管缝隙、平盘管11与外盘管9的连接处以及平盘管11中心孔圈与隔热挡板31的连接处均砌有碳化硅密封层，所以高温烟气会从蚊香式盘管组12之间的间隙进入到余热回收箱3内，经过燃烧机14火焰的加热，使得设置在保温水箱21内的水迅速升温，并以蒸汽的形式流到一级余热回收翅片管组5内，同时高温烟气会接触到一级余热回收翅片管组5和而级余热回收翅片管组6上的受热翅片，进一步提高了一级余热回收翅片管组5内蒸汽的温度，并且能够加热从保温水箱21流经二级余热回收翅片管组6内的水；一级余热回收翅片管组5内的蒸汽通过蒸汽出口管道13排出，余热回收箱内的烟气通过烟囱排出；蒸汽出口管道13上连接有蒸汽温度传感器17和蒸汽压力传感器18，壳体1位于燃烧室4的位置上连接有炉膛温度传感器19，烟囱7上连接有烟温传感器16，供水系统、燃烧机14、烟温传感器16、蒸汽温度传感器17、蒸汽压力传感器18和炉膛温度传感器19分别与PLC电控系统15相连接，可以通过PLC电控系统15监测主缸筒8内的温度、蒸汽出口管道13内蒸汽的温度和压力、排出烟气的温度，以便对该装置的运行状况进行控制和调节。

本实用新型的直流式蒸汽发生装置在各行各业都能使用，不需要专门的建设厂房，也不需要专人操作，而且不属于特种设备，不需要进行国家相关部门的检测和办理检测资格证，且采用直流蒸汽发生技术，使自来水一流经该装置就瞬间产生蒸汽，实现了即开即用，无需预热，大大缩短了出蒸汽时间，该装置在5kg压力下，出口温度从150℃提升到155℃-160℃，且蒸汽的含水量小于1%，适合大范围推广使用。

应理解，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。另外本实用新型中的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员均可通过技术手册得知，本实用新型中的PLC电控系统的编程亦为本领域技术人员所熟知或可通过常规实验方法获知。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种直流式蒸汽发生装置，包括壳体（1）、供水系统和与壳体（1）内部连通的进水管路（2），其特征在于：所述壳体（1）内分为余热回收箱（3）和燃烧室（4），所述余热回收箱（3）位于燃烧室（4）上方，所述余热回收箱（3）内设有一级余热回收翅片管组（5）和二级余热回收翅片管组（6），所述进水管路（2）的端部与二级余热回收翅片组的进水口连通，所述燃烧室（4）内设有主缸筒（8），所述主缸筒（8）内设有盘管装置，所述盘管装置依次由外盘管（9）、内盘管（10）、平盘管（11）和蚊香式盘管组（12）串联而成，所述外盘管（9）的进水口与二级余热回收翅片管组（6）的出水口相连，所述蚊香式盘管组（12）的出口与一级余热回收翅片管组（5）的进口相连；该直流式蒸汽发生装置还包括设置在壳体（1）上的烟囱（7）、蒸汽出口管道（13）和固定在燃烧室（4）上的燃烧机（14），以及用于处理蒸汽的温度、压力和对设备进行自动控制的PLC电控系统（15），所述烟囱（7）上连接有烟温传感器（16），所述蒸汽出口管道（13）与一级余热回收翅片管组（5）的出口相连，且蒸汽出口管道（13）上连接有蒸汽温度传感器（17）和蒸汽压力传感器（18），所述壳体（1）位于燃烧室（4）的位置上连接有炉膛温度传感器（19），所述供水系统、燃烧机（14）、烟温传感器（16）、蒸汽温度传感器（17）、蒸汽压力传感器（18）和炉膛温度传感器（19）分别与 PLC电控系统（15）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述供水系统包括软化水处理器（20）和保温水箱（21），所述软化水处理器（20）通过管道与保温水箱（21）相连，保温水箱（21）通过进水管路（2）与二级余热回收翅片组相连。

3.根据权利要求2所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述保温水箱（21）上设置有溢流口（22）和排污阀（23），保温水箱（21）内设置有浮球阀（24）和水位计（25），所述进水管路（2）上自与二级余热回收翅片管组（6）连接的一端依次设置有第一阀门（26）、止回阀（27）、高压水泵（28）、过滤阀（29）和第二阀门（30）。

4.根据权利要求1所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述外盘管（9）和内盘管（10）均为螺旋弹簧状盘管，且采用1-3头盘制而成，所述平盘管（11）为单层蚊香式扁平盘管（11），平盘管（11）的中心孔圈设置有隔热挡板（31），所述蚊香式盘管组（12）为多层蚊香式扁平盘管（11）串联而成。

5.根据权利要求4所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述内盘管（10）紧密相抵在蚊香式盘管组（12）内部形成圆柱形燃烧通道，且蚊香式盘管组（12）处构成对流受热面，外盘管（9）紧密相抵在蚊香式盘管组（12）外部，平盘管（11）紧密相抵在外盘管（9）一侧。

6.根据权利要求5所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述外盘管（9）、内盘管（10）和平盘管（11）的管缝隙、平盘管（11）与外盘管（9）的连接处以及平盘管（11）中心孔圈与隔热挡板（31）的连接处均砌有碳化硅密封层。

7.根据权利要求1所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述一级余热回收翅片管组（5）包括多组翅片管组件（32）并联而成，所述二级余热回收翅片管组（6）包括多组翅片管组件（32）串联而成，所述翅片管组件（32）包括数根翅片直管（33）和回转弯管（34）组成，两根翅片直管（33）之间通过回转弯管（34）连接，且翅片直管（33）与回转弯管（34）之间为没有连接端部的整体结构。

8.根据权利要求1所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述壳体（1）内层为耐火层，外层为保温层；所述一级余热回收翅片管组（5）和二级余热回收翅片管组（6），以及外盘管（9）、内盘管（10）、平盘管（11）和蚊香式盘管组（12）的内外壁分别设置有防腐蚀层和耐火涂层。

9.根据权利要求1所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述外盘管（9）、内盘管（10）、平盘管（11）和蚊香式盘管组（12）的公称直径均为25mm-32mm。

10.根据权利要求1所述的一种直流式蒸汽发生装置，其特征在于：所述燃烧机（14）为生物质燃烧器、轻质油燃烧器、常规柴油燃烧器以及可燃气体或液体燃烧器中的一种。

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