CN109027990A - 一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***，包括供热燃烧器，所述供热燃烧器与导热油换热器对应连接，所述导热油换热器与蒸汽发生器对应连通，所述蒸汽发生器还与小分子水生成器对应连通。本发明取得对其热转换效率和蒸发率的有效提高，汽化时间短，可”瞬间”产生蒸汽，体积小，节省设备用地。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽发生设备领域，尤其是一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***。
背景技术
中国工业锅炉有60多万台，其中60%左右的容量为蒸汽锅炉。蒸汽锅炉的平均蒸发量低，平均热效量低。工业蒸汽锅炉的保有量在36万台左右，平均蒸发量低，平均热效率不到60%。现时工业锅炉制作以管壳式换热器为主流，水沉浸在蒸汽发生器内，采取自然对流换热的方式，换热效率和节能效果一般。锅炉给水质量差，给水达标不到40%。造成锅炉换热面结垢，锅炉腐蚀、烟气排放温度高和锅炉排污率高等问题。现时蒸汽***的改进只集中于***硬件设计，例如选用较好质量的疏水阀，阀门，计量仪，增加冷凝水余热回收，以提高蒸汽***的效率。
现有的蒸汽发生***存在蒸汽产生效率较低、设备较大、热能损失大等缺点，因此，需要设计一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***。
发明内容
针对现有的技术中的缺陷，提供一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***。
本发明通过下述方案实现：
一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***，包括供热燃烧器，所述供热燃烧器与导热油换热器对应连接，所述导热油换热器与蒸汽发生器对应连通，所述蒸汽发生器还与小分子水生成器对应连通；
所述导热油换热器包括螺旋盘管，所述螺旋盘管与导热油进口对应连通，所述螺旋盘管的另一端与导热油出口对应连通；
所述蒸汽发生器包括压力容器和设置在压力容器上部的蒸汽出口，所述螺旋盘管设置在压力容器内部，在所述压力容器内设有喷雾器，所述喷雾器与冷水进口对应连通，所述冷水进口与小分子水生成器对应连通。
所述冷水进口包括对称设置的多个。
所述喷雾器设置在螺旋盘管的上方。
本发明的有益效果为：
本发明一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***提高了蒸汽产生效率，汽化时间短，可”瞬间”产生蒸汽，体积小，节省设备用地。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明导热油换热器和蒸汽发生器的结构详图。
图中：1为供热燃烧器，2为导热油换热器，21为螺旋盘管，22为导热油进口，23为导热油出口，3为蒸汽发生器，31为压力容器，32为喷雾器，33为冷水进口，34为蒸汽出口，4为小分子水生成器。
具体实施方式
下面结合图1至图2对本发明优选的实施例进一步说明：
如图1所示，本发明公开的改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***，包括供热燃烧器1，所述供热燃烧器1与导热油换热器2对应连接，所述导热油换热器2与蒸汽发生器3对应连通，所述蒸汽发生器3还与小分子水生成器4对应连通。本发明的供热燃烧器为导热油换热器提供热量，导热油换热器内的导热油将热量传送至蒸汽发生器，小分子水生成器产生的小分子水进入蒸汽发生器并吸收导热油的热量，从而产生蒸汽，导热油的热量传递给小分子水后循环至供热燃烧器附近进行重新加热，往复进行以上操作，就可以持续产生蒸汽。小分子水团簇具有下列的理化特征: (1) 小分子水团簇的特征是小分子具有高活性，分子运动速递快，分子间作用更为频繁。同时小分子团簇直径更小，团簇中氢键角度的改变和经极化后氢键趋向脆弱，使小分子水团簇的物理热运动特性和化学反应性远强于普通水。(2) 布朗运动速度增加, 活性水分子变小, 分子热运动增加, 与其他分子间的碰撞次数增多, 在分子热运动变得非常活泼; 水表面黏度会降低, 使活性水表面黏力相比普通明显降低, 由于黏性得到解散, 体系阻碍热运的因数被排除, 加速了热传递速度和强度。体系渗透压增加, 使活性水特殊的电离子性能, 致使水体渗透压增加, 提高了热容速率的空间效应。(3) 活性水的水分子, 在化学反应中的活泼性极强, 更倾向于参与其他化合物进行反应, 同等条件下相比普通水可承载更高的离子浓度。(4) 在将液态的水分子团簇变成汽态的单个水分子时, 不仅要消耗水分子由液态变为汽态时所消耗的热能, 还有很大一部分热能被消耗在破化水分子团簇的氢键过程中。由于氢键会吸收大量的热能, 在杂质较多、水分子团簇大时这部分消耗的热能，甚至远超过水方子态势改变时所消耗的热能。(5) 活性水在化学上氢键数量要少于普通水, 氢键也相当脆弱, 破坏氢键使水分子团簇变成单个水分子时消耗的热能比普通水要低得多。同时, 活性水物理热运动过程中更具活性, 热传导系数大为提高, 热能利用更为有效, 综合起来使小分子水团簇由液态变为汽态时所吸收的热量大为降低, 直接节能的效果非常明显。
本发明供热燃烧器燃烧生物质、煤、天然气、木屑或秸秆，燃烧产生热能后传递给导热油换热器内的导热油，导热油的温度升高后流入蒸汽发生器内与水进行换热，产生蒸汽，换热后的导热油温度降低送入换热器，重新升温完成循环。本发明的***选用导热油作为传热介质，导热油主要有以下优点：液相低压传热，在较低的压力（0.6Mpa以下）可获得较高的工作温度（300℃左右），高温远行时***压力较小，***安全性高；导热油具有较低的凝固点和较高的沸点与闪点，在寒冷地区不易冻结，可以在-35℃以上的低温环境下工作；导热油具有较高的导热***和比热，在不同工况条件下，均能保持最佳热效率，传染均匀，节能降耗，紧急效益高；导热油具有较低的酸值和强炭腐蚀性小，管内没有污垢和沉渣，使设备和管道能有较长的使用寿命，减少维修费用；可进行稳定的传热和精准的温度调节,有利于实现自动控制，操作方便，降低工人的劳动强度；无毒性、无刺激性气味，对人体无害，不污染环境。
所述导热油换热器2包括螺旋盘管21，所述螺旋盘管21与导热油进口22对应连通，所述螺旋盘管21的另一端与导热油出口23对应连通；所述蒸汽发生器3包括压力容器31和设置在压力容器31上部的蒸汽出口34，所述螺旋盘管21设置在压力容器31内部，在所述压力容器31内设有喷雾器32，所述喷雾器32与冷水进口33对应连通，所述冷水进口33与小分子水生成器4对应连通。所述冷水进口33包括对称设置的多个。所述喷雾器32设置在螺旋盘管21的上方。喷雾***选用特殊不锈钢耐高温雾化喷嘴，压力控制在10-15bar,喷嘴将每一滴一毫米水雾化成3000-4000个以上的水点，所以选择喷嘴能雾化水点的直径在5-100微米范围。
工程上常用的蒸汽发生器为沉浸式结构，即螺旋盘管沉浸在水中，水在管外定压沸腾汽化产生水蒸气。压力容器内装有螺旋盘管，管中流动导热油，根据所需的水蒸气温度，利用压力控制装置使筒内保持一定的压力,经强制对流换热，导热油将热量传递给管壁，经自然对换热，管壁再将热量传递给未饱和水，未饱和水吸热量后升温至沸点成饱和水，饱和水继续吸热，经沸腾换热产生水蒸气。沉浸式蒸汽发生器最大的特点就是成本低，制作工艺简单，操作简易，但其缺点蒸发产生效率不高，汽化时间长，占地面积大。
本发明的***是一种本发明的蒸汽发生器。它的工作特点是喷雾器将小分子水雾化成水点后喷向盘管进行强制对流换热，改进了沉浸式蒸汽发生器只能自然对流换热的缺陷，大大地提高了蒸汽产生效率，汽化时间短，可”瞬间”产生蒸汽，体积小，节省设备用地。
本发明蒸汽发生器的工作原理为：当雷诺数Re达到500以上时，下喷结构的Nu数将明显大于侧喷结构的Nu数，相差最大达到40%左右，同时考虑到喷嘴向上喷雾会产生反堵塞的问题，所以确定喷雾器与喷管的相对位置为水经喷雾器雾化后自上向下喷向盘管。无论在何种工况条件下，逆流型式的对数平均温差△Tm都要大于顺流型式，相差在30℃以上，所以确定导热油与水的流动形式为导热油自下向上在螺旋盘管内流动。本实施中，蒸汽发生器设定容积为1.68m3，换热面积6.5m2，每小时产生2.5-3吨蒸汽，控制盘管管径d=20mm时，***的最佳喷雾锥角为θ=80-85度，最佳盘管间距为s=30-50mm，最佳盘管中间面直径为D=150mm。导热油进口温度在290-330℃范围内时，本发明的蒸汽发生器的汽化时间只有沉浸式蒸汽发生器的1/10-1/6,产生的蒸汽量为沉浸式的6-10倍。在产生相同蒸汽量的条件下,本发明的蒸汽发生器所需的导热油进口温度要明显低于沉浸式。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***，包括供热燃烧器（1），其特征在于：所述供热燃烧器（1）与导热油换热器（2）对应连接，所述导热油换热器（2）与蒸汽发生器（3）对应连通，所述蒸汽发生器（3）还与小分子水生成器（4）对应连通；
所述导热油换热器（2）包括螺旋盘管（21），所述螺旋盘管（21）与导热油进口（22）对应连通，所述螺旋盘管（21）的另一端与导热油出口（23）对应连通；
所述蒸汽发生器（3）包括压力容器（31）和设置在压力容器（31）上部的蒸汽出口（34），所述螺旋盘管（21）设置在压力容器（31）内部，在所述压力容器（31）内设有喷雾器（32），所述喷雾器（32）与冷水进口（33）对应连通，所述冷水进口（33）与小分子水生成器（4）对应连通。
2.根据权利要求1所述的一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***，其特征在于：所述冷水进口（33）包括对称设置的多个。
3.根据权利要求1所述的一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生***，其特征在于：所述喷雾器（32）设置在螺旋盘管（21）的上方。
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