一种高度交替启动加热的锅炉制造技术

本发明专利技术提供了一种锅炉，所述锅炉包括电加热装置、汽包，所述电加热装置设置在汽包中，所述汽包包括进水管和蒸汽出口，所述电加热装置包括第一管箱、第二管箱和盘管，在第一管箱和第二管箱内分别设置第一电加热器和第二电加热器；第一管箱和/或第二管箱内填充相变流体；沿着高度方向电加热器设置为多段，每段独立控制，随着时间变化多段周期性的启动和关闭。本发明专利技术锅炉通过电加热器从下部向上逐渐启动，可以使得下部流体充分加热，形成一个很好的自然对流，进一步促进流体的流动，增加弹性振动效果。本发明专利技术两个管箱分别设置电加热器，通过上述的时间变化性的加热功率的变化，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。

【技术实现步骤摘要】
一种高度交替启动加热的锅炉
本专利技术涉及一种蒸汽发生设备，尤其涉及一种间歇式振动除垢的锅炉。
技术介绍
锅炉用于产生蒸汽，是是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备。蒸汽发生器应用领域广泛，广泛适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。在申请人在先的申请中，开发和研究了新式的盘管式的电加热盘管，例如CN106123306A，从而使得因为加热导致的其中流体的膨胀而导致的弹性管束振动，从而实现加热以及除垢效果。但是在应用中发现，持续性的电加热器的加热会导致内部电加热装置的流体形成稳定性，即流体不在流动或者流动性很少，或者流量稳定，导致盘管振动性能大大减弱，从而影响盘管的除垢以及加热的效率。青岛科技大学的在先的申请中，（例如申请号2019101874848），参见附图10，采用了间断式加热的方式使得盘管产生振动，但是间断式加热方式会导致一段时间内不能进行加热，导致加热功率下降。因此本专利技术进行了改进，采取了更合理的加热方式，提高加热效率。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中锅炉的不足，提供一种新式加热装置布局安排的电加热锅炉。该锅炉能够提高了加热效率，从而实现很好的除垢以及加热效果。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种锅炉，所述锅炉包括电加热装置、汽包，所述电加热装置设置在汽包中，所述汽包包括进水管和蒸汽出口，所述电加热装置包括第一管箱、第二管箱和盘管，盘管与第一管箱和第二管箱相连通，形成加热流体封闭循环，电加热器设置在第一管箱内；盘管为一个或者多个，每个盘管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以第一管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端；在第一管箱和第二管箱内分别设置第一电加热器和第二电加热器；第一管箱和/或第二管箱内填充相变流体；沿着高度方向电加热器设置为多段，每段独立控制，随着时间变化多段周期性的启动和关闭。作为优选，随着时间的变化，在0-T/2的半个周期内，T=0时，第一电加热器的所有段全部关闭，第二电加热器的所有段全部开启；然后第一电加热器沿着高度方向从下端开始依次启动，直到全部段都启动，同时第二电加热器沿着高度方向从上端开始依次关闭，直到全部段都关闭；T/2-T的半个周期内，第一电加热器从上端开始依次关闭，第二电加热器从下端开始依次开启，直到周期结束，第一电加热器的所有段全部关闭，第二电加热器的所有段全部开启。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术锅炉通过电加热器从下部向上逐渐启动，可以使得下部流体充分加热，形成一个很好的自然对流，进一步促进流体的流动，增加弹性振动效果。通过上述的时间变化性的加热功率的变化，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。2、本专利技术设计了一种新式结构的电加热装置在汽包中的布局图，可以进一步提高加热效率。3、本专利技术将盘管周期性不断增加加热功率以及降低加热功率，使得加热流体受热后会产生体积不停的处于变化状态中，诱导盘管自由端产生振动，从而强化传热。4、本专利技术通过大量的实验和数值模拟，优化了盘管的参数的最佳关系，从而实现最优的加热效率。附图说明：图1为本专利技术电加热装置的俯视图。图2为电加热装置的主视图。图3是电加热装置间隙式加热的坐标示意图。图4是电加热装置周期性增加以及降低加热功率坐标示意图。图5是电加热装置周期性增加以及降低加热功率的另一个实施例坐标示意图。图6是电加热装置加热功率线性变化的坐标示意图。图7是圆形汽包中设置电加热装置的布局示意图。图8是盘管结构示意图。图9是汽包结构示意图。图10是
技术介绍
附图。图中：1、盘管，2、第一管箱，3、自由端，4、自由端，5、进水管，6、蒸汽出口，7、自由端，8、第二管箱，9、连接点，10、电加热装置，11、汽包，12管束，13电加热器。具体实施方式一种锅炉，所述锅炉包括电加热装置10、汽包11，所述电加热装置10设置在汽包11中，所述汽包11包括进水管5和蒸汽出口6。蒸汽出口6设置在汽包上部。作为优选，所述汽包是圆柱形结构。图1展示了电加热装置10的俯视图，如图1所示，所述电加热装置10包括第一管箱2、第二管箱8和盘管1，盘管1与第一管箱2和第二管箱8相连通，流体在第一管箱2和第二管箱8以及盘管1内进行封闭循环，所述电加热装置10内设置电加热器131、132，所述电加热器13用于加热电加热装置10的内流体，然后通过加热的流体来加热汽包内的水。如图1－2所示，在第一管箱2和第二管箱8内分别设置第一电加热器131和第二电加热器132；第一管箱2和/或第二管箱8内填充相变流体；盘管1为一个或者多个，每个盘管1包括多根圆弧形的管束12，多根圆弧形的管束12的中心线为以第一管箱2为同心圆的圆弧，相邻管束12的端部连通，流体在第一管箱2和第二管箱8之间形成串联流动，从而使得管束的端部形成管束自由端3、4；所述流体是相变流体，汽液相变液体，所述第一电加热器131和第二电加热器132与控制器进行数据连接，所述控制器控制第一电加热器131和第二电加热器132随着时间的变化周期性加热。作为优选，所述第一管箱2和第二管箱8沿着高度方向上设置。研究以及实践中发现，持续性的功率稳定性的电加热器的加热会导致内部电加热装置的流体形成稳定性，即流体不在流动或者流动性很少，或者流量稳定，导致盘管1振动性能大大减弱，从而影响盘管1的除垢以及加热的效率。因此需要对上述电加热盘管进行如下改进。作为一个优选，电加热器131、132随着时间的变化周期性的交替进行加热。如图3所示，在一个周期时间T内，第一电加热器的加热功率为P1，第二电加热器的加热功率为P2，P1、P2变化规律如下：0-T/2的半个周期内，P1＝n，P2=0，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即第一电加热器加热功率保持恒定,第二电加热器不加热；T/2-T的半个周期内，P1=0，P2=n。即第一电加热器不加热，第二电加热器加热功率保持恒定。T是50－80分钟，其中2000W<n<2500W。作为一个选择，在一个周期时间T内，第一电加热器的加热功率为P1，第二电加热器的加热功率为P2，P1、P2变化规律如下：0-T/2的半个周期内，P2＝n，P1=0，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即第一电加热器加热功率保持恒定,第二电加热器不加热；T/2-T的半个周期内，P2=0，P1=n；即第一电加热器不加热，第二电加热器加热功率保持恒定。通过上述的时间变化性的进行加热，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀，因为不断的周期性改变蒸汽的膨胀以及流动方向，破坏了单一加热的稳定性，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。...

【技术保护点】
1.一种锅炉，所述锅炉包括电加热装置、汽包，所述电加热装置设置在汽包中，所述汽包包括进水管和蒸汽出口，所述电加热装置包括第一管箱、第二管箱和盘管，盘管与第一管箱和第二管箱相连通，形成加热流体封闭循环，电加热器设置在第一管箱内；盘管为一个或者多个，每个盘管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以第一管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端；在第一管箱和第二管箱内分别设置第一电加热器和第二电加热器；第一管箱和/或第二管箱内填充相变流体；其特征在于，沿着高度方向电加热器设置为多段，每段独立控制，随着时间变化多段周期性的启动和关闭。/n

【技术特征摘要】
1.一种锅炉，所述锅炉包括电加热装置、汽包，所述电加热装置设置在汽包中，所述汽包包括进水管和蒸汽出口，所述电加热装置包括第一管箱、第二管箱和盘管，盘管与第一管箱和第二管箱相连通，形成加热流体封闭循环，电加热器设置在第一管箱内；盘管为一个或者多个，每个盘管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以第一管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端；在第一管箱和第二管箱内分别设置第一电加热器和第二电加热器；第一管箱和/或第二管箱内填充相变流体；其特征在于，沿着高度方向电加热器设置为多段，每段独立控制，随着时间变化多段周期性的启动和关闭。


2.如权利要求1所述的锅炉，其特征在于，随着时间的变化，在0-T/2的半个周期内，T=0时，第一电加热器的所有段全部关闭，第二电加热器的所有段全部开启；
然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈保山，刘治彩，张爱云，高永强，陈燕慧，麻晓飞，吴芷红，王逸隆，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32