CN218864145U - 一种混流式过热蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混流式过热蒸汽发生装置，它包括燃烧器、烟气通道、热交换器、进水管、蒸汽过热蒸发装置以及风机，蒸汽过热蒸发装置包括集汽罐、过热换热器、集水罐以及多根换热管束，多根换热管束的上端和下端分别与集汽罐、集水罐连通，热交换器、多根换热管束和过热换热器位于烟气通道内，过热换热器的进汽端与集汽罐连通，过热换热器的出汽端设有蒸汽出口。本实用新型工作时，热交换器内的纯水与高温烟气换热之后，变成蒸汽，蒸汽进入集汽罐，高温烟气流经换热管束和过热换热器的外侧时，将过热换热器内的饱和蒸汽加热成过热蒸汽，本实用新型产生的过热蒸汽的温度更高、热量更高、能量损失少，有显著的节能效果。

Description

一种混流式过热蒸汽发生装置

技术领域

本实用新型涉及蒸汽发生装置的技术领域，特别涉及一种混流式过热蒸汽发生装置。

背景技术

目前，现有的混流式过热蒸汽发生装置的结构如中国发明专利公开号CN114738724A于2022年07月12日公开的一种新型蒸汽发生装置，它包括燃烧器、燃气比例阀、第一换热箱、蒸汽集箱、第二换热箱以及风机，第一换热箱与第二换热箱由前往后依次设置,第一换热箱内和第二换热箱内分别设有第一热交换器和第二热交换器，蒸汽集箱包括集汽罐、集水罐以及并列设置的多根换热管束，多根换热管束的上端和下端分别与集汽罐、集水罐连接，所述第二热交换器、第一热交换器以及集汽罐依次连通。本发明汽发生装置的第一热交换器和第二热交换器快速将冷水加热至饱和水，饱和水在蒸汽集箱内受热瞬时汽化，提高产汽速率；本发明结合大空间蒸汽锅炉特点，蒸汽集箱内冷凝的饱和水，下降至蒸汽集箱中再次蒸发，可有效保证产出的蒸汽品质。现有的混流式过热蒸汽发生装置虽然解决了产出蒸汽品质问题、给水泵扬程高能耗大以及尾部受热面因烟温变化导致的应力损坏问题，但是无法解决蒸汽发生装置产出的蒸汽在经管道远距离输送后，随着蒸汽温度、蒸汽能量降低，使得部分蒸汽凝结成水，蒸汽品质变差，蒸汽换热效率降低，蒸汽潜热低、节能效果不明显等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提供过热蒸汽、蒸汽品质好的混流式过热蒸汽发生装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种混流式过热蒸汽发生装置，包括燃烧器、烟气通道、热交换器、进水管、蒸汽过热蒸发装置以及风机，所述蒸汽过热蒸发装置包括集汽罐、过热换热器、集水罐以及多根换热管束，所述集汽罐位于集水罐的上方，所述多根换热管束的上端和下端分别与集汽罐、集水罐连通，所述热交换器、多根换热管束和过热换热器位于烟气通道内，所述进水管、热交换器以及集汽罐依次连通，所述过热换热器的进汽端与集汽罐连通，所述过热换热器的出汽端设有蒸汽出口，所述风机与燃烧器连通，所述燃烧器设于烟气通道的前端，所述烟气通道的后端设有排烟口。本实用新型工作时，热交换器内的纯水与高温烟气换热之后，变成蒸汽，蒸汽进入集汽罐，集汽罐内的部分饱和蒸汽进入过热换热器内，集汽罐内的部分蒸汽冷凝成高温饱和水，然后高温饱和水往下流到换热管束和集水罐内，高温烟气流经换热管束和过热换热器的外侧时，高温烟气将换热管束内的高温饱和水加热成饱和蒸汽，同时将过热换热器内的饱和蒸汽加热成过热蒸汽，本实用新型产生的过热蒸汽，在经远距离输送后仍具有较高的蒸汽品质，本实用新型产生的过热蒸汽的干度高、无水分、温度更高、热量更高、能量损失少，可利用的蒸汽潜热较高，有较高的热效率，有显著的节能效果。本实用新型解决了饱和蒸汽经距离输送后热量散失、能量降低，部分蒸汽凝结成液滴，温度和压力下降导致蒸汽品质变差的问题。

本实用新型还可以作以下进一步改进。

所述过热换热器和多根换热管束在烟气通道上一前一后设置，本实用新型的过热换热器的饱和蒸汽依旧会被烟气通道内的高温烟气加热成过热蒸汽，本实用新型的目的依旧能实现，但是由于过热换热器是与高温烟气的上游区换热，上游区的高温烟气温度跟高，因此过热换热器的换热效率，换热效果会更好。

所述多根换热管束和过热换热器在烟气通道上一前一后设置，虽然经过高温烟气经过与换热管束换热后，高温烟气的温度有所降低，但是本实用新型的过热换热器的饱和蒸汽依旧会被烟气通道内的高温烟气加热成过热蒸汽，本实用新型的目的依旧能实现。

所述烟气通道是由前烟气箱、中间烟气箱以及后烟气箱依次连通构成的，所述热交换器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器和第二换热器分别设于前烟气箱内和所述后烟气箱内，所述多根换热管束位于中间烟气箱内。本实用新型结构设计合理，第二换热器内的净化水被低温烟气预热，然后进入第一换热器内被继续加热沸腾变成蒸汽，高温烟气继续往后流动，与换热管束换热，将换热管束高温饱和水加热成饱和蒸汽，高温烟气变成低温烟气，低温烟气与第二换热器换热后，从排烟口排出烟气通道，因此本实用新型的结构设计合理，十分节能。

所述过热换热器位于中间烟气箱内或前烟气箱内或后烟气箱内。

所述燃烧器设于前烟气箱的前端，所述排烟口设于后烟气箱的后端。

所述集汽罐内设有匀汽孔板，匀汽孔板将集汽罐内腔上下分隔为集汽区和集水区，所述匀汽孔板上设有多个匀汽孔，集汽罐内的颗粒较大的水蒸气，遇到匀汽孔板时，会在匀汽孔板冷凝呈水，然后滴落，冷凝水继续被加热成干度较高、颗粒较小的蒸汽，干度较高、颗粒较小的饱和蒸汽会通过匀汽孔流到集汽区内，然后饱和蒸汽通过进汽端进入过热换热器内，之后被高温烟气加热成过热蒸汽。

所述过热换热器的进汽端位于匀汽孔板的上方，由上可知，匀汽孔板的上方的集汽区内聚集的都是干度较高的饱和蒸汽，才能确保最后输出的是过热蒸汽。

所述多根换热管束的上端和下端分别与集汽罐、集水罐连接，因此本实用新型的结构简单、合理、成本低，无需另外的部件去连接集汽罐和集水罐。

本实用新型还包括水位检测装置，所述水位检测装置的顶部和底部分别与集汽罐、集水罐连通，本实用新型工作时，水位检测装置内的水位时刻与蒸汽发生装置内的水位是相同的，而且两者的水位变化是相同的。本实用新型混流式过热蒸汽发生装置设置有极低水位保护和极低水位联锁功能，水位检测装置检测到水位过低时,本实用新型的控制系统控制蒸汽发生装置自动停止运行并发出报警信号。本实用新型的水位检测装置是现有技术，其工作原理和结构，在此不再详细描述。

所述集汽罐的进口设于集水区上，所述水位检测装置的顶部与集水区连通，因此本实用新型的结构设计合理，只需要检测集水区的水位。

所述过热换热器设置在集汽罐和集水罐之间，所述过热换热器的前侧和后侧均设有多根所述换热管束，因此本实用新型的结构紧凑、体积小、便于安装、换热效果更好，结构设计合理。

本实用新型的有益效果如下：

（一）本实用新型工作时，热交换器内的纯水与高温烟气换热之后，变成蒸汽，蒸汽进入集汽罐，集汽罐内的部分饱和蒸汽进入过热换热器内，集汽罐内的部分蒸汽冷凝成高温饱和水，然后高温饱和水往下流到换热管束和集水罐内，高温烟气流经换热管束和过热换热器的外侧时，高温烟气将换热管束内的高温饱和水加热成饱和蒸汽，同时将过热换热器内的饱和蒸汽加热成过热蒸汽，本实用新型产生的过热蒸汽，在经远距离输送后仍具有较高的蒸汽品质，本实用新型产生的过热蒸汽的干度高、无水分、温度更高、热量更高、能量损失少，可利用的蒸汽潜热较高，有较高的热效率，有显著的节能效果。本实用新型解决了饱和蒸汽经距离输送后热量散失、能量降低，部分蒸汽凝结成液滴，温度和压力下降导致蒸汽品质变差的问题。

(二）本实用新型产出的过热蒸汽具更高温度、更高热量，可利用的蒸汽潜热较高，有较高的热效率，有显著的节能效果；

(三）本实用新型产出的过热蒸汽，用于干燥时干燥品质较好，传热系数和比热大。

(四）本实用新型产出的过热蒸汽相比饱和蒸汽用作驱动设备动力热源时，不会产生冷凝水损坏驱动设备；

(五）本实用新型产出的过热蒸汽安全性好，过热蒸汽干燥无氧气存在，不存在氧化和燃烧反应。

附图说明

图1是本实用新型混流式过热蒸汽发生装置的结构示意图。

图2是本实用新型混流式过热蒸汽发生装置的另一角度的结构示意图。

图3是本实用新型混流式过热蒸汽发生装置的剖视图。

图4是本实用新型混流式过热蒸汽发生装置的另一角度的剖视图。

图5是本实用新型混流式过热蒸汽发生装置的分解图。

图6是本实用新型混流式过热蒸汽发生装置的剖视图（实线箭头表示水或蒸汽的流动方向，虚线箭头表示高温烟气的流动方向）。

图7是本实用新型的蒸汽过热蒸发装置的透视图（省略中间烟气箱）。

图8是本实用新型的蒸汽过热蒸发装置省略水位检测装置和排水管的结构示意图。

图9是本实用新型的蒸汽过热蒸发装置的局部剖视图。

实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一，如图1至图9所示，一种混流式过热蒸汽发生装置，包括燃烧器1、燃气比例阀72、燃气进气管71、热交换器、进水管9、烟气通道40、蒸汽过热蒸发装置3、水位检测装置35以及风机7，所述蒸汽过热蒸发装置3包括集汽罐31、过热换热器34、集水罐32以及多根换热管束33，所述集汽罐31位于集水罐32的上方，所述多根换热管束33的上端和下端分别与集汽罐31、集水罐32连通，所述多根换热管束33和过热换热器34位于烟气通道40内，所述进水管、热交换器以及集汽罐依次连通，所述进水管的一端与热交换器连通，所述进水管9的另一端设有进水口90，所述过热换热器34的进汽端与集汽罐31连通，所述过热换热器34的出汽端设有蒸汽出口39。所述燃气进气管71的一端设有进气口72，所述燃气进气管71的另一端与燃气比例阀72连接，所述风机7连通燃气比例阀72和燃烧器1，所述燃烧器1设于烟气通道40的前端，所述烟气通道40的后端设有排烟口51。

作为本实用新型更具体的技术方案。

所述烟气通道40是由前烟气箱2、中间烟气箱4以及后烟气箱5依次连通构成的，所述热交换器包括第一换热器20和第二换热器50，第一换热器20和第二换热器50分别设于前烟气箱2内和后烟气箱5内，所述中间烟气箱4设于蒸汽过热蒸发装置3上，所述多根换热管束和过热换热器位于中间烟气箱4内，所述第二换热器50、第一换热器20以及集汽罐31依次连通。

当然，本实用新型的过热换热器也可以不设置在中间烟气箱4内，它可以设置在烟气通道40的其他位置，例如过热换热器设置在多根换热管束的前侧或者后侧,比如，所述过热换热器位于前烟气箱2内或后烟气箱5内。

所述燃烧器1设于前烟气箱2的前端，所述排烟口51设于后烟气箱5的后端。

所述第一换热器20包括前后依次设置第一盘管换热器21、第二盘管换热器22、第三盘管换热器23和翅片式换热器24，所述翅片式换热器24、第二盘管换热器22、第一盘管换热器21以及第三盘管换热器23首尾依次连通，所述第三盘管换热器23的末端与集汽罐31连通，所述翅片式换热器24的进水端与第二换热器50连通。

所述集汽罐31内设有匀汽孔板36，匀汽孔板36将集汽罐31内腔上下分隔为集汽区311和集水区312，所述匀汽孔板36上设有多个匀汽孔310。

所述过热换热器34的进汽端位于匀汽孔板36的上方。

所述多根换热管束33的上端和下端分别与集汽罐31、集水罐32连接。

所述过热换热器34是盘管式换热器。

所述过热换热器34的出汽端由集汽罐31的底部伸入集汽罐31内，然后再由集汽罐31的侧壁伸出集汽罐31。

所述过热换热器34的前侧和后侧均设有多根所述换热管束33。

所述水位检测装置35的顶部和底部分别与集汽罐31、集水罐32连通。本实用混流式过热蒸汽发生装置设置有极低水位保护、极低水位联锁功能，水位过低时,本实用新型的控制系统控制蒸汽发生装置自动停止运行并发出报警信号。

所述集汽罐31的进口37设于集水区312上，所述水位检测装置35的顶部与集汽罐31的集水区312连通。

本实用新型的工作原理是：

所述翅片式换热器24、第二盘管换热器22、第一盘管换热器21以及第三盘管换热器23首尾依次连通，所述第三盘管换热器23的末端与集汽罐31连通，所述翅片式换热器24的进水端与第二换热器50连通。

本实用新型工作时，燃烧器1、燃气比例阀72、水泵和风机7启动，燃气依次通过燃气进气口、燃气比例阀72进入到燃烧器1，风机7也抽风进入到燃烧器1内，燃烧器1点火开始烘烤第一换热器20，燃烧器1燃烧产生高温烟气，低温的纯水通过进水口依次进入进水管9、第二换热器50，然后依次流过第一换热器20的翅片式换热器24、第二盘管换热器22、第一盘管换热器21以及第三盘管换热器23，燃烧器1加热第一盘管换热器21，高温烟气往后流过第二盘管换热器22、第三盘管换热器23和翅片式换热器24，高温烟气与第二盘管换热器22、第三盘管换热器23和翅片式换热器24内的水进行预热，低温的纯水被预热成高温水，然后再第一盘管换热器21内被加热至沸腾蒸发变成饱和蒸汽，饱和蒸汽往后流动到第三盘管内，跟着高温烟气继续往后流过蒸汽过热蒸发装置3的多根换热管束33，最后高温烟气流过第二换热器50，并对第二换热器50内的低温纯水进行换热，实现预热低温水，低温烟气最后从排烟口排出，接着第三盘管换热器23内的饱和蒸汽流到集汽罐31内时，一部分蒸汽会冷凝成高温饱和水，高温饱和水通过换热管束33往下流到集水罐32内，当高温饱和水过多时，高温饱和水会充满集水罐32和多根换热管束33，高温烟气与换热管束33内的高温饱和水进行换热，高温烟气将换热管束33内的高温饱和水加热蒸发，变成饱和蒸汽，集汽罐31内的饱和蒸汽通过过热换热器34的进汽端进入到过热换热器34内，饱和蒸汽流过过热换热器34时，与高温烟气进行换热，饱和蒸汽被加热成过热蒸汽，最后过热蒸汽通过过热换热器34的蒸汽出口39排出。

Claims (10)

1.一种混流式过热蒸汽发生装置，包括燃烧器、烟气通道、热交换器、进水管、蒸汽过热蒸发装置以及风机，其特征是，所述蒸汽过热蒸发装置包括集汽罐、过热换热器、集水罐以及多根换热管束，所述集汽罐位于集水罐的上方，所述多根换热管束的上端和下端分别与集汽罐、集水罐连通，所述热交换器、多根换热管束和过热换热器位于烟气通道内，所述进水管、热交换器以及集汽罐依次连通，所述过热换热器的进汽端与集汽罐连通，所述过热换热器的出汽端设有蒸汽出口，所述风机与燃烧器连通，所述燃烧器设于烟气通道的前端，所述烟气通道的后端设有排烟口。

2.根据权利要求1所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述过热换热器和多根换热管束在烟气通道上一前一后设置。

3.根据权利要求1所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述多根换热管束和过热换热器在烟气通道上一前一后设置。

4.根据权利要求1所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述烟气通道是由前烟气箱、中间烟气箱以及后烟气箱依次连通构成的，所述热交换器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器和第二换热器分别设于前烟气箱内和所述后烟气箱内，所述多根换热管束位于中间烟气箱内。

5.根据权利要求4所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述过热换热器位于中间烟气箱内或前烟气箱内或后烟气箱内。

6.根据权利要求4所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述燃烧器设于前烟气箱的前端，所述排烟口设于后烟气箱的后端。

7.根据权利要求1所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述集汽罐内设有匀汽孔板，匀汽孔板将集汽罐内腔上下分隔为集汽区和集水区，所述匀汽孔板上设有多个匀汽孔。

8.根据权利要求7所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述过热换热器的进汽端位于匀汽孔板的上方。

9.根据权利要求7所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，还包括水位检测装置，所述集汽罐的进口设于集水区上，所述水位检测装置的顶部与集水区连通。

10.根据权利要求1所述混流式过热蒸汽发生装置，其特征是，所述过热换热器设置在集汽罐和集水罐之间，所述过热换热器的前侧和后侧均设有多根所述换热管束。

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