蒸汽发生设备的制作方法

本公开涉及蒸汽发生，尤其涉及一种蒸汽发生设备。

背景技术：

1、在国家节能减排的号召下，蒸汽发生设备加速向高效低排放的全预混冷凝式发展。尤其是免报检型燃气蒸汽发生器，相比传统蒸汽锅炉产汽速度更快，更加节能环保，且无需安装报检及锅炉年审，广受市场青睐，被广泛应用于国民生产和生活中，如酒店，宾馆，食品加工，纺织，化工，饲料加工等等行业。

2、但是现有市场上的免监检型燃气蒸汽发生器普遍存在真实水容积超标，尤其2020版锅规颁布施行后，明确了水容积计算方式，即汽水系统进出口内几何总容积，包含了给水泵出口至设备蒸汽出口的全部承压空间内容积，基于该计算方式，现有市场上绝大多数燃气蒸汽发生器水容积远超30升，不仅不符合锅规免检标准，而且设备内安装的冷凝器作为承压组件，对其承压要求较高，存在着不小的安全隐患。

3、为解决上述问题，申请人申请了公开号cn115614722b所披露的蒸汽锅炉。该蒸汽锅炉在部分用户现场存在长时间处于低负荷连续运行状态，该状态下终端用汽设备用汽量小于设备最小输出负荷，炉体液位和缓冲水罐液位并未降低至补水水位，水泵因根据水位变频控制处于间歇启动或停止运行状态，燃烧系统点火运行，风机会维持低转速工作，并在炉内蒸汽压力达到设定停止压力时停机（风机停止、关火），执行燃烧后清扫，之后蒸汽压力缓慢降低直至达到启动压力设定值，风机启动执行燃烧前清扫，锅炉重新点火运行，以此循环执行各个工序向终端供应设定压力的蒸汽。当长时间处于此种情况下，锅炉经常发生高温、缺水等故障报错，无法运行。

技术实现思路

1、发明人经过研究发现：在设备长时间处于这种超低负荷运行工况下，由于终端用汽量极小，炉体内的液位下降非常缓慢，导致设备从停机到下一次启动的待机持续时间很短，通常不足3分钟，这种短周期的循环导致了锅炉频繁启停。在这一频繁启停的过程中，暴露出一个深层次的设计缺陷：由于水泵在待机期间长时间不工作，安装在烟气尾部的冷凝器（即预热单元）内部的给水处于完全静止状态。而每次启停循环所必需的前、后清扫程序，会将大量携带高温的烟气（通常温度仍在100℃以上）吹扫通过冷凝器的换热管。这些高温烟气持续加热冷凝器换热管内处于静止或极低流速的水，导致其温度迅速升高并最终发生汽化，产生大量水蒸汽。

2、这些非正常产生的水蒸汽会沿着进水管路进入到与之连通的缓冲容器（例如缓冲罐）中。缓冲容器顶部虽然通常设置有自动排气阀，但这种非正常工况下产生的水蒸汽量，其瞬时产汽速率远大于常规排气阀所能排出的速率。结果导致大量水蒸汽在缓冲罐内积聚，使得罐内压力迅速增大，冷凝器及常压缓冲容器出现承压问题。增大的罐内压力一方面会压低缓冲罐内的实际水位，可能导致水位检测信号失真；更严重的是，它会在整个进水管路系统，特别是冷凝器管路内部形成显著的背压。随着频繁启停循环的累积，该背压会持续升高，进水管路中的流动阻力逐步增大，直至超出循环水泵（通常为小泵）的设计扬程。当系统需要再次启动并补充水时，小泵虽然在运转，但无法克服巨大的背压将水顺利注入缓冲罐内，同时当炉体液位下降至设定补水点，锅炉主水泵（通常为大泵）启动运行时，大泵进水前端管路无法提供所需的供水。系统检测到无法正常补水或水位持续过低，便会触发安全保护机制，导致设备报错并停机。

3、鉴于上述研究，本实用新型的一个目的是提供一种蒸汽发生设备，以改善在超低负荷下设备运行频繁报错的情况。

4、为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：

5、一种蒸汽发生设备，包括：

6、限定有第一烟气流道和蒸汽发生流道的主换热单元；所述蒸汽发生流道的水与所述第一烟气流道的烟气换热形成蒸汽；

7、限定有预热流道的预热单元，用于将所述预热流道的水加热；

8、连通于所述预热单元的出水端以及所述蒸汽发生流道的进水端之间的缓冲容器；

9、用于测量水温的温度检测器，其设置于所述缓冲容器或者所述预热单元或者所述缓冲容器和所述预热单元之间的连通管道上；

10、连通所述缓冲容器的可控开闭的泄压组件。

11、优选的，所述泄压组件包括连通所述缓冲容器的泄压管道，所述泄压管道上设有开关管道的阀门。

12、优选的，所述预热单元为冷凝换热器，其设有冷凝壳体以及设置于冷凝壳体上的冷凝换热管；

13、所述连通管道包括连通最上位置的冷凝换热管的预热出水管段以及连通缓冲容器顶部的竖直进水管；所述温度检测器设置于所述预热出水管段上。

14、优选的，所述预热出水管段为l型管段，其具有相垂直的水平管段和竖直管段，所述预热单元的出水端包括设置于所述竖直管段的下端的上法兰盘；所述竖直进水管的上端设有与所述上法兰盘连接的下法兰盘。

15、优选的，所述温度检测器设置于所述水平管段，距离所述冷凝壳体小于15cm。

16、优选的，所述泄压管道连通于所述缓冲容器的顶部。

17、优选的，所述阀门为电磁阀，所述蒸汽发生设备具有与电磁阀电连接的温控器，所述温控器与所述温度检测器电连接。

18、优选的，所述缓冲容器为缓冲罐，所述缓冲罐的顶部还设有能在其内部压力大于预定压力时打开的排气阀，优选的，排气阀设置于缓冲罐的顶部中心位置；所述缓冲容器的底部还连通有排水管道；所述缓冲罐的顶部还设有水位计。

19、优选的，所述温度检测器包括热电偶，优选的，所述水平管段设有热电偶管接头，热电偶设置于该热电偶管接头上；该热电偶为k型热电偶。

20、优选的，所述泄压管道为z型管道，其中，所述电磁阀设置于所述泄压管道的竖直段，并且，所述温控器设置于所述电磁阀上；所述泄压管道的末端为水平朝向的泄压出口；所述泄压出口低于缓冲罐的底部。

21、有益效果

22、本实用新型所提供的蒸汽发生设备通过设置监测水温的温度检测器以及在缓冲容器上设置泄压组件，在温度检测器监测到温度临近汽化温度之前打开泄压组件进行快速泄压，进而进水小泵可正常向缓冲容器内补水，改善在超低负荷下设备运行频繁报错的情况。

23、并且，在进行快速泄压后因为将大量高温水气排出可快速降低缓冲容器（缓冲罐）压力，预热单元会及时向缓冲容器内补水，预热单元内快速过水与烟气进行换热，将预热单元内的烟气温度快速降低到安全范围内。

24、特别地，具有以下优点：

25、提高了设备在低负荷工况下的运行可靠性：通过主动监测和泄放因预热单元水汽化产生的压力，有效防止了补水系统因背压过高而失效，有效改善了设备在超低负荷工况下频繁报错停机的问题。

26、增强了系统的安全性能：可控的泄压组件能够及时释放异常压力，避免了缓冲容器和相连管道的长时间超压承载，降低了因压力波动带来的潜在安全隐患，保护了设备组件；并且，可有效避免预热单元（冷凝换热器）因汽化后吸热能力降低而导致排烟温度升高超过报警点引起设备报警停机的问题。

27、结构简单，改造成本低：本实用新型仅需增加一个温度检测器、一个可控阀门，对现有蒸汽发生设备的整体结构改动小，易于实施和集成，无论是新设备制造还是旧设备改造，都具有很高的经济性和可行性。