1.本实用新型属于机械设备领域中的锅炉设备，尤其涉及一种通过与天然气进行能量转换以获得蒸汽的盘管结构快速蒸汽发生系统。


背景技术：

2.目前国内快速蒸汽发生器数目较多，有螺旋盘管结构的，有模块式结构的，有贯流式结构的，也有蚊香盘管结构的，本发明是在蚊香盘管式蒸汽发生系统结构基础上进行的优化提升和改进，并与目前的市面上已有的类似产品发生了较大的改变，以确保该系统的运行高效和安全。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种热能利用率高、安全可靠，无爆炸危险，体积小，重量轻，升汽快，负荷跟踪快，燃烧和给水均为全比例调节，操作维修容易的盘管结构快速蒸汽发生系统。
4.本实用新型采用的技术方案是：
5.一种盘管结构快速蒸汽发生系统，包括热交换器、汽水分离器、燃烧系统、给水系统及电器控制系统；所述给水系统的进水口与外部自来水接通，所述给水系统的出水口与热交换器的冷水入口连通，所述热交换器的汽水混合物出口与汽水分离器的进口连通，所述汽水分离器的蒸汽出口与外部用汽点连通，所述汽水分离器的饱和水出口与给水系统的热源进口连通，所述燃烧系统为热交换器提供热源，所述热交换器、汽水分离器、燃烧系统、给水系统的电器件均与电器控制系统电性连接；
6.其特征在于：所述热交换器包括卧式或立式结构布置的盘管本体和冷凝器，所述盘管本体由多层蚊香状扁平盘管和螺旋弹簧状盘管串联而成，所述冷凝器为多层蚊香状扁平盘管，所述冷凝器的蚊香状扁平盘管头部设有冷水入口，所述冷凝器的出水口与盘管本体的蚊香状扁平盘管的入水口连接，所述盘管本体的螺旋弹簧状盘管的尾部设有汽水混合物出口；
7.所述螺旋弹簧状盘管紧密相抵在其内部形成圆柱形燃烧室，并在盘管本体和冷凝器的多层蚊香状扁平盘管处构成对流受热面，所述燃烧系统的加热装置安装于圆柱形燃烧室的最外侧，所述冷凝器位于高温烟气的尾部。本实用新型的整个水系统没有热水排放，没有多余的热量损失，以达到能量节约综合利用的目的。在高温烟气的尾部设置冷凝器来进一步降低排烟温度，起到节约燃料消耗量的作用。
8.进一步，所述给水系统是一由钠镁离子交换器、除氧水箱、阻垢装置构成的热力加化学除氧供水系统，所述钠镁离子交换器的进水口与外部自来水接通，所述钠镁离子交换器的软水出口与除氧水箱的进水口连通，所述除氧水箱的出水口与锅炉给水泵连通，所述除氧水箱与输送阻垢缓蚀剂给其的阻垢装置连通，所述除氧水箱内设有盘管式换热器，所述盘管式换热器的进水口与汽水分离器的饱和水出口连通，所述盘管式换热器的出水口与
排污点连通。
9.进一步，所述除氧水箱设置有液位控制器和排污口。液位控制器在高液位以及低液位时会报警。
10.进一步，所述除氧水箱的出水口与热交换器之间的连接管路上设置有柱塞泵或隔膜泵、给水压力传感器。水压力传感器设置有最大给水压力保护，一旦超压，就会自动切断锅炉运行，保护蒸汽发生器的安全。
11.进一步，所述盘管本体由双管绕制的多层蚊香状扁平盘管和双管绕制的螺旋弹簧状盘管串联而成，所述冷凝器为双管绕制的多层蚊香状扁平盘管，所述冷凝器的蚊香状扁平盘管头部设有两个冷水入口，所述两个冷水入口分别连接两个锅炉给水泵，所述冷凝器的两个出水口与相应的盘管本体的蚊香状扁平盘管的入水口连接，所述盘管本体的螺旋弹簧状盘管的尾部设有两个汽水混合物出口，所述两个汽水混合物出口连接到一个汽水分离器。本实用新型为双管绕制结构，目的为尽可能减少给水压力以保证蒸汽发生器系统运行安全，当然也可以是单管绕制结构或三管绕制结构。盘管本体出口根据燃料匹配和运行负荷率，给与少部分过量的饱和水，目的在于确保盘管内不因燃烧率和给水率匹配不佳造成盘管内蒸汽过热，保护盘管本体。
12.进一步，采用卧式安装的所述冷凝器的最底部分别设置有两个冷凝水排水口，采用卧式安装的所述盘管本体的最底部设置有一个冷凝水排水口，避免冷凝水腐蚀受热面的管子外表面。
13.进一步，所述双管绕制的多层蚊香状扁平盘管的上下层连接的盘芯处采用一次弯制成型，无对接焊缝，降低了焊接工作量，也减少了焊缝泄漏的风险。
14.进一步，所述盘管本体上安装有温度热电偶。一旦盘管超温，可立即切断燃料供应，保护盘管本体，从而使蒸汽发生器的安全性能大大提高。
15.进一步，所述汽水分离器内部设有使水汽分离的螺旋分离叶片，所述汽水分离器上安装有蒸汽安全阀、温度传感器和压力传感器，所述汽水分离器的底部设置有疏水阀和排污阀，所述疏水阀与给水系统连通。叶片利用离心力作用，将蒸汽中的水份分离出来，成为高干度的饱和蒸汽。一旦温度或压力过高，就会自动切断锅炉运行，保护蒸汽发生器的安全。
16.进一步，所述加热装置采用以天然气燃烧产生的高温烟气热源。
17.本实用新型的有益效果：占地面积小，重量轻，原材料消耗少，操作容易，全自动程序控制，维修方便，蒸汽压力控制稳定可靠，负荷调节比大，采用逆流热交换技术，传热效率高，水的流向为双通道直流，无水位控制，蒸汽产生快，从冷态启动，只需2
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3分钟就可达到额定的蒸汽压力。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图。
19.图2是本实用新型的热交换器的结构示意图。
20.图3是本实用新型的蚊香扁平盘管的结构示意图。
21.图4是本实用新型的螺旋弹簧状盘管的结构示意图。
22.图5是本实用新型的汽水分离器的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
24.参照图1
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5，本实施例提供了一种盘管结构快速蒸汽发生系统，包括热交换器、汽水分离器、燃烧系统、给水系统及电器控制系统；所述给水系统的进水口与外部自来水接通，所述给水系统的出水口与热交换器的冷水入口4连通，所述热交换器的汽水混合物出口5与汽水分离器7的进口连通，所述汽水分离器7的蒸汽出口8与外部用汽点连通，所述汽水分离器7的饱和水出口与给水系统的热源进口连通，所述燃烧系统为热交换器提供热源，所述热交换器、汽水分离器、燃烧系统、给水系统的电器件均与电器控制系统电性连接。
25.本实施例所述给水系统是一由钠镁离子交换器11、除氧水箱10、阻垢装置12构成的热力加化学除氧供水系统，所述钠镁离子交换器11的进水口与外部自来水接通，所述钠镁离子交换器11的软水出口与除氧水箱10的进水口连通，所述除氧水箱10的出水口与锅炉给水泵6连通，所述除氧水箱10与输送阻垢缓蚀剂给其的阻垢装置12连通，所述除氧水箱10内设有盘管式换热器14，所述盘管式换热器14的进水口与汽水分离器7的饱和水出口连通，所述盘管式换热器14的出水口与排污点连通。所述除氧水箱10设置有液位控制器22和排污口。液位控制器22在高液位以及低液位时会报警。所述除氧水箱10的出水口与热交换器之间的连接管路上设置有柱塞泵或隔膜泵、给水压力传感器21。给水压力传感器21设置有最大给水压力保护，一旦超压，就会自动切断锅炉运行，保护蒸汽发生器的安全。钠镁离子交换器11可以设置有多个。
26.本实施例所述热交换器包括卧式或立式结构布置的盘管本体40和冷凝器30，所述盘管本体40由多层蚊香状扁平盘管1和螺旋弹簧状盘管2串联而成，所述冷凝器30为多层蚊香状扁平盘管1，所述冷凝器30的蚊香状扁平盘管1头部设有冷水入口4，所述冷凝器30的出水口与盘管本体40的蚊香状扁平盘管的入水口连接，所述盘管本体的螺旋弹簧状盘管2的尾部设有汽水混合物出口5；所述螺旋弹簧状盘管2紧密相抵在其内部形成圆柱形燃烧室3，并在盘管本体40和冷凝器30的多层蚊香状扁平盘管1处构成对流受热面，所述燃烧系统的加热装置安装于圆柱形燃烧室的最外侧，所述冷凝器30位于高温烟气的尾部。本实用新型在高温烟气的尾部设置冷凝器30来进一步降低排烟温度，起到节约燃料消耗量的作用。
27.具体的，所述盘管本体40由双管绕制的多层蚊香状扁平盘管1和双管绕制的螺旋弹簧状盘管2串联而成，所述冷凝器30为双管绕制的多层蚊香状扁平盘管1，所述冷凝器的蚊香状扁平盘管1头部设有两个冷水入口4，所述两个冷水入口4分别连接两个锅炉给水泵6，所述冷凝器30的两个出水口31与相应的盘管本体40的蚊香状扁平盘管1的入水口41连接，所述盘管本体40的螺旋弹簧状盘管2的尾部设有两个汽水混合物出口5，所述两个汽水混合物出口5连接到一个汽水分离器7。本实用新型为双管绕制结构，目的为尽可能减少给水压力以保证蒸汽发生器系统运行安全，当然也可以是单管绕制结构或三管绕制结构。盘管本体出口根据燃料匹配和运行负荷率，给与少部分过量的饱和水，目的在于确保盘管内不因燃烧率和给水率匹配不佳造成盘管内蒸汽过热，保护盘管本体。采用卧式安装的所述冷凝器30的最底部分别设置有两个冷凝水排水口15，采用卧式安装的所述盘管本体40的最底部设置有一个冷凝水排水口15，避免冷凝水腐蚀受热面的管子外表面。所述双管绕制的
多层蚊香状扁平盘管1的上下层连接的盘芯处采用一次弯制成型，无对接焊缝，降低了焊接工作量，也减少了焊缝泄漏的风险。所述盘管本体上安装有温度热电偶20。一旦盘管超温，可立即切断燃料供应，保护盘管本体，从而使蒸汽发生器的安全性能大大提高。当水从冷凝器的头部沿管子逐层往前流动时，逐渐被前进的烟气加热，水越往前流动，吸收的热越多，水也就逐渐被气化，形成汽水混合物；即最低温度的进水与最低温度的烟气换热，最高温度的汽水混合物与最高温度的烟气换热，即所谓逆流换热原理，传热效率高。
28.本实施例所述汽水分离器7内部设有使水汽分离的螺旋分离叶片16，所述汽水分离器7上安装有蒸汽安全阀19、温度传感器17和压力传感器18，所述汽水分离器的底部设置有疏水阀9和排污阀，所述疏水阀9与给水系统连通。叶片利用离心力作用，将蒸汽中的水份分离出来，成为高干度的饱和蒸汽。一旦温度或压力过高，就会自动切断锅炉运行，保护蒸汽发生器的安全。
29.本实施例燃烧系统为全比例调节，即为20％
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100％负荷输出，同时给水量也随着燃烧率的变化而同步变化，水泵变频控制，精准匹配，低负荷时热效率更高，起到高效节能作用，同时，全比例调节的优势在于能起到精准供热，用热设备端需要多少蒸汽就对外输出多少，对外输出压力稳定。其中所述加热装置采用以天然气燃烧产生的高温烟气热源。
30.本实施例所述热交换器、汽水分离器、燃烧系统和给水系统连接同一电控装置23。
31.本实用新型使用时，自来水经钠镁离子交换器11软化去除自来水中的硬度后形成软水，经进水电磁阀13进入除氧水箱10，经热力加化学除氧后的水通过锅炉给水泵6进入热交换器；当水从冷凝器的头部沿管子逐层往前流动时，逐渐被前进的烟气加热，水越往前流动，吸收的热越多，水也就逐渐被气化，形成汽水混合物，从盘管本体的汽水混合物出口5进入汽水分离器7；汽水混合物进入汽水分离器7后，大部分形成蒸汽由设置在汽水分离器7顶部的蒸汽出口8排出至分汽缸到用汽点，少部分过量的饱和水经设置在汽水分离器7底部的疏水阀9返回至除氧水箱10作为热源用于加热除氧水箱10内的软水，使水箱内水温提高到50
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80度，形成热力除氧；阻垢缓蚀剂经阻垢装置12中的脉冲泵加入到除氧水箱中，形成化学除氧，即采用的是热力加化学除氧原理，这样除氧彻底，并阻止盘管内水垢的生成，以确保受热面管子长期使用寿命。汽水分离器7中过量的饱和水中有一部分高度浓缩的高温水，经过除氧水箱10内设置的盘管式换热器14，吸收热量并使水冷却后排放至排污点。整个水系统没有热水排放，没有多余的热量损失，以达到能量节约综合利用的目的。
32.本实用新型为工业、民用提供了一种体积小、重量轻、耗用钢材少，产汽快、蒸汽压力稳定、蒸汽品质高、安全可靠、无爆炸危险、操作维修方便，热效率高、能量损耗少的蒸汽发生系统。特别适用于对蒸汽品质要求高，蒸汽压力输出要求稳定的医药、洗涤、食品、印染和其他工业蒸汽领域使用。