一种蓄热型直流式蒸汽发生系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供的一种蓄热型直流式蒸汽发生系统及其控制方法，包括高温储能器和蒸汽发生器管，高温储能器包括储能本体、低温气体进口通道和热气通道，低温气体自低温气体进口通道进入储能本体换热生成高温气体，高温气体通入热气通道，蒸汽发生器管伸入热气通道连续加热产生蒸汽，水流流经蒸汽发生器管后受热生成蒸汽，通过蒸汽发生器管出口通出；所述蒸汽发生器管在出口设置温度传感器和压力传感器，通过PID负反馈控制高温气体的流通速度，保持出口蒸汽恒温或者恒压。本发明专利技术的一种蓄热型直流式蒸汽发生系统及其控制方法产生的蒸汽压力稳定、热能损失小且生产蒸汽安全。热能损失小且生产蒸汽安全。热能损失小且生产蒸汽安全。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热型直流式蒸汽发生系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及蒸汽发生
，具体涉及一种蓄热型直流式蒸汽发生系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。蒸汽发生器作为一种热能设备，它的焚烧介质能够分为许多种。以焚烧介质来分类蒸汽发生器，蒸汽发生器分为燃气蒸汽发生器、燃煤蒸汽发生器、燃油蒸汽发生器、电加热蒸汽发生器。燃煤锅炉最大的缺陷便是其不环保，含硫量较大，焚烧后排放物会对空气造成严峻污染，面临着被逐步淘汰的境况。生物质蒸汽发生器，初始投入成本较高，生物质蒸汽发生器锅炉系统一般比石油或天然气为燃料的锅炉要大很多，而且燃料需要一个单独的存储区域，本质上它只是把燃料从燃煤换成了成物质，所以会占用会很大空间。另外燃烧生物质仍然会产生烟尘和灰烬，不仅会污染大气和土地，也会附着在燃烧室内壁，使得设备的热效率不断降低。燃油和燃气蒸汽发生器应用也比较广泛，但燃油和燃气的运输、装卸、储存、使用的危险性也很高，需要防明火，又要防高温、又要防静电，燃油和燃气运输、蒸汽生产时容易酿成严重的事故。
[0003]电蒸汽发生器是目前蒸汽发生器里面绝对最环保的，也是现在大力推荐的传统燃煤锅炉的替代品之一，尤其是很多对蒸汽需求量没那么大的场景，使用电蒸汽发生器的非常普遍。但是，较大功率的蒸汽发生器需要三相电，而有些地方并不具备这个条件，如果单独请电力公司拉线，安装和使用成本还是比较高的，而且电蒸汽发生器的预热时间会比燃油燃气的稍微长一点。
[0004]《特种设备安全监察条例》中对锅炉的范畴规定，锅炉内胆水容量＞30L属于压力容器，为国家特种设备。小型内胆式锅炉水容量大多数<30L，可以不归技术监督部门监管，但其储量太小，难以满足工业需要，为了解决这一问题，现有技术中，蒸汽发生器在直流管路内部加热成为热水或者蒸汽时，不需要储水，节省了蒸汽发生器所需锅炉的安装、使用费用，同时也能提供持续、大量的蒸汽需求。
[0005]直流蒸汽锅炉是工质一次通过各受热面、没有循环的强制流动的产蒸汽的蒸汽发生器。对于直流蒸汽锅炉，储热能力不大，当扰动发生时，自补偿能力不足，参数速度变化大。所以当负荷发生变化时，必须同时调节给水量和供热量，以保持物质平衡和能量平衡，才能稳住汽压和汽温。
[0006]所以一般的直流蒸汽发生器产生的蒸汽压力极其不稳定，热量容易散失，需要另外加设压力控制装置进行稳压后才能平稳供给蒸汽。
[0007]因此，如何解决大容量存储式内胆蒸汽发生器的安全生产问题、同时解决直流式蒸汽发生器蒸汽压力不稳定、热量容易散失的问题，提供一种相对安全生产蒸汽，安装和使用成本较低、热能利用率高的蒸汽发生器是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一个目的在于，针对现有技术中蒸汽发生器蒸汽不稳定等问题，提供一种蓄热型直流式蒸汽发生系统。
[0009]为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种蓄热型直流式蒸汽发生系统，其特征在于：包括高温储能器和蒸汽发生器管，高温储能器包括储能本体、低温气体进口通道和热气通道，低温气体自低温气体进口通道进入储能本体换热生成高温气体，高温气体通入热气通道，蒸汽发生器管伸入热气通道连续加热，水流流经蒸汽发生器管后受热生成蒸汽，通过蒸汽发生器管出口通出；所述蒸汽发生器管在出口设置温度传感器和压力传感器，通过PID负反馈控制高温气体的流通速度，保持出口蒸汽恒温或者恒压。
[0011]在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
[0012]作为本专利技术的优选技术方案：所述蒸汽发生器管包括多个沿水流流向交替串联的上升管段和换热管段，换热管段垂直于高温气体流通方向，上升管段中水流的流动方向与高温气体流动方向相逆，水流在上升管段和换热管段实现叠加换热；或，所述蒸汽发生器管并联设置多个。
[0013]作为本专利技术的优选技术方案：所述热气通道在进口设置进口风门电机，通过PID负反馈控制进口风门电机运行直接控制高温气体进入热器通道的流通速度，调整高温气体对蒸汽发生器管内的水流升温气化并雾化的温度和压力。
[0014]作为本专利技术的优选技术方案：所述热气通道在出口处设置循环风机和风门电机连通低温气体进口通道的进口；
[0015]所述蒸汽发生器管出口连接汽水分离器，汽水分离器在排气端排出饱和蒸汽或过饱和蒸汽，在疏水端通出水汽，其中汽水分离器的在疏水端的连通软化水箱，软化水箱向蒸汽发生器管的进水口输送待气化和雾化的水汽避免热能损失。
[0016]作为本专利技术的优选技术方案：所述高温储能器储能温度至少高于目标蒸汽温度30℃；所述高温储能器为电储能器，利用电加热储能以充分利用谷电加热储能。
[0017]本专利技术第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种蓄热型直流式蒸汽发生系统的控制方法
[0018]为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0019]一种蓄热型直流式蒸汽发生系统的控制方法，所述控制方法包括对高温储能器的储能控制和对蒸汽发生的控制，获取蓄热型直流式蒸汽发生系统的目标工作温度或目标工作压力，设定高温储能器提前储能，预设蒸汽发生器管的水流和高温气体的流通速度；
[0020]判断高温储能器储能充能完成，启动产生蒸汽，向蒸汽发生器管输送水流，通过PID负反馈控制系统根据蒸汽出口的压力表和温度表实时调整高温气体的流通速度，实现产生的蒸汽达到目标蒸汽压力或温度。
[0021]作为本专利技术的优选技术方案：所述控制方法包括如下步骤：
[0022]S1:设定目标蒸汽温度或压力；
[0023]S2:高温储能器预先储能，储能温度至少高于目标蒸汽温度30℃，且储能温度不高于580 摄氏度；
[0024]S3:判断S2完成，蒸汽发生器管输送水流，启动控制高温储能器换热，通过PID负反
馈控制系统实时根据蒸汽出口的压力和温度实时调控高温气体的流通速度以调整出口蒸汽恒压或者恒温输出。
[0025]作为本专利技术的优选技术方案：步骤S2中，高温储能器为电储能器，设定谷电时段自动储能，充能至580℃自动停止。
[0026]本专利技术提供一种蓄热型直流式蒸汽发生系统及其控制方法，利用高温储能器蓄热，为直流式蒸汽发生器提供热能，实现了蒸汽稳定产生的蒸汽发生器，本专利技术的蒸汽发生器，利用直流式蒸汽发生方式，改变了内胆式蒸汽发生器的安全问题，和蒸汽产生流量有限的问题，提供了一种稳定生产的蒸汽发生装置，本专利技术中的高温储能器，可以选择太阳能蓄热、利用谷电蓄热，有效降低了生产成本；且本专利技术中的储能本体供热，能实时停止或者开始，在安全有效的情况下，实时产生或者停止产生蒸汽，避免蒸汽产生的浪费。
附图说明
[0027]图1本专利技术的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的控制流程图；
[0029]图3为本专利技术实施例1的工作流程图；
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄热型直流式蒸汽发生系统，其特征在于：包括高温储能器和蒸汽发生器管，高温储能器包括储能本体、低温气体进口通道和热气通道，低温气体自低温气体进口通道进入储能本体换热生成高温气体，高温气体通入热气通道，蒸汽发生器管伸入热气通道连续加热，水流流经蒸汽发生器管后受热生成蒸汽，通过蒸汽发生器管出口通出；所述蒸汽发生器管在出口设置温度传感器和压力传感器，通过PID负反馈控制高温气体的流通速度，保持出口蒸汽恒温或者恒压。2.如权利要求1所述的蓄热型直流式蒸汽发生系统，其特征在于：所述蒸汽发生器管包括多个沿水流流向交替串联的上升管段和换热管段，换热管段垂直于高温气体流通方向，上升管段中水流的流动方向与高温气体流动方向相逆，水流在上升管段和换热管段实现叠加换热；或，所述蒸汽发生器管并联设置多个。3.如权利要求1所述的蓄热型直流式蒸汽发生系统，其特征在于：所述热气通道在进口设置进口风门电机，通过PID负反馈控制进口风门电机运行直接控制高温气体进入热器通道的流通速度，调整高温气体对蒸汽发生器管内的水流升温气化并雾化的温度和压力。4.如权利要求1所述的蓄热型直流式蒸汽发生系统，其特征在于：所述热气通道在出口处设置循环风机和风门电机连通低温气体进口通道的进口；所述蒸汽发生器管出口连接汽水分离器，汽水分离器在排气端排出饱和蒸汽或过饱和蒸汽，在疏水端通出水汽，其中汽水分离器的在疏水端的连通软化水箱，软化水箱向蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：程孝龙，程佳祎，牛康民，程钊，罗樊，王建康，
申请(专利权)人：杭州宏德储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：