CN2685716Y

CN2685716Y - 无垢蒸汽锅炉

Info

Publication number: CN2685716Y
Application number: CN 200420001805
Authority: CN
Inventors: 李文忠
Original assignee: XIONGYUE Co Ltd SHANTOU HIGH-NEW ZONE
Current assignee: XIONGYUE Co Ltd SHANTOU HIGH-NEW ZONE
Priority date: 2004-01-02
Filing date: 2004-01-02
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2014-01-02

Abstract

本实用新型涉及一种蒸汽锅炉，包括热交换设备，其中还包括声频振动单元，该声频振动单元包括一个或多个用于向热交换设备的换热面导入声频振荡的磁致伸缩能量转换器和信号发生器，磁致伸缩能量转换器被固定在热交换设备的外壳上，信号发生器连接并产生高频脉冲信号以驱动磁致伸缩能量转换器。本实用新型通过声频振动除去蒸汽锅炉的结垢，消除锅炉因结垢而产生的故障，节约燃料，大大延长锅炉的使用寿命。

Description

无垢蒸汽锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽锅炉。

背景技术

蒸汽锅炉是使用极为普遍的工业设备，也是很多企业生产的关键设备。尽管几乎所有的蒸汽锅炉都按锅炉管理的规范配套安装了钠离子交换树脂软化水装置，但是，相当大比例的10t/h以下的小型锅炉仍然无法正确使用软化水装置，超过一半的锅炉存在不同程度的结垢现象，需要定期酸洗。蒸汽锅炉的积垢十分致密，酸洗很难洗除，却很容易腐蚀锅炉，缩短其使用寿命。锅炉的结垢同时导致其热效率的下降，因而浪费大量燃料。结垢也容易使锅炉的烟管水管过热，造成故障，并缩短锅炉的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是提供可消除或减少锅炉内的结垢的一种无垢蒸汽锅炉。

根据本实用新型的一种蒸汽锅炉，包括热交换设备，其特征在于还包括声频振动单元，该声频振动单元包括一个或多个用于向热交换设备的换热面导入声频振荡的磁致伸缩能量转换器和一个信号发生器，所述磁致伸缩能量转换器被固定在热交换设备的外壳上，信号发生器连接并产生高频脉冲信号以驱动所述磁致伸缩能量转换器。

在本实用新型中，磁致伸缩能量转换器可以固定式的方式固定在蒸汽锅炉的外壳上。磁致伸缩能量转换器也可以可拆卸式的方式固定在蒸汽锅炉的外壳上。

在磁致伸缩能量转换器与热交换设备的外壳之间的连接处可以设置用于使所述磁致伸缩能量转换器所发出的声频振动不被反射的垫片。

在所述热交换设备的换热面上可设有低黏附性涂层。

所述热交换设备的换热面上可电镀有高光亮度的金属镀层。

本实用新型适用于现有蒸汽锅炉的所有炉型，能够长时间运行后仍处于基本无垢的状态，因此无需停炉进行酸洗除垢。在本实用新型中，信号发生器驱动一个或多个磁致伸缩能量转换器(简称换能器)。信号发生器产生的脉冲信号可以是连续的或是间断的。此脉冲信号经连接电缆送至磁致伸缩能量转换器，并转变成声频机械振动，声频振动由蒸汽锅炉的锅筒、汽包或集汽联箱等金属构件传至烟管、水管等换热面上，并传至水介质，以除去换热面上的结垢。

信号发生器产生的脉冲信号经磁致伸缩能量转换器转换成声频振荡，由蒸汽锅炉的金属构件传至换热面及水中并产生如下效应：

1、换热面上的积垢在声频振荡的作用下持续不断地剥落，除垢与结垢达到一个大致的动态平衡，水垢剥落的程度与烟管表面处理状况、水的硬度、锅炉负荷、声功率强度等因素有关；

2、声频振荡的存在使换热面上形成水垢并附着的速度减缓了；

3、传递到水介质形成的声场促使部分硬度盐在水里直接结晶沉淀，生成无粘性粉末状水垢，这是导入声频振荡的“无垢蒸汽锅炉”区别于普通蒸汽锅炉的独有的现象，从其排污过程中可以观察到。

本实用新型解决蒸汽锅炉的结垢问题，具有非常重大的意义：首先，可以节约大量的燃油燃煤而带来巨大的经济效益；其次，消除锅炉因结垢而产生的故障，并且大大地减轻运行管理的负担；第三，节约燃煤可以减少污染物的排放，无需酸洗锅炉以及不运行水处理装置同样利于环保；第四，大大延长锅炉的使用寿命，从而降低生产成本，提高竞争力。

以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

附图简述

图1是本实用新型实施例中的磁致伸缩能量转换器与信号发生器组成的声频振动单元的示意图；

图2是本实用新型实施例中的磁致伸缩能量转换器安装在热交换设备的外壳上的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的无垢组合蒸汽锅炉的剖面结构图；

图4是图3的蒸汽锅炉的外形结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的无垢水管式蒸汽锅炉的示意图；

图6是图5的蒸汽锅炉的剖面结构示意图；

图7是根据本实用新型的无垢燃油燃气蒸汽锅炉示意图。

具体实施方式

在如图1所示的实施例中，一信号发生器1连接三个磁致伸缩能量转换器2，信号发生器1由交流市电(220V，50/60Hz)供电，信号发生器的工作频率大于12千赫兹。磁致伸缩能量转换器2的个数可根据热交换设备的换热面的面积、形状、或磁致伸缩能量转换器的功率来决定。信号发生器1通过向磁致伸缩能量转换器2中的动磁线圈提供控制信号来控制磁致伸缩能量转换器产生声频振动。

磁致伸缩能量转换器可固定在蒸汽锅炉的锅筒、锅壳或是集汽联箱上。图2示出磁致伸缩能量转换器2与热交换设备壳体3的两种固定方式，其中图2(a)为可拆卸式，磁致伸缩能量转换器2的前端有外螺纹，热交换设备壳体3上焊接有螺纹连接头4，使得磁致伸缩能量转换器可通过螺纹连接在螺纹连接头4上。在螺纹连接头4内设有垫片5，以使磁致伸缩能量转换器所发出的声频振动不被反射，从而使声频振动无损耗或低损耗地传递给热交换设备壳体3。图2(b)所示为磁致伸缩能量转换器2与热交换设备壳体3以焊接方式被固定在一起。

换热面的光洁度与结垢的附着力有极大关系，表面越粗糙(结晶中心或者是晶核越多)，结垢的沉积越容易和越紧密。相反，换热面表面越光滑，结垢的附着力越小。因此，在本实用新型的实施例中，在金属材料的换热面上可通过电镀等方式加上低黏附性涂层，以提高其表面光洁度，可以大大降低结垢在其表面的附着力，使结垢的剥落更为容易，从而提高防垢除垢效果。

对换热面基体金属加以抛光电镀可以极大地提高换热表面的光亮度，由于对炭钢这样的基体金属加上铬或是镍金属镀层是很廉价和便捷的方法，因此可以大面积使用。铜、铬、镍的声学特性与炭钢十分相近，不存在声学震荡导致镀层松脱的可能。所以，对烟管等换热元件进行抛光电镀进行水垢低黏附性处理是可行的。

本实用新型的无垢蒸汽锅炉在实际应用中被证明是可行和经济上相当合算的。但是，由于蒸汽锅炉结垢的特殊性，在声频震荡作用下剥落的垢块因锅炉构造的不同而对锅炉运行有不同的影响。因此，对“无垢蒸汽锅炉”的设计及运行均有严格的要求：

1、蒸发量大于6t/h的蒸汽锅炉，或是水的硬度特别高的情况下不能停止运行水处理装置，但火管式锅炉不在此列；

2、在声频震荡作用下剥落的垢浆和垢块如果长时间不清除，会影响锅炉的运行。因此，必须定期(视锅炉的负荷和水的硬度而定，一般3-6个月)停炉用几个压的水冲洗掉锅筒和集汽联箱的水垢残渣。

3、严格按照操作规范进行日常排污。

以下为几个类型的“无垢蒸汽锅炉”

图3和图4是根据本发明一优选实施例的“无垢水火管组合蒸汽锅炉”示意图。其中，两个磁致伸缩能量转换器16被直接焊接在锅筒11上，也可焊接在下集汽联箱13上。在图4中，12表示烟管，14表示下降管，15表示水冷壁管。

本实用新型还可适用于其他主流的炉型，如图5和图6所示“无垢双锅筒水管式蒸汽锅炉”、以及图7所示的“无垢单锅筒燃油燃气火管式蒸汽锅炉”。在图5和图6的实施例中，分别在蒸汽锅炉的上锅筒6和下锅筒7的壳体上设置两个磁致伸缩能量转换器2。

在图7的实施例中，可以在锅筒上设置若干个磁致伸缩能量转换器2，以声频振动除去锅筒8的内壁上的垢。其中的蒸汽锅炉为6t/h燃油单锅筒纵置火管蒸汽炉，使用120米深的地下水，无软化水装置。在长时间的实际运行中，按操作规范定期冲洗扫除垢渣，不需酸洗，也从未发生鼓包爆管的故障。

Claims

1、一种蒸汽锅炉，包括热交换设备，其特征在于还包括声频振动单元，该声频振动单元包括一个或多个用于向热交换设备的换热面导入声频振荡的磁致伸缩能量转换器和一个信号发生器，所述磁致伸缩能量转换器被固定在热交换设备的外壳上，信号发生器连接并产生高频脉冲信号以驱动所述磁致伸缩能量转换器。

2、根据权利要求1的蒸汽锅炉，其特征在于所述磁致伸缩能量转换器以固定式的方式固定在蒸汽锅炉的外壳上。

3、根据权利要求1的蒸汽锅炉，其特征在于所述磁致伸缩能量转换器以可拆卸式的方式固定在蒸汽锅炉的外壳上。

4、根据权利要求3的蒸汽锅炉，其特征在于在所述磁致伸缩能量转换器与热交换设备的外壳之间的连接处设置用于使所述磁致伸缩能量转换器所发出的声频振动不被反射的垫片。

5、根据权利要求1的蒸汽锅炉，其特征在于所述热交换设备的换热面上具有低黏附性涂层。

6、根据权利要求1的蒸汽锅炉，其特征在于所述热交换设备的换热面上具有高光亮度的金属镀层。