自主式电锅炉的制作方法

1.本实用新型涉及一种自主式电锅炉。


背景技术：

2.迄今为止，出现了一些电锅炉的自主控制系统和运行方法，并公开了应用这些系统和方法的自主式电锅炉和电热水器，但其结构复杂，安全性和便利性不太理想。
3.朝鲜民主主义人民共和国授权专利(授权专利号kp56653)“电锅炉的自主式输出自动控制系统和其运行方法”中所公开的电锅炉的供水装置包括吸水器、缓冲器、电动阀和水泵或喷射器。但因其结构和控制复杂，正常运行时不可避免产生一定的输出波动，执行装置常常出现故障。此外，为了提高初始蒸汽生成速度，将电极构成为密集型且设计优化蒸汽生成筒，但是因为没有采用针对上述情况的电极保护装置，所以无法使所有相电流保持一致，且由于水垢的影响，如果利用硬度为10的水，则每运行120～150小时需要维修一次，结果电极寿命被限制在运行3000～5000小时。
4.朝鲜民主主义人民共和国授权专利(授权专利号kp60290)“自主式蒸汽、热水联合发生装置”中所公开的供水装置由水泵、电动阀、逆止阀组成而变得比较简单，但供给水时需要通过水泵和电动阀来调节进入蒸汽生成筒中的流量，因此控制复杂，存在很多故障因素。
5.从前的电极式电锅炉和上述文献所公开的装置中，蒸汽生成筒均为立式，因此100kw输出的电锅炉只有在流入至少50l以上的水之后才能开始作业，初始蒸汽生成时间为3～5分钟左右，且只有拆卸电极之后才能维修电极，清理蒸汽生成筒。
6.为了克服如上所述的电锅炉的缺点，本实用新型的目的在于，提供新型结构设计的蒸汽生成筒、调节蒸汽生成的简单的输出调节装置、安全装置，以提高自主式电锅炉的性能、能源利用率，提高安全性和运行便利性。
7.就是说，通过新的蒸汽生成筒结构，进一步实现蒸汽生成筒体积的优化，以缩短初始蒸汽生成时间，降低能量损失，保护电极，确保有利于维修电极的条件。另外，应用新的简单结构的输出调节装置，以减少装置故障因素，延长电极维修周期和寿命，确保运行的便利性，同时迅速应对负载侧的耗热，根据耗热对象所需量生成蒸汽，以最大限度地提高能源利用率。另外，增加安全装置，以提高电锅炉的安全性。


技术实现要素：

8.本实用新型一种自主式电锅炉，包括装有电极的蒸汽生成筒、输出调节装置以及安全装置，其特征在于，所述蒸汽生成筒为卧式圆筒结构，包括隔室和电极室，所述隔室具有使水滞留规定时间而能够经过两次软化的空间，所述电极室具有能够设置所述电极的空间，所述隔室与所述电极室由隔板隔开且由导水管连通，在所述电极室设置有电极保护板，所述蒸汽生成筒的筒体与所述电极最接近的间隙为35～100mm；所述电极，具有即使在导电性最低的软水中也能够实现最大输出的作业区间，由六张以上电阻为10ω以下的平板型电
极板以10～30mm的间隔平行布置，两侧和下部的绝缘区间的宽度为5～10mm；所述输出调节装置包括辅助水筒、水泵、截止及调节阀、逆止阀、浮子阀、电磁阀、过滤器、循环管、控制板、电压电流传感器部，压力传感器部和温度传感器部；所述安全装置包括所述水泵、所述循环管、所述电磁阀、安全阀、爆发阀和交流接触器或空气断路器，所述安全阀和所述爆发阀设置在所述电极室外侧且低于所述电极底面。
9.本实用新型的自主式电锅炉包括：蒸汽生成筒，设计成装有电极的新型结构；输出调节装置，结构简单，用于调节蒸汽生成；以及安全装置。
10.新的蒸汽生成筒为卧式圆筒结构，包括隔室和电极室，所述隔室具有使水滞留规定时间并能够经过两次软化的空间，所述电极室具有能够设置电极的空间。隔室与电极室由隔板隔开，隔室里的导水管将隔室上部与电极室下部连通。在电极室设置有电极时，电极下部设置有电极保护板。在蒸汽生成筒的筒体与电极最接近的间隙为35～100mm。蒸汽生成筒具有这样特征的结构，实现蒸汽生成筒体积的优化，将直接接触电极的水量降低到最少，从而缩短初始蒸汽生成时间，即使运行过程中重新启动，借助隔室中被加热的水，也得以缩短初始蒸汽生成时间。还有，无需拆卸电极，也能够维修电极，清理蒸汽生成筒。
11.电极具有在导电性最低的软水中也能够实现最大输出的作业区间，由六张以上电阻为10ω以下的平板型电极板以10～30mm的间隔平行布置，两侧和下部的绝缘区间的宽度为5～10mm。电极设计成将平板型电极板密集布置，从而能够尽可能减少电极设置空间，不仅根据电极浸在水中的长度调节输出，而且将电极电阻限制在规定范围内，从而尽量降低加热电极板所造成的耗电，最大限度地提高基于耗电的蒸汽生成量。此外，为了防止在电极边缘所产生的电流聚焦现象，在电极板两侧和下部，从边缘往里5～10mm左右的部分被绝缘，从而确保电流密度的均匀性。
12.输出调节装置包括辅助水筒、水泵、截止及调节阀、逆止阀、浮子阀、电磁阀、过滤器、循环管、控制板、电压电流传感器部、压力传感器部和温度传感器部。
13.安全装置包括水泵、循环管、电磁阀、安全阀、爆发阀和交流接触器或空气断路器，所述安全阀和爆发阀设置在电极室外侧且低于电极底面。
14.隔板的上端位于电极作业区间的上侧，导水管上端稍低于隔板上端，导水管下端设置在隔板的下部。
15.电极室设置有电极保护板，所述电极保护板与电极的底面隔开30mm以上设置，确保相间电流的同一性，防止因接地电流导致的蒸汽生成筒的电化学腐蚀，还被施加规定的直流电压来防止电极的电化学腐蚀。
16.本实用新型的输出调节装置的辅助水筒是向蒸汽生成筒供给水的开放的筒，设置有循环管、冷凝水回收管，所述循环管与给水管和电极室下部连接。辅助水筒通过过滤器、水泵、第一调节阀、逆止阀与隔室下部连接，也与安全阀、爆发阀、电磁阀的出口连接。在给水管设置有截止阀和浮子阀，在循环管设置有第二调节阀。
17.水泵与隔室底面连接，在水泵和隔室之间设置有逆止阀和第一调节阀。水泵根据设定值(输出、电流、温度、压力)通过隔室向电极室供给水，第一调节阀调节进入隔室的流量，逆止阀防止隔室的水向辅助水筒流出。过滤器过滤辅助水筒的水，并送到隔室。
18.循环管是连接电极室下部和辅助水筒的管，其设置有第二调节阀，当正常运行时，将电极室的杂质送到辅助水筒，同时加热进入辅助水筒中的给水来进行一次软化，当安全
工作时，只要水泵一停止，就执行降低电流、输出、压力。在循环管一次软化的水通过过滤器过滤而进入隔室，在隔室滞留规定时间而被电极室所产生的热量进行二次软化之后流入电极室的下部，再被加热的水与杂质一同向辅助水筒流出。这样的过程连续进行，电极室的杂质被实时去除，水经过二次软化、过滤，从而防止杂质所导致的电极破损和性能下降。此外，通过使电极室的一部分水再循环，能够减小供水时的输出波动。另外，在辅助水筒设置有冷凝水回收管，以能够回收负载侧所产生的冷凝水。冷凝水回收管无需水泵，也能够使负载侧所产生的冷凝水进入辅助水筒，设置在给水管的浮子阀关闭以能够切断给水。当所生成的蒸汽全部变成冷凝水时，设置在给水管的浮子阀自动关闭，以不使用给水，将设置在循环管的第二调节阀关闭而不进行再循环。
19.电磁阀是当电极室的输出(或电流、压力、温度)超过设定值时，根据控制板信号将水向外排出的装置，其入口从电极板的下部连接到蒸汽生成筒的电极室，出口连接到外部或辅助水筒。电磁阀和电极室之间设置有截止阀，从而能够不给正常工作造成障碍地维修电子阀。
20.控制板安装有plc或者单片微型计算机，根据电压、电流传感器部、温度传感器部、压力传感器部的测定值和输出、电流限制值、温度、压力的预设定值，按照“先稳定输出-后稳定温度(或压力)”原理控制输出调节装置的水泵和电磁阀，以调节输出，使电锅炉保持规定的温度(或压力)。压力传感器部和温度传感器部分别能够测定锅炉的压力和负载侧的温度，根据该负载侧的需要生成蒸汽。另外，控制板自动控制安全装置。
21.本实用新型的安全装置中，水泵、电磁阀、交流接触器或空气断路器根据控制板的信号工作，而安全阀、爆发阀的工作与信号无关，在压力达到规定临界值时工作。
22.本实用新型的自主式电锅炉的所有结构和装置，在每当电极的作业区间的水位变化1mm时，以10～150a的电流变化量调节电极的电流，从而根据电极浸在水中的高度调节输出。
23.本实用新型的优点在于，具备即时的蒸汽生成功能，即从接通电源，电流从零开始上升至少1分钟内即能生成设定输出的蒸汽。
24.此外，根据针对负载侧的耗热变化所设定的压力和温度的变化，即时确保相应的蒸汽生成。
25.此外，具有多重安全功能，从而不受电压、频率波动和水硬度的影响，能够稳定地生成设定值的蒸汽。
26.此外，蒸汽生成筒为具有隔室的卧式圆筒，采用了电极保护板，从而减小水垢的影响，增加电极寿命和安全性，且确保电极板维修的便利性，与现有装置相比，电极维修周期和寿命分别延长到10倍和2～5倍。
27.此外，简化供水装置，以减小正常运行时的输出波动和故障率；利用辅助水筒将水软化、过滤，从而确保回收利用冷凝水。
28.此外，能够设置在负载侧就近，减少管路中的热量损失和蒸汽输送所需压力导致的热量损失。
附图说明
29.图1a、图1b是本实用新型的自主式电锅炉的结构图。
30.图2示出电极的结构。
31.图3a、图3b示出本实用新型的自主式电锅炉的输出调节过程。
32.附图标记说明
33.100：蒸汽生成筒
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110：隔室
34.111：导水管
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112：隔板
35.120：电极室
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130：电极保护板
36.200：电极
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201：作业区间
37.202：绝缘区间
38.300：输出调节装置
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310：辅助水筒
39.311：浮子阀
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312：阀
40.313：给水管
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314：冷凝水回收管
41.320：水泵
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321：第一调节阀
42.322：逆止阀
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323：过滤器
43.330：循环管
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331：第二调节阀
44.340：电磁阀
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341：截止阀
45.350：控制板
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351：电流电压传感器部
46.352：压力传感器部
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353：温度传感器部
47.400：安全装置
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401：安全阀
48.402：爆发阀
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403：交流接触器或空气断路器
49.500：退水阀
具体实施方式
50.下面，结合附图，具体说明本实用新型的自主式电锅炉结构、输出调节过程、安全装置的工作过程。
51.如图1a、图1b所示，本实用新型的自主式电锅炉包括装有电极200的蒸汽生成筒100、输出调节装置300以及安全装置400。
52.蒸汽生成筒100包括隔室110和电极室120，所述蒸汽生成筒100设计成卧式圆筒结构，能够使100kw输出的电锅炉用15l水就能够开始生成蒸汽，结果。将初始蒸汽生成时间缩短到0.5～1分钟左右。15l水中也只有10l左右的水进入电极室120用于作业。
53.导水管111将隔室110的上部和电极室120的下部连通，因此对初始蒸汽生成的影响很小，重新启动后也仍旧保持隔室110的水，因此即使低温水进入隔室 110，被加热的水仍然会进入电极室120中，得以缩短蒸汽生成时间。
54.如图2所示，电极200由几个平板型电极板以等间距设置，每个电极板划分为作业区间201和绝缘区间202。
55.作业区间201具有在导电性最低的软水中工作时能够确保最大输出以上的面积。两侧和下部的绝缘区间202的宽度设为5～10mm，以防止在电极板的边缘所产生的电流聚焦现象，以使在每个电极板中流动的电流保持一致。每个电极板和作业区间201的电阻确保在规定的范围内，以最大限度地降低电流中途损失。
56.如图3a、图3b所示，进入隔室110的水在隔室110的上部通过导水管111 流入电极
室120的下部，这样，供给水时延长水在隔室110和电极室120的滞留时间，使水受热而软化，从而减小因水垢导致的电极破损和性能下降，为维修电极提供有利条件。
57.本实用新型的自主式电锅炉的输出调节过程具体如下：
58.接通控制板350的电源，设定控制板350的输出、温度、压力、电流极限值的预定值。接通控制板350的电源之后，电磁阀340被打开，电极室120的水向外流出，以确保初始动作的安全性。设定结束之后，按下运行键开始运行。此时，主电源通过交流接触器或空气断路器403接通之后，水泵320启动，将辅助水筒 310的水送到隔室110，然后隔室110的水再通过导水管111进入电极室120。电极室120的水与电极200接触就开始生成蒸汽。达到设定输出的30～40％临界时，停止水泵320，观察30秒输出上升程度之后再启动水泵320达到输出设定值。若测定值达到设定值，则停止水泵320，若测定值低于设定值，则再启动水泵320 提高输出。此时，测定值和设定值之间的误差不超过
±
5％范围。一旦开始运行，进入电极室120的水的一部分通过循环管330流入辅助水筒310，此时，电极室 120的一部分杂质也一同流出。此外，进入辅助水筒310的给水经过一次加热而被软化，通过设置在水泵320前端的过滤器323的过滤，将经过过滤的水送到隔室110。流入隔室110的水滞留一定时间，受高热而再次经过软化，通过导水管 111进入电极室120。根据设定输出生成、供给蒸汽，负载侧的压力或温度达到设定值时，调节水泵320的启停来降低输出，从而运行中使压力或温度得以稳定。上述的所有过程都由控制板自动进行。
59.本实用新型的自主式电锅炉的安全装置400的工作过程具体如下：
60.首先，运行中任一个测定值超过设定值的限制范围时，停止水泵320。这样，电极室120的水只能通过循环管330向外流出而不能进入，电流、输出、压力同时下降。在此过程执行不顺利，或者执行后也不能在所需时间内下降到设定值的情况下，打开电磁阀340将电极室120的水向外排出。若上述的两种安全工作执行都不顺利，测定值在设备的危险临界值，则通过断开交流接触器或空气断路器 403来切断主电源。这样，电流和输出变成零，如上所述，水通过循环管330向外流出，压力也下降。如上过程由控制板350自动进行。如果自动安全装置都不工作，连接到电极室120的安全阀401和爆发阀402中的任一个工作，将电极室 120的水向外排出，以确保自主式电锅炉的安全性。