一种模块化高效恒温节能蒸汽机系统技术方案

一种模块化高效恒温节能蒸汽机系统，该系统包括燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室、吸风装置和智能控制器六大部件，以及进水口、出汽口、进气口、排污口和排气口；本系统大幅度提升燃气蒸汽机的燃气燃烧的热利用率，蒸汽出气快速稳定高效，可以输出恒温高压蒸汽，模块化设计，系统扩容灵活方便。是一种既节能，又高效高温耐压的蒸汽机系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蒸汽机，尤其是涉及一种模块化高效节能高温蒸汽机系统，属于以燃气为能源的蒸汽产生设备领域，特别是通过燃烧燃气在节能的基础上，高效地产生高温高压水蒸汽。
技术介绍
目前，公知的蒸汽机采用的能源有煤、燃气、电和太阳能，以煤做能源的蒸汽锅炉，由于要产生大量的废气污染环境，同时能效比低，已经处于逐步淘汰。电是一种清洁能源，但产生电的初始能源大量还是采用火力的煤，而且电的热效率和成本都决定无法大力提倡。太阳能是一种最环保的能源，但目前应用在蒸汽机领域，受制于当今太阳能热利用领域的技术限制，也无法普及性的应用。相对来说，采用燃气作为蒸汽机的能源，燃烧效率高，产生的尾气也少，是一种不二的选择。虽然目前市场上已经有采用燃气作为能源的蒸汽机在使用，也有相应专利文献。但都不尽理想，主要存在以下的问题:第一换热效率不高，燃气燃烧的热量没有得到充分利用，无论采用“水包火”还是“火包水”都存在水火接触面积小，热气在燃道时间短而无法充分换热；第二出蒸汽的速度慢，且蒸汽的温度不稳定；第三蒸汽的含水量不可控；第四系统扩容不方便。
技术实现思路
为了克服现有产品存在的不足，本技术提供一种模块化高效恒温节能蒸汽机系统，本系统把组成蒸汽机的各主要功能部件设计为一个个相对独立的功能模块，各模块可以根据系统规模灵活组织扩容非常方便；采用新颖独创的换热体大幅度提高换热效率；通过独立的热收集功能模块和热置换换热提升蒸汽的出汽速度，保障蒸汽温度的稳定一致性；利用最新的传感器技术和微电子控制技术，任意设定蒸汽的各顶参数，系统按照预设的参数运行。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种模块化高效恒温节能蒸汽机系统，该系统包括燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室、吸风装置和智能控制器六大部件，以及进水口、出汽口、进气口、排污口和排气口 ；进水口与预热室的预热水箱相连，出汽口与蒸汽产生室的蒸汽箱顶部相连，进气口与燃烧室的进气管相连，排污口与蒸汽产生室的蒸汽箱底部相连，排气口与吸风装置的风口管相通；所述燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室、吸风装置以及智能控制器系统均安装在机架上，该燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室和吸风装置从下往上依次排列；六大部件共同构成一个最小的系统，每个部件都是一个相互独立的功能模块，通过增加功能模块构成一个更大的系统；外部的水从进水口进入到预热水箱，在预热水箱中进行第一次热交换，实现对水的第一次升温，升温后的水在智能控制器的控制下，分时分步地被注入到蒸汽产生室的副水箱中，在副水箱中完成第二次热置换，从而实现对水的第二次升温，被置换出来的高温热水流入到蒸汽产生室的蒸汽箱中，与蒸汽箱中数片高温的换热管片进行第三次热交换，实现对水的第三次升温，形成大量的高温高压蒸汽通过出汽口输出，从而完成一次高效节能的水汽化过程。从本技术的水汽化过程可以清楚地了解到，本技术的第一次热交换和第二次热置换，是一种零能耗的水加温，所有的热能量均来自于第三次热交换的余热再利用；第三次热交换是燃气在燃烧室中燃烧加热蒸汽箱内的数片换热管片，高温的换热管片与流入蒸汽箱中的高温热水进行大面积快速热交换形成大量的高温蒸汽，换热过程中换热管片内的管路余热通过余热集合器进入预热室，在预热室内被用于第一次热交换，换热管片本身以及蒸汽箱的余热被用于第二次热置换。这种分步升温特别是采用热置换汽化带来的优点是:第一本技术中进入蒸汽箱中的水是一种高温热水，完全不同于一般高温燃气蒸汽机在蒸汽室的自来水直接进入汽化，也不同于利用一般烟道回收的温水直接进入的汽化。因为进入蒸汽箱中的是高温热水，带来的好处是出蒸汽速度快效率高，蒸汽的温度恒定，热利用率大幅度提升。同时由于智能控制器根据预设的参数，以及来自于传感器的温度、压力、含水量等数据，可以精确控制热水进入蒸汽产生室的时间间隔和水量，从而也精确控制蒸汽的含水量和蒸汽的温度，以及蒸汽的出汽量。所述的蒸汽产生室的副水箱与蒸汽箱通过管道嵌接连通，该蒸汽箱内有数片换热管片；所述蒸汽产生室还包括入水口和探测口，入水口在副水箱的上部，通过管道以及串接管道中的电磁阀与预热水箱的出水口相连，探测口在副水箱顶部，传感器和电磁阀的线缆连接到智能控制器相应的接口上。本技术采用独一无二的副水箱带来的优点是:第一采用副水箱可以利用智能控制器的传感器检测蒸汽箱的相关数据，此数据要比在蒸汽箱中直接检测要精确的多而且也可靠稳定的多；第二副水箱作为水进入蒸汽箱的中转，可以利用余热达到把温水提升到高温热水，此高温热水的温度非常接近蒸汽箱内的水温，这样每次高温热水流入蒸汽箱就几乎不会带来蒸汽箱内蒸汽温度的变化，如果不采用此技术，比如采用外面的自来水直接进入蒸汽箱，则由于大量的低温水进入蒸汽箱，势必会大幅度降低此时刻的蒸汽温度，蒸汽温度就不会稳定，或高或低；再比如采用一般的烟道预热回收技术，水温只是非常有限的升高，这样的水进入蒸汽箱照样会带来蒸汽温度的大幅度降低。因此本技术带来的是一种恒温的蒸汽。所述的换热管片，是一种通过两片金属一次整体锻压构成的，带弯曲管路的金属片，片内的弯曲管路构成燃烧通道，同时锻构后的整个金属片又成为一个拥有巨形换热面积的高效换热体，该换热管片有上下两端，换热管片的上端露在蒸汽箱的顶部外与余热集合器的下部相通，换热管片的下端露在蒸汽箱的底部外与燃烧室相通。本技术的换热管片既不同于目前市场上的弯曲单管换热体，也不同于在在弯曲管上加一点翅的换热体，无论是制造工艺，还是换热效果与前两者相比都不可同日而语，市场上的曲折火管只是一根弯曲的单管换热，而本技术的换热管片是片换热，换热面积是单管换热的数十倍。由此带来的换热效率的提高是显而易见。而且制造工艺也不同，前者目前笔者所见基本上都是采用单管分段焊接，使用寿命与一次锻压成形的工艺的换热管片不具有可比性。所述预热室还包括预热水箱中的换热管和出水口，所述出水口在预热水箱上部与蒸汽产生室的入水口相连，所述换热管固定在预热水箱中，是一种盘管结构，所述换热管的上端露在预热水箱的顶部外与吸风装置相通，该换热管的下端连接到余热集合器。采用盘管吸收余热，可以对余热进行最大程度的利用，体现更好的节能效果。是单纯的单根烟道吸收余热无法相比的。所述的余热集合器在预热室与蒸汽产生室之间，该余热集合器是把数根换热管片的上端出口的余热汇聚集合一起进入预热室的预热水箱的换热管；所述的余热集合器是一种具有扁喇叭口型的装置。采用余热集合器可大幅度提高余热的利用率，便于预热室的的余热回收。由此可见本技术为了提高热利用率，实现节能的目的，实行的是分布燃烧，对应分布分片换热，余热集中回收集中换热。所述的智能控制器包括MCU主板、水路电磁阀、气路电磁阀、温度传感器、水位传感器、压力传感器、燃气泄漏检测传感器、多功能按键、多路开关和显示屏，水路电磁阀串接在预热水箱的出水口的管道上，气路电磁阀串接在进气口管路中，一体化的温度、水位、压力传感器安置在传感器接口，多路开关控制点火、吸风装置的快速慢速转动，电磁阀的控制线缆和传感器的信号线缆全部连接到智能控制器相应的端口上。显示屏可显示各功能部件的工作状态、各传感器的数据、显示设置的各参数。所述燃烧室包括进燃气总管、进燃气左支管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化高效恒温节能蒸汽机系统，包括机架，其特征在于：该系统还包括燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室、吸风装置和智能控制器六大部件，以及进水口、出汽口、进气口、排污口和排气口；进水口与预热室的预热水箱相连，出汽口与蒸汽产生室的蒸汽箱顶部相连，进气口与燃烧室的进气管相连，排污口与蒸汽产生室的蒸汽箱底部相连，排气口与吸风装置的风口管相通；所述燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室、吸风装置以及智能控制器系统均安装在机架上，该燃烧室、蒸汽产生室、余热集合器、预热室和吸风装置从下往上依次排列；六大部件共同构成一个最小的系统，每个部件都是一个相互独立的功能模块，通过增加功能模块构成一个更大的系统；外部的水从进水口进入到预热水箱，在预热水箱中进行第一次热交换，实现对水的第一次升温，升温后的水在智能控制器的控制下，分时分步地被注入到蒸汽产生室的副水箱中，在副水箱中完成第二次热置换，从而实现对水的第二次升温，被置换出来的高温热水流入到蒸汽产生室的蒸汽箱中，与蒸汽箱中数片高温的换热管片进行第三次热交换，实现对水的第三次升温，形成大量的高温高压蒸汽通过出汽口输出，从而完成一次高效节能的水汽化过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周海根，
申请(专利权)人：杭州纯青节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33