CN215929524U - 一种直流蒸汽发生器集成模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直流蒸汽发生器集成模块，主要包括进水电磁阀(1)、风机(2)、温控开关(3)、止回阀(4)、主换热器(5)、火排燃烧器(6)、水流开关(7)、燃气电磁阀(8)、高温泵(9)、汽水分离器(10)、分流多通管(11)、冷凝换热器(12)、汇流多通管(13)和控制器。直流蒸汽发生器集成模块由两个或两个以上可以独立工作的基本模块组成，其中汽水分离器、分流多通管、汇流多通管、主控器为各个基本模块的公共部件。这是一种新型蒸汽发生器集成模块，多个集成模块组合成为集群模块化的蒸汽机组。

Description

一种直流蒸汽发生器集成模块

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽发生装置，特别是一种直流蒸汽发生器集成模块。

背景技术

现有蒸汽模块炉技术中，有一种蒸汽模块锅炉是带有汽水分离器的，如专利号为CN201620454658.4的“一种新型节能直流蒸汽发生装置”，该蒸汽发生装置的水汽分离器的冷水进出口通过三通与增压泵的进水口连接，增压泵的出水口与换热器连接，换热器出口与汽水分离器连接，该水汽分离器只有一个进出水口，补水和抽水都是一个口，只能用间歇性补水模式，先将冷水补进水汽分离器，然后用泵将冷水和分离出来的热水抽到换热器，水泵和换热器都要承受忽冷忽热，频繁热胀冷缩，容易损坏。

本实用新型的目的是制造一种有效减少换热器及循环泵的热胀冷缩程度的直流蒸汽集成模块锅炉，减少50％以上的故障率和售后成本，使蒸汽模块锅炉具有更高的商业价值。

实用新型内容

本实用新型是这样实现的：一种直流蒸汽发生器集成模块，主要包括进水电磁阀(1)、风机(2)、温控开关(3)、止回阀(4)、主换热器(5)、火排燃烧器(6)、水流开关(7)、燃气电磁阀(8)、高温泵(9)、汽水分离器(10)、分流多通管(11)、冷凝换热器(12)、汇流多通管(13)和控制器，其特征是：直流蒸汽发生器集成模块由两个或两个以上可以独立工作的基本模块组成；所述基本模块的火排燃烧器设在主换热器下方，冷凝换热器设在主换热器的上方，风机设在冷凝换热器上方，或者，风机设在主换热器上方，冷凝换热器设在风机的上方；所述基本模块的水路部件连接次序中，连接冷凝换热器进水口的管道上设有进水电磁阀，冷凝换热器的出口与汽水分离器的进水口通过管道连通，汽水分离器的出水口与分流多通管的进水口通过管道连通，分流多通管的出水口与高温泵的进水口通过管道连通，高温泵的出水口与主换热器的进水口通过管道连通，主换热器的出口与汇流多通管的入口通过管道连接，汇流多通管的出口与汽水分离器的汽水入口通过管道连通，汇流多通管与主换热器出口之间的管道上设有止回阀，汽水分离器与主换热器之间的管路上设有进水电磁阀和水流开关；汽水分离器为所有基本模块的公共部件；每个基本模块都有一个高温泵，或者，高温泵是变频泵，变频泵是所有基本模块的公共部件；每个基本模块都有一个冷凝换热器，或者，若干个基本模块共用一个冷凝换热器；控制器包括主控器和分控器，每个基本模块都有一个分控器，所有基本模块共用一个主控器。

机器运行程序：打开电源开启主控后，首先启动风机，换入新鲜空气，程序自检，各项功能正常则启动外部补水泵、开启进水电磁阀，将水补进汽水分离桶，水位传感器检测到水到达水位后，暂停补水3-5秒，然后同时启动外部补水泵和内部高温泵，水流开关检测到水流经过后，开启燃气电磁阀以及点火装置，完成机器启动的过程，机器正常启动后，可以持续补水和持续产生蒸汽。机器停机后，启动排污功能，风机继续运行3-5分钟，将机器里面的废气排掉，然后关机。水位传感器检测到水到达水位后暂停补水3-5秒的目的是给高温泵灌水，防止高温泵无水空转。也可以专设一路给高温泵灌水的程序，但每个基本模块都要增加一个进水电磁阀和1个三通泵头。在机器运行的过程中，如果检测到补水量偏大或耗水量变小，致使汽水分离器内的水位偏高，暂停补水1-5秒，然后重新补水，使补水量和耗水量达到一个新的平衡状态。

所述汇流多通管为3通或3通以上的管，有一个出口和两个或两个以上的入口。

所述分流多通管为3通或3通以上的管，有一个入口和两个或两个以上的出口。

两个或两个以上的集成模块组合在一起，共用一个主控器，成为集群模块机组。

高温泵的泵头为二通泵头，高温泵启动前通过进水口注水灌泵，或者，高温泵的泵头为三通泵头，高温泵启动前通过注水口注水灌泵。二通泵头一进一出，高温泵启动前通过进水口自然注水灌泵；三通泵头有两个进水口，其中一个进水口称为注水口，专门用于高温泵启动前灌水。高温泵采用三通泵头时，冷凝换热器通过三通管或多通管分别与高温泵和汽水分离器连通，三通管或多通管与高温泵之间设有进水电磁阀，三通管或多通管与汽水分离器之间设有进水电磁阀。高温泵启动前，先打开三通管与高温泵之间的进水电磁阀，通过注水口注水灌泵，将高温泵与汽水分离器之间的管道内的空气排掉，然后关闭三通管或多通管与高温泵之间的进水电磁阀，打开三通管或多通管与汽水分离器之间的进水电磁阀，再启动高温泵，避免高温泵无水空转。高温泵是耐温100度以上的高温泵，推荐采用耐温可以达到170度以上的高温泵。

若干个主换热器的出口与汽水分离器的汽水入口之间设有汇流多通管，每个主换热器出口与汇流多通管之间都设有止回阀。止回阀也叫单向阀，设止回阀的目的是防止汇流多通管的水返流到换热器，确保每个模块都能独立工作、互不干扰。汇流多通管有1个出口和2个或2个以上的入口，汇流多通管的出口与汽水分离器的高温水入口管道连通，汇流多通管的入口与主换热器的出口管道连通。

若干个基本模块共用一个冷凝换热器的含义：以6个基本模块为例，可以是6个基本模块共用一个冷凝换热器，也可以是采用2个冷凝换热器，3个基本模块共用一个冷凝换热器。

水流开关设在高温泵出口与主换热器入口之间的管道上，水流开关探测到水流经过的信号，CPU处理器即发出执行火排燃烧器点火的信号。

温控开关设在主换热器出口的管道上，是因为机器运行时，那个位置的温度较高。温控开关为夹管式突跳开关，当温度过高时，可以停止模块的运行。

汽水分离器设有1个汽水入口、1个蒸汽出口、1个进水口和1个出水口；汽水分离器的进汽室和出汽室之间的竖分隔板上设有蒸汽滤网(10.4a)。

所述汽水分离器，主要包括汽水入口(10.1)、上盖(10.2)、竖分隔板(10.4)、筒体(10.5)、横分隔板(10.6)、水位探测仪(10.7)、进水口(10.9)、底盖(10.14)、出水口(10.11)、蒸汽出口(10.12)；竖分隔板固定在上盖的下面，横分隔板固定在竖分隔板的下方；竖分隔板和横分隔板将筒体空腔的上部分隔成进汽室和出汽室，筒体空腔的下部为储水室；汽水入口设在进汽室上方的上盖或筒体上段的侧面，蒸汽出口设在出汽室上方的上盖或筒体上段的侧面；进汽室和出汽室之间的竖分隔板设有通汽孔或滤网；出水口和进水口设在底盖或者筒体下段的侧面；水位探测仪固定在上盖或筒体的侧面或筒体的内部；汽水入口设有雾化器，和/或，在竖分隔板上或上盖下方设有散水器(10.3)，散水器对着汽水入口；横分隔板的边缘与筒体的内壁之间有1-10mm的间隙，或者，横分隔板上设有漏水孔；储水室设有金属滤网罩(10.13)，将出水口罩住。主换热器出来的水是高温水，有一部分高温水已经汽化了，进入汽水分离器的实际上是汽水混合物，所以将该入口称为汽水入口。通汽孔设在竖分隔板的中部或者两侧，位置通常比散水器低。通汽孔可以是竖分隔板中的孔，也可以是竖分隔板与筒体内壁之间的空位形成的通孔。竖分隔板上的滤网用金属材料制成，水蒸气从中经过，可以将颗粒大的水分子团拦下来，出来的蒸汽质量更好。

金属滤网罩固定在底盖上或横分隔板下方，将出水口和/或水位探针的下段围住或罩住，或者，金属滤网罩做成一个金属滤网盖，直接盖在出水管口上，用螺纹连接等方法将滤网盖固定在出水口。金属滤网罩的作用是过滤杂质和消除气泡，减少杂质和气泡从出水口进入外部的抽水泵。金属滤网罩的顶部为敞开式或半封闭式或封闭式，金属滤网罩顶部的开口有利于空气排走。罩在出水管上的金属滤网罩可以当进水口设在筒体侧面时，如果进水口对着金属滤网罩，可以在金属滤网罩上增加一层挡水片，可以增强金属滤网罩的抗水流冲击性能。当汽水分离器的储水室容积足够大时，气泡基本上都会排走，不容易从出水口进入，这种情况下可以不设金属滤网罩。水位探测仪为水位传感器或水位开关。水位探测仪安装在出汽室上方的上盖或筒体的侧面或筒体内。优选地，水位传感器为水位探针；优选地，水位开关为浮球式水位开关。水位探针装在筒套内，筒套安装在上盖或筒体的侧面，或者，筒套安装在水位探针下方，水位探针头部安装在上盖上，筒套固定在水位探针上或竖分隔板上或横分隔板上，或者，水位探针安装在上盖，无需筒套。优选地，所述水位探针为1极水位探针或2极水位探针或3极水位探针或4极水位探针。当水位探针安装在上盖时，横分隔板设有一个通孔，水位探针的筒套从中穿过。筒套除了下面的开口外，上段也不能完全封闭，不然水进不去，导致失效。1个1极水位探针只能探测一个水位点，补水模式可以设为补水到位后暂停若干秒后重新补水，这是一种水位探测与补水时间相结合的间歇补水方式。1个2极水位探针或两个1极水位探针，可以探测2个水位点，补水模式可以实现持续补水。3极和4极水位探针可以根据需要选择使用。水位探针可以装在筒套中，再通过二通管接在筒体的侧面。水位开关的种类有浮球水位开关、电极式水位开关、光电水位开关、音叉水位开关等，水位传感器的种类更多，有钢带浮子式水位传感器等等，这些都是现有的技术。设水位探针的目的通过探测水位，控制补水的启停或控制补水的流量，使汽水分离器的水位保持在设定的范围内。

汽水分离器的竖分隔板优选用焊接的方法垂直固定在上盖的下方，横分隔板优选用焊接的方法垂直固定在竖分隔板的下方，上盖、竖分隔板和横分隔板连接在一起，三者呈“工”字结构。

当汽水分离器的进水口设在底盖上时，进水口设有挡水罩(10.8)，或者，补水管上接有一个弯头；当进水口设在筒体下段的侧面时，进水口设有导流板或弯头，或者，进水口不设导流物。挡水罩固定在底盖上或者固定在进水管上，挡水罩和弯头的作用一样，防止冷水从底部往上冲。挡水罩也可以称之为导流板，只是因为很多时候做成一个罩的形状，将往上冲的水挡下去，所以称为挡水罩。挡水罩的形式可以有多种，可以是一个筒形罩，也可以是倒“L”形的半边罩，只要能防止冷水直冲上去即可。当进水口设在筒体底部的侧面时，可以设导流板或弯头，也可以不设。

汽水分离器的横分隔板用金属板制成，或者，横分隔板用金属板和隔热材料(10.6a)合成，或者，横分隔板用中空金属板制成，或者，横分隔板用隔热材料制成。隔热材料为硅胶或橡胶或陶瓷或木材等，金属板为不锈钢、铝合金等。横分隔板优选用不锈钢片和硅胶片合成双层板，硅胶耐高温、热阻高，不锈钢强度高、防锈蚀。横分隔板的作用是避免上方的蒸汽和下方的冷水产生剧烈的对流和热交换，使分离出来的蒸汽焓值更高、质量更好。

汽水分离器的横分隔板与筒体的内壁之间的间隙，或者，横分隔板上设有漏水孔，目的是使分离出来的热水能够从边缘处或漏水孔落入储水室，与冷水混合后从出水口抽回换热器中重新加热。横分隔板与筒体的内壁之间的间隙不能太大，也不宜太小，建议4mm左右为宜。

汽水分离器的汽水入口设有雾化器就可以不设散水器，同样，设有散水器就可以不设雾化器，也可以既设雾化器又设散水器。无论是雾化器还是散水器，其目的都是让热水雾化和汽化。主换热器产生的汽水混合物从汽水入口进入，喷射到散水器上散开并汽化，蒸汽从通汽孔进入出汽室，不能汽化的水掉下来，从横分隔板的边缘流下来进入储水室。所述散水器是一个独立部件，或者，散水器与竖分隔板是一体成型的；散水器至少有一个斜面或弧面。一体成型是将竖分隔板的部分折出倾斜的形状，使侧面进来的汽水混合物打在上面会更容易散开。散水器倾斜一定的角度固定在竖分隔板的一面，位于通汽孔的上方，或者，倾斜一定的角度固定在上盖的下方。散水器可以做成倒V形、M形等造型。汽水入口设在上盖时，散水器设在汽水入口的下方，汽水入口设在筒体上段的侧面时，散水板倾斜一定的角度设在与汽水入口对应的位置。所述雾化器为单孔喷嘴或多孔喷嘴。

汽水分离桶的上盖与筒体焊接连接或法兰连接，底盖与筒体焊接连接或法兰连接。

汽水分离桶的底盖上设有排污口，或者，底盖不设排污口，排污阀设在汽水分离器下方的出水管或进水管上。

汽水分离桶的汽水入口、蒸汽出口、出水口、进水口和排污口与外界连接的管可以做成法兰连接或螺纹连接或焊接连接。汽水入口有1个或1个以上。

主换热器出来的水是高温水，有一部分高温水已经汽化了，进入汽水分离器的实际上是汽水混合物，所以将该入口称为汽水入口。

汽水分离桶的筒体用不锈钢制成。

蒸汽管道上设有压力变送器。压力变送器通过检测容器或管道内的压力变化来检测用水量的变化，进而通过变频器控制外部增压泵的转速，从而调节供水量。

进水电磁阀为常温进水电磁阀和高温进水电磁阀，冷凝换热器进水口前的管道上用常温进水电磁阀，汽水分离器出口到主换热器之间的管道上用高温进水电磁阀。

所述控制器包括主控器和分控器，其中主控器中还包含有CPU处理器、PLC显示屏、PLC模块。

选装配件有压力保护开关、燃气过滤器、排气阀、破真空阀、散热风扇、变频器、温度变送器、排污阀、蜂鸣器、补水泵等。压力保护开关设在蒸汽管道上，或者，压力保护开关设在主换热器出口与汽水分离器之间的管道上，或者，压力保护开关设在汽水分离器上，或者，压力保护开关设在汽水分离器与主换热器之间的管路上。

冷凝换热器是用不锈钢或铜制成的翅片式换热器。翅片式换热器由管道和翅片组成。

主换热器是用不锈钢制成的翅片式换热器或管式换热器，或者，主换热器上层为翅片式，下层为管式。

所述火排燃烧器为多喷嘴火排燃烧器或水冷式多喷嘴火排燃烧器。采用水冷式多喷嘴火排燃烧器可以有效降低氮氧化物排放，NOx排放可以做到30毫克/立方米以下。

附图说明

图1、图2为本实用新型第一实施例结构示意图

图3为本实用新型第二实施例结构示意图

具体实施方式

下面结合附图及对本实用新型作进一步描述。

第一实施例

参见图1集成模块结构示意图，一种直流蒸汽发生器集成模块，主要包括进水电磁阀(1)、风机(2)、温控开关(3)、止回阀(4)、主换热器(5)、火排燃烧器(6)、水流开关(7)、燃气电磁阀(8)、高温泵(9)、汽水分离器(10)、分流多通管(11)、冷凝换热器(12)、汇流多通管(13)和压力保护开关、CPU处理器、PLC显示屏。直流蒸汽发生器集成模块由两个可以独立工作的基本模块组成；所述基本模块的火排燃烧器设在主换热器下方，冷凝换热器设在主换热器的上方，风机设在主换热器上方，冷凝换热器设在风机的上方；所述基本模块的水路部件连接次序中，连接冷凝换热器进水口的管道上设有进水电磁阀，冷凝换热器的出口与汽水分离器的进水口通过管道连通，汽水分离器的出水口与分流多通管的进水口通过管道连通，分流多通管的出水口与高温泵的进水口通过管道连通，高温泵的出水口与主换热器的进水口通过管道连通，主换热器的出口与汇流多通管的入口通过管道连接，汇流多通管的出口与汽水分离器的汽水入口通过管道连通，汇流多通管与主换热器出口之间的管道上设有止回阀，高温泵与主换热器之间的管路上设有进水电磁阀和水流开关；主换热器的出口处的管道上设有管夹式温控开关；汽水分离器是两个基本模块的公共部件；每个基本模块都有一个高温泵；两个基本模块共用一个冷凝换热器；CPU处理器包括主控器和分控器，每个基本模块都有一个分控器，两个基本模块共用一个主控器；分流多通管是两个基本模块的公共部件；汇流多通管是两个基本模块的公共部件；汇流多通管是两进一出的三通管，分流多通管是一个一进两出的三通管。

图2汽水分离器结构示意图，汽水分离器主要包括汽水入口(10.1)、上盖(10.2)、竖分隔板(10.4)、筒体(10.5)、横分隔板(10.6)、水位探测仪(10.7)、挡水罩(10.8)、进水口(10.9)、排污口(10)、出水口(10.11)、蒸汽出口(10.12)、金属滤网罩(10.13)、底盖(10.14)；竖分隔板固定在上盖的下面，横分隔板固定在竖分隔板的下方；竖分隔板和横分隔板将筒体空腔的上部分隔成进汽室和出汽室，筒体空腔的下部为储水室；汽水入口设在进汽室上方的上盖，蒸汽出口设在出汽室上方的上盖；进汽室和出汽室之间的竖分隔板设有滤网(10.4a)；出水口和进水口设在底盖；水位探测仪是浮球式水位开关，固定在筒体的侧面，位于储水室；在竖分隔板上设有一个倒V形散水器(10.3)，散水器对着汽水入口；横分隔板的边缘与筒体的内壁之间有4mm的间隙。竖分隔板上的滤网用金属材料制成。横分隔板用不锈钢板和隔热材料(10.6a)硅胶片合成。金属滤网罩将出水口罩住，一方面可以过滤杂质，另一方面可以消除水中的气泡，防止气泡和杂质进入高温泵。

第二实施例

参见图3，一种直流蒸汽发生器集成模块，主要包括进水电磁阀(1)、风机(2)、温控开关(3)、止回阀(4)、主换热器(5)、火排燃烧器(6)、水流开关(7)、燃气电磁阀(8)、高温泵(9)、汽水分离器(10)、分流多通管(11)、冷凝换热器(12)、汇流多通管(13)和压力保护开关、CPU处理器、PLC显示屏。高温泵设有一个三通泵头，冷凝换热器出口与高温泵的注水口之间设有进水电磁阀。其余未述部分同第一实施例，不再重复。

Claims (8)

1.一种直流蒸汽发生器集成模块，主要包括进水电磁阀(1)、风机(2)、温控开关(3)、止回阀(4)、主换热器(5)、火排燃烧器(6)、水流开关(7)、燃气电磁阀(8)、高温泵(9)、汽水分离器(10)、分流多通管(11)、冷凝换热器(12)、汇流多通管(13)和控制器，其特征是：直流蒸汽发生器集成模块由两个或两个以上可以独立工作的基本模块组成；所述基本模块的火排燃烧器设在主换热器下方，冷凝换热器设在主换热器的上方，风机设在冷凝换热器上方，或者，风机设在主换热器上方，冷凝换热器设在风机的上方；所述基本模块的水路部件连接次序中，连接冷凝换热器进水口的管道上设有进水电磁阀，冷凝换热器的出口与汽水分离器的进水口通过管道连通，汽水分离器的出水口与分流多通管的进水口通过管道连通，分流多通管的出水口与高温泵的进水口通过管道连通，高温泵的出水口与主换热器的进水口通过管道连通，主换热器的出口与汇流多通管的入口通过管道连接，汇流多通管的出口与汽水分离器的汽水入口通过管道连通，汇流多通管与主换热器出口之间的管道上设有止回阀，汽水分离器与主换热器之间的管路上设有进水电磁阀和水流开关；汽水分离器为所有基本模块的公共部件；每个基本模块都有一个高温泵，或者，高温泵是变频泵，变频泵是所有基本模块的公共部件；每个基本模块都有一个冷凝换热器，或者，若干个基本模块共用一个冷凝换热器；控制器包括主控器和分控器，每个基本模块都有一个分控器，所有基本模块共用一个主控器。

2.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：所述汇流多通管为3通或3通以上的管，有一个出口和两个或两个以上的入口；所述分流多通管为3通或3通以上的管，有一个入口和两个或两个以上的出口。

3.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：两个或两个以上的集成模块组合在一起，共用一个主控器，成为集群模块机组。

4.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：高温泵的泵头为二通泵头，高温泵启动前通过进水口注水灌泵，或者，高温泵的泵头为三通泵头，高温泵启动前通过注水口注水灌泵。

5.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：汽水分离器设有1个汽水入口、1个蒸汽出口、1个进水口和1个出水口；汽水分离器的进汽室和出汽室之间的竖分隔板上设有蒸汽滤网(10.4a)。

6.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：所述控制器包括主控器和分控器，其中主控器中还包含有CPU处理器、PLC显示屏、PLC模块。

7.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：所述火排燃烧器为多喷嘴火排燃烧器或水冷式多喷嘴火排燃烧器。

8.根据权利要求1所述一种直流蒸汽发生器集成模块，其特征是：冷凝换热器是用不锈钢或铜制成的翅片式换热器；主换热器是用不锈钢制成的翅片式换热器或管式换热器，或者，主换热器上层为翅片式，下层为管式。

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