CN210688157U - 一种蒸汽系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种蒸汽系统。对传统的以天然气或液化气为燃料的蒸汽发生器做了改进，增加了利用导热油将水加热成蒸汽的功能，使得改进后的蒸汽系统可同时利用导热油和火焰生成蒸汽，适用范围更广。其优点是：可直接利用太阳能生成蒸汽，节约能源费用、经济效益好；具备蓄热功能，适用的时间段更多；可利用天然气和液化气进行辅助加热，全天候使用；节能环保，更符合未来的发展趋势。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能热利用领域，尤其是涉及一种蒸汽系统。
背景技术
采用天然气或液化气作为燃料的蒸汽发生器已经广泛应用于食品加工、洗涤、杀菌消毒等领域，机械结构也大同小异：天然气或液化气在火排燃烧器上燃烧，生成高温烟气；高温烟气在鼓风机的作用下，从高温烟气管内部流过，从排烟管排出；高温烟气管浸没在水中，把水加热成蒸汽。
这种蒸汽发生器的缺点是不仅增加了能源费用支出，还会往大气中排放二氧化碳，不符合节能环保的发展趋势。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种蒸汽系统。
本实用新型的技术方案如下：
一种蒸汽发生器，包括蒸汽生成内胆3、鼓风机8、排烟管9、蒸汽管10、进油管11、出油管12、进水管13、水泵14、换热器15、控制器16、点火器17、火排燃烧器18及进气管20；
所述蒸汽生成内胆3包括水箱4、包在水箱4外层的保温层5、以及分别穿过水箱4内部的高温烟气管6和导热油弯管7；所述水箱4顶部开口连接蒸汽管10；
所述高温烟气管6顶部通过鼓风机8连接至排烟管9；所述高温烟气管6底部连接火排燃烧器18；所述火排燃烧器18通过进气调节阀19连接至输入可燃气体的进气管20；
所述导热油弯管7的进油端与所述进油管11连接、出油端与所述换热器15的进油端连接；所述换热器15的进水端通过水泵14与进水管13连接、出水端与水箱4连接；所述换热器15的出油端与出油管12连接。
优选的，所述换热器15为钎焊板式换热器。
一种蒸汽系统，包括至少一个利用阳光加热导热油的太阳能集热器23、蒸汽发生器1、单向阀24、三通调节阀25及油泵26；
所述太阳能集热器23的热油出口通过所述单向阀24连接到油泵26；所述油泵26通过高温导热油管27连接到蒸汽发生器1的进油管11；
所述蒸汽发生器1的出油管12通过所述三通调节阀25低温导热油管28连接到太阳能集热器23的冷油入口。
优选的，所述太阳能集热器23为CN208238278U所述的分布式太阳能蓄热装置。
本实用新型对传统的蒸汽发生器做了改进，增加了利用导热油将水加热成蒸汽的功能，使得改进后的新型蒸汽发生器可同时利用导热油和火焰生成蒸汽，适用范围更广。将新型蒸汽发生器与CN208238278U所述的分布式太阳能蓄热装置相结合，先利用分布式太阳能蓄热装置加热导热油，再将高温导热油导入新型蒸汽发生器中生成蒸汽，就得到了可以直接利用太阳能生成蒸汽的太阳能蒸汽系统。
本实用新型的主要工作原理如下：
（1）如附图1、2所示，控制器16根据用户的控制指令，通过操作油泵26、单向阀24、三通调节阀25、进气调节阀19等设备可生成用户所需的蒸汽；控制器16会优先选择导热油来生成蒸汽，当导热油的蓄热量不足时，再选择天然气或液化气进行辅助加热；
（2）在油泵26的作用下，导热油从分布式太阳能蓄热装置23中流出，经过单向阀24、油泵26、高温导热油管27、进油管11流入蒸汽发生器1中，生成蒸汽并降温后，再经过出油管12、低温导热油管28、三通调节阀25流回分布式太阳能蓄热装置23；
（3）选择导热油作为能源时，导热油在油泵26的作用下，从进油管11流入导热油弯管7中；导热油弯管7浸没在水中，把水加热成蒸汽；降温后的导热油从导热油弯管7中流出，流入换热器15中，把冷水加热；
（4）选择天然气或液化气作为能源时，天然气或液化气在火排燃烧器18上燃烧，生成高温烟气；高温烟气在鼓风机8的作用下，从高温烟气管6内部流过，从排烟管9排出；高温烟气管7浸没在水中，把水加热成蒸汽。
本实用新型的主要控制原理如下：
（1）控制器16通过水位传感器21来监测水箱4的水位，通过控制水泵14的启停来调节水箱4的水位，始终保持水箱4的水位不偏离预定范围；
（2）控制器16通过蒸汽流量传感器22来监测蒸汽流量，通过控制三通调节阀25和进气调节阀19的开度来调节蒸汽流量，始终保持蒸汽流量不偏离预定范围，方法如下：先根据蒸汽流量传感器22的测量值来调节三通调节阀25的开度，由于高温导热油和低温导热油的混合比例变化了，所以进油管11处的导热油温度也变化了，蒸汽流量也跟着变化了；如果进油管11处的导热油温度过低、无法生成所需的蒸汽流量，则调节进气调节阀19的开度，由于燃料的供应量变化了，所以高温烟气的温度和流量也变化了，蒸汽流量也跟着变化了；
（5）太阳能蒸汽系统一般是由若干台分布式太阳能蓄热装置23组成的，每台分布式太阳能蓄热装置的导热油出口处都设置了一个单向阀24，控制器16通过控制单向阀24的开启和关闭来使用不同的分布式太阳能蓄热装置23中的导热油。
一套由6台分布式太阳能蓄热装置组成的太阳能蒸汽系统，与现有的蒸汽发生器的成本对比如表1所示：
表1 成本对比
在江浙地区，每台分布式太阳能蓄热装置平均每天收集的阳光热量相当于1.8方天然气燃烧释放的热量，因此太阳能蒸汽系统平均每天储存的热量相当于10.8方天然气。天然气价格按3元/方计算，并假设太阳能蒸汽系统每天储存的热量全部用光，可得出每年能节省的天然气费用约为11800元。投资成本回收周期=(41000-3000)/11800≈3.2(年)。太阳能蒸汽系统的使用寿命为15年，第4年到第15年期间节省下来的天然气费用即为带给用户的经济效益。由于分布式太阳能蓄热装置的蓄热量与成本之间并非正比关系，蓄热量翻番后，成本只增加50%左右，所以只要用户的安装场地允许，就优先选择大型号的分布式太阳能蓄热装置，使得投资成本的回收时间更短。
综上所述，与现有产品相比，本实用新型有如下优点：
（1）可直接利用太阳能生成蒸汽，成本低廉，4年内就能收回投资成本，经济效益非常好；
（2）可利用天然气和液化气进行辅助加热，用户可全天候使用；
（3）分布式安装，适用范围更广；
（4）具备蓄热功能，适用的时间段更多；
（5）节能环保，更符合未来的发展趋势。
附图说明
图1是本蒸汽发生器的原理示意图。图中的标记为：1-蒸汽发生器；2-外壳；3-蒸汽生成内胆；4-水箱；5-保温层；6-高温烟气管；7-导热油弯管；8-鼓风机；9-排烟管；10-蒸汽管；11-进油管；12-出油管；13-进水管；14-水泵；15-换热器；16-控制器；17-点火器；18-火排燃烧器；19-进气调节阀；20-进气管；21-蒸汽流量传感器；22-水位传感器。
图2是本太阳能蒸汽系统的原理示意图。图中的标记为：1-蒸汽发生器；11-进油管；12-出油管；20-进气管；23-分布式太阳能蓄热装置；24-单向阀；25-三通调节阀；26-油泵；27-高温导热油管；28-低温导热油管。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进行具体描述。
如图1、2所示，本实施例由若干台分布式太阳能蓄热装置23、蒸汽发生器1、单向阀24、三通调节阀25、油泵26和输油管道组成；
每台分布式太阳能蓄热装置23通过输油管道连接到单向阀24的一端；所有单向阀24的另一端通过输油管道并联起来后再连接到油泵26的一端；油泵26的另一端通过输油管道连接到蒸汽发生器1的进油管11上；
蒸汽发生器1的出油管12通过输油管道连接到三通调节阀25的一端；三通调节阀25的另一端通过输油管道分别连接到每台分布式太阳能蓄热装置23；
蒸汽发生器1由外壳2、蒸汽生成内胆3、水箱4、保温层5、高温烟气管6、导热油弯管7、鼓风机8、排烟管9、蒸汽管10、进油管11、出油管12、进水管13、水泵14、换热器15、控制器16、点火器17、火排燃烧器18、进气调节阀19、进气管20、蒸汽流量传感器21、水位传感器22组成；
蒸汽生成内胆3由水箱4、保温层5、高温烟气管6及导热油弯管7组成；
蒸汽发生器1的进油管11与导热油弯管7连接，导热油弯管7与换热器15连接，换热器15与出油管12连接。导热油沿着进油管11流入导热油弯管7并将水加热成蒸汽，然后流入换热器15并将冷水加热成热水，最后流入出油管12；
蒸汽发生器1的进水管13与换热器15连接，换热器15通过输水管道与水箱4连接。冷水沿着进水管13流入换热器15并被加热成热水，然后流入水箱4被加热成蒸汽，蒸汽沿着蒸汽管10进入用户的蒸汽使用设备；
蒸汽发生器1的进气管20与进气调节阀19连接，进气调节阀19通过输气管道与火排燃烧器18连接，火排燃烧器18与点火器17连接。天然气或液化气沿着进气管20流入进气调节阀19，再流入火排燃烧器18，最后被点火器17点燃；燃烧生成的高温烟气被鼓风机8抽入高温烟气管6中，最后从排烟管9中排出室外；
控制器16通过水位传感器21来监测水箱4的水位，通过控制水泵14的启停来调节水箱4的水位，始终保持水箱4的水位不偏离预定范围；
控制器16通过蒸汽流量传感器22来监测蒸汽流量，然后通过控制三通调节阀25和进气调节阀19的开度来调节蒸汽流量，始终保持蒸汽流量不偏离预定范围，方法如下：先根据蒸汽流量传感器22的测量值来调节三通调节阀25的开度，由于高温导热油和低温导热油的混合比例变化了，所以进油管11处的导热油温度也变化了，蒸汽流量也跟着变化了；如果进油管11处的导热油温度过低、无法生成所需的蒸汽流量，则调节进气调节阀19的开度，由于燃料的供应量变化了，所以高温烟气的温度和流量也变化了，蒸汽流量也跟着变化了；
控制器16通过控制单向阀24的开启和关闭来使用不同的分布式太阳能蓄热装置23中的导热油。
Claims (3)
1.一种蒸汽系统，其特征在于：包括至少一个利用阳光加热导热油的太阳能集热器（23）、蒸汽发生器（1）、单向阀（24）、三通调节阀（25）及油泵（26）；
所述太阳能集热器（23）的热油出口通过所述单向阀（24）连接到油泵（26）；所述油泵（26）通过高温导热油管（27）连接到蒸汽发生器（1）的进油管（11）；
所述蒸汽发生器（1）的出油管（12）通过所述三通调节阀（25）、低温导热油管（28）连接到太阳能集热器（23）的冷油入口。
2.根据权利要求1所述的蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽发生器包括蒸汽生成内胆（3）、鼓风机（8）、排烟管（9）、蒸汽管（10）、进油管（11）、出油管（12）、进水管（13）、水泵（14）、换热器（15）、控制器（16）、点火器（17）、火排燃烧器（18）及进气管（20）；
所述蒸汽生成内胆（3）包括水箱（4）、包在水箱（4）外层的保温层（5）、以及分别穿过水箱（4）内部的高温烟气管（6）和导热油弯管（7）；所述水箱（4）顶部开口连接蒸汽管（10）；
所述高温烟气管（6）顶部通过鼓风机（8）连接至排烟管（9）；所述高温烟气管（6）底部连接火排燃烧器（18）；所述火排燃烧器（18）通过进气调节阀（19）连接至输入可燃气体的进气管（20）；
所述导热油弯管（7）的进油端与所述进油管（11）连接、出油端与所述换热器（15）的进油端连接；所述换热器（15）的进水端通过水泵（14）与进水管（13）连接、出水端与水箱（4）连接；所述换热器（15）的出油端与出油管（12）连接。
3.根据权利要求2所述的蒸汽系统，其特征在于：所述换热器（15）为钎焊板式换热器。
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