CN2856816Y - 可控硅中频加热工业介子锅炉 - Google Patents

Abstract

一种可控硅中频加热工业介子锅炉，主要由外壳、中频感应线圈、保温层、热交换管、纳米晶导磁体组成。其中热交换管的管内是导热油，其内管壁上设有螺旋槽，其外圆上设有保温层，该保温层的外面是中频感应线圈，该线圈上罩有纳米晶导磁体；所述热交换管设置在外壳内，该外壳上设有进、出水口，该进、出水口分别接中频感应线圈；所述热交换管的一端经油泵接储油罐，其另一端接管道。本技术可以完全取代传统燃油锅炉，还可用于对现有燃油锅炉的改造。

Description

可控硅中频加热工业介子锅炉

技术领域

本实用新型涉及以煤油为导热载体的锅炉，主要是指一种可控硅中频加热工业介子锅炉。

背景技术

已知的以煤油为导热载体的锅炉，其结构大多是在炉体内设有多根多层空心钢管，钢管内充满煤油，其加热方式主要是以燃油作为能源。这种锅炉由于结构上的缺陷，以及加热方式的不合理，造成了热效率很低(大约20％)，浪费大量能源，成本高，同时还污染环境。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可控硅中频加热工业介子锅炉，该锅炉改变了换热结构并采用中频感应加热代替燃油加热，较好地解决了现有燃油锅炉存在的缺陷。

实现本实用新型的技术方案是：这种锅炉包括外壳、中频电源、中频加热装置、热交换管、导热介子、循环管道、储油罐、油泵、进、出水口，其主要结构是所述热交换管的管内是导热油，其内管壁上设有螺旋槽，其外圆上设有保温层，该保温层的外面是中频感应线圈，该线圈上罩有纳米晶导磁体；所述热交换管设置在外壳内，该外壳上设有进、出水口，该进、出水口分别接中频感应线圈；所述热交换管的一端经油泵接储油罐，其另一端接管道。

该技术方案还包括：

所述保温层为硅酸铝耐火纤维毡。

所述中频感应线圈为螺旋状。

所述外壳为封闭的环氧树脂板。和

所述热交换管为钢管。

本实用新型具有的有益效果：由于采用了中频感应加热方式和纳米晶导磁体，以及新结构的热交换管，具有热效率高，节能，设备小，成本低，环保等特点，可以比一般的中频感应加热节能30％。本技术可以完全取代传统燃油锅炉，也可用于对现有燃油锅炉的改造。

附图说明

图1是本实用新型的锅炉整体示意图，表示剖开后的内部结构，其中1进水口、2外壳、3出水口、4中频感应线圈、5保温层、6螺旋槽、7热交换管。

图2是图1的俯视图，其中8接线排。

图3是图1的侧视图，其中10绝缘立柱、11吊装件。

图4是图1的感应线圈示意图，其中12纳米晶导磁体。

具体实施方式

如图所示，本锅炉主要由外壳2、中频感应线圈4、保温层5、热交换管7、纳米晶导磁体12组成。本技术可以完全取代传统燃油锅炉，还可用于对现有燃油锅炉的改造。

实施例

取一长度2米左右、内孔径250-300mm的厚壁(30mm)钢管作为热交换管7，在管7的内孔有螺旋槽(内孔的形状像波纹管)6，在管7的外圆包裹有保温层5，其保温材料可选用硅酸铝耐火纤维毡，在保温层5的外圈安装有中频感应线圈4，该线圈4是空心铜管，其外罩有纳米晶导磁体12，线圈4通过4个绝缘立柱10固定在外壳2上。外壳2采用环氧树脂或玻璃钢，这主要是考虑防电磁功能，外壳2将热交换管7和中频感应线圈4封闭在里面，在壳体上安装有进水口1和出水口3，该进出水口分别接线圈4的两端，在壳体上还安装有接线排(也叫铜排)8，该接线排8用于连接线圈4和中频电源。热交换管7水平放置，其一端通过油泵接储油箱，另一端连接管道。工作时，在油泵的作用下，导热油以螺旋状流过热交换管并被加热，然后直接送入管道中。中频感应线圈4流有循环冷却水。

工作原理

依据锅炉自身的结构形状，形位和机制，充分利用了中频感应线圈邻近集肤三效用叠加，而且是迭次叠加原理。通过电磁辐射加热热交换管，当中频逆变电流经感应加热器，通过频率的选择装置，可产生最理想的感应电流，同时在热交换管的周边产生电流，随之产生的焦耳热与其热交换管内流动着的热媒油进行交换，从而实现了较快的加热效果。其特点是：它以电为能源，而不是以燃油做能源，无燃油过程，安全可靠，加热速度快，热效率高达90％以上。

感应加热器与热交换管

根据锅炉的实际情况，使热量充分传递至导热油，那么感应加热区和导热油接触的换热面积要大，换热效率要高，本热交换管设计成内腔为波纹管式结构进行加热，可以降低导热油的流速，增加加热时间，提高热效率，节省能源。

一.设备功率的确定：

1.如中频感应线圈的发热量为1,000,000Kcal，一次注入的导热油的重量约7000Kg：根据以上数据，经计算确认功率确定为160K。

2.每天用电量的计算：

按照每天24小时计算，每天总用电量为(不包括设备电效率和散热)：

用电量＝24×160＝3840KW.h(度)

3.考虑到系统导热油在初始加热时，其他设备不进行工作，所以油温在循环时的温度下降很少，这时用现有的中频全部功率将全部导热油加热升温200℃时，所用的时间计算如下(此时间不包括散热所需要的加热时间)：

时间＝0.6×7000×200÷0.24÷160÷0.7＝31250(秒)＝8.68(小时)

二.设备的组成：

设备由以下部分组成，中频电源、电容器、中频感应线圈、导热油、热交换管、温度闭环控制系统。

1、中频电源：

中频电源电路采用6脉波整流方式，进线电压采用380V：

2、中频电源结构特点：

2.1、整流部分用KP400A/1200V可控硅；

2.2、逆变电路采用KK400A/1600V快速可控硅；

2.3、可控硅采用叠装式散热器组件；

3、中频电源应具备的性能：

3.1、控制系统全数字化，无继电控制

控制系统采用单板高可靠性的大规模集成电路控制。各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能，整个中频电源设备无一只继电器。

3.2、扫频式启动方式，具有100％的启动成功率

逆变部分采用扫频式零压软启动方式，启动性能优于普通的零压软启动电路。其扫频式的大致启动过程如下：在逆变电路启动以前，先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管，并控制它激信号的频率从高到低扫描。当它激信号的频率下降到接近槽路谐振频率时，中频电压便建立起来。为防止中频电源偶尔的启动失败，设计了自动重复启动电路，保证了100％的启动成功率，而且，其响应时间很短，完成一次自动重复启动的时间小于500毫秒。

3.3、具有快速响应特性的调节器

在控制线路中设计的调节器，其响应时间很短，完全适合于中频电源在负载突变的情况下适应快速响应的使用要求。

3.4、电源恒功率输出，可保证高的功率因数设计的阻抗调节器可检测到阻抗的变化，并将此变化送入电路内部进行数字运算，自动调节负载阻抗的匹配，使中频电源达到恒功率输出。同时，由于阻抗调节器的使用，在工作过程中，整套设备的运行功率因数可达到0.92以上。

3.5、具有优异的抗冲击负荷能力

装置中主要元器件的参数选择均留出较大裕量，在硬件上保证了各元器件有较好的抗冲击能力。在软件上，使系统的运行更加稳定可靠，有效的防止了加热时所造成的电流冲击对晶闸管的损坏。这样就保证了设备具有优异的抗冲击负荷能力，使设备能够长期安全可靠地运行。

3.6、完善可靠的保护功能

控制线路设有过流、过载、过压、缺相、控制电源欠电压、冷却水压过低和冷却水温过高、水流量过低等各项保护措施。这些保护功能的分析处理与实现都由主控制板上的功能完成，保证了各项保护功能的灵敏度及可靠性。本装置为水冷却设备，为了设备的安全可靠运行，故应对冷却水的水温进行多点实时监控，在每一只可控硅上均装有两个温度检测点，并且在每一台谐振电容器及各感应线圈上也装有相同的温度检测点。这就使该套系统的每一个水冷却部分均受到实时监控，决不会因为某点的水温过高而造成元器件的损坏。

3.7、先进的相序自识别功能

控制系统中含有相序自识别电路，使装置无须安装同步变压器，免去了调试维修中调相序、对同步的工作。

3.8、丰富的外控接口

装置含有内/外转换、自动/手动转换开关和它们的接口，可方便的实现远程自动控制。并设有温度外环的控制接口，与红外测温仪和温度自动控制系统相结合，可方便的实现程序设定温升对电源输出功率的自动调节，使钢管的最终加热温度达到预期温度。

3.9、光隔离脉冲输出

在控制系统中，触发脉冲从控制板到可控硅的控制极之间具有双重隔离措施。在控制板上采用了2500V以上耐压的光隔离器件对触发脉冲进行光电隔离，在脉冲变压器上采用了3000V以上耐压等级的变压器组件。即使可控硅过压击穿，也不会对控制系统产生任何影响。

3.10、调试维修简单方便

控制板中大多数参数的设定都由控制板的内部电路自动完成，用户调整的仅有六只电位器的参数设定。所以该控制板具有极强的通用性和互换性，而且调试维修极为简单方便。

4.中频感应线圈：

4.1中频感应线圈制作成卧式圆型结构，或根据工作要求特制不同形状，由铜管绕制而成。

4.2中频感应线圈具有保护外罩。由于加热温度只有200℃，并且加热的钢管外部还有保温层，所以感应线圈的外罩和立柱均采用绝缘材料制作。

4.3中频感应线圈安装在热交换管的外部，和热交换管之间采用硅酸铝绵进行保温。

4.4电容器安装在感应器的外壳内，形成一个整体。

5.热交换管

5.1热交换管为一根厚壁钢管，内腔为波纹管形状。

5.2热交换管采用水平设置。

5.3热交換管的出入接口采用法兰盘，保持和现场的接口相同。

6.温控系统

温度控制采用一台温度调节仪完成，通过放置在出油处的热电偶进行测温，当温度达到设定值(200℃)时自动进行中频功率的调节，达到保温和加热的要求。整个加热和温度控制均在自动状态下进行控制。

Claims (5)

1.一种可控硅中频加热工业介子锅炉，包括外壳、中频电源、中频加热装置、热交换管、导热介子、循环管道、储油罐、油泵、进、出水口，其特征是所述热交换管的管内是导热油，其内管壁上设有螺旋槽，其外圆上设有保温层，该保温层的外面是中频感应线圈，该线圈上罩有纳米晶导磁体；所述热交换管设置在外壳内，该外壳上设有进、出水口，该进、出水口分别接中频感应线圈；所述热交换管的一端经油泵接储油罐，其另一端接管道。

2.如权利要求1所述的可控硅中频加热工业介子锅炉，其特征是所述保温层为硅酸铝耐火纤维毡。

3.如权利要求1所述的可控硅中频加热工业介子锅炉，其特征是所述中频感应线圈为螺旋状。

4.如权利要求1所述的可控硅中频加热工业介子锅炉，其特征是所述外壳为封闭的环氧树脂板。

5.如权利要求1所述的可控硅中频加热工业介子锅炉，其特征是所述热交换管为钢管。

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