專利名稱：電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種蒸汽過熱系統(tǒng)，特別是有關(guān)一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼鐵冶金、機(jī)械制造行業(yè)中采用蒸汽抽真空用于真空精煉、真空鑄錠的 的場合，采用飽和蒸汽過熱發(fā)電的場合，尾蒸汽過熱再利用等場合都需要過 熱蒸汽作為動力源。特別是真空精煉、真空澆注鑄錠作業(yè)，其生產(chǎn)特點(diǎn)是一 種不連續(xù)的間斷作業(yè)，廣泛使用到以過熱蒸汽作為動力源的蒸汽抽真空系 統(tǒng)。
目前制備過熱蒸汽的傳統(tǒng)手段主要包括兩種第一、采用燃油或燃?xì)庾?熱源的快速鍋爐來生產(chǎn)過熱蒸汽。第二、在有低壓飽和蒸汽條件的情況下， 由低壓飽和蒸汽利用燃?xì)膺^熱裝置來制取過熱蒸汽。其中傳統(tǒng)的燃油或燃?xì)?快速鍋爐，投資高、裝備龐大，啟動時(shí)間長、間歇期間熱能浪費(fèi)嚴(yán)重，熱效 率相對低。而使用燃?xì)馊紵訜岬蛪猴柡驼羝娜細(xì)膺^熱裝置，也存在熱效 率低、燃燒室材料易損壞、調(diào)節(jié)靈敏性差等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為克服傳統(tǒng)快速鍋爐設(shè)備相對龐大、投資 高、熱效率低、啟動時(shí)間長、余熱浪費(fèi)的不足；燃?xì)膺^熱裝置熱效率低、斷 續(xù)生產(chǎn)燃燒室耐火材料易損壞和可控性差的缺點(diǎn)，提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽 過熱系統(tǒng)，利用電磁感應(yīng)加熱原理，使換熱體集導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、發(fā)熱、換熱于一體，直接由換熱體來制取過熱蒸汽，從而達(dá)到快速、高效、可控程 度高、使用便捷、投資省的目的，電熱轉(zhuǎn)化效率高；并且換熱體集磁性體和
提供換熱空間于一身，無需進(jìn)行磁性體和換熱箱的焊接，換熱體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 高，使用場合更廣，且在通入飽和蒸汽來生產(chǎn)過熱蒸汽的情況下無震動、噪 音低。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)， 其電磁感應(yīng)過熱裝置能構(gòu)成為蒸汽輸送網(wǎng)中相對獨(dú)立可拆卸的一個(gè)模塊化 部件，體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、拆裝使用方便。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)， 能在結(jié)垢后進(jìn)行自清理。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)， 能夠直接通入水作為介質(zhì)來制取過熱蒸汽。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)， 能解決間斷用氣分時(shí)不均衡用氣量的矛盾，使運(yùn)行成本更低、更合理。
本發(fā)明提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，包括電磁感應(yīng)過熱裝置，所
述電磁感應(yīng)過熱裝置包括
換熱體，由具有導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的金屬材料制成，所述換熱體設(shè)置 多個(gè)透孔；
絕熱層，設(shè)于換熱體外圍；
感應(yīng)線圈，繞設(shè)于絕熱層外圍；以及
絕緣層，設(shè)于所述絕熱層和所述感應(yīng)線圈之間。
根據(jù)上述方案，本發(fā)明相對于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的效果是顯著的在感應(yīng)線圈通 電后產(chǎn)生的交變磁場直接作用在換熱體上，使換熱體內(nèi)產(chǎn)生渦流電流，從而， 實(shí)現(xiàn)電能向熱能的轉(zhuǎn)換，換熱體是電磁感應(yīng)的發(fā)熱體，在實(shí)現(xiàn)電能向熱能轉(zhuǎn) 變的同時(shí)，經(jīng)流換熱體透孔的蒸汽與透孔內(nèi)壁進(jìn)行換熱，使蒸汽產(chǎn)生過熱。 本發(fā)明利用電磁感應(yīng)加熱原理，使換熱體集導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、發(fā)熱、換熱于一體，能直接由發(fā)熱體與蒸汽換熱制取過熱蒸汽，需要過熱蒸汽隨時(shí)給感 應(yīng)線圈通電實(shí)現(xiàn)對蒸汽過熱，啟動快速、換熱效率高、可控程度好、使用便 捷、投資省，絕熱層能避免換熱體的熱量向外散失，電熱轉(zhuǎn)化效率高，用電 作為熱源還有清潔、環(huán)保、無污染的優(yōu)點(diǎn)；并且因?yàn)楸景l(fā)明中的換熱體集磁 性體和提供換熱空間于一身，無需進(jìn)行磁性體和換熱箱的焊接，換熱體結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度大，能適用于快速、慢速啟動與快速、慢速加熱等各種場合，使用場合 更廣；進(jìn)一步是以換熱體內(nèi)的透孔內(nèi)壁表面作為換熱面，換熱面為非自由狀 態(tài)的固定表面，在通入飽和蒸汽時(shí)無震動、噪聲低。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電磁感應(yīng)式過熱裝置包括外殼體、進(jìn)口 法蘭和出口法蘭，由進(jìn)出口法蘭和外殼體，使整個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置構(gòu)成了 蒸汽輸送網(wǎng)中相對獨(dú)立可拆卸的一個(gè)模塊化部件，體積小、相對結(jié)構(gòu)簡單、 拆裝使用方便，利于整個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置在蒸汽輸送網(wǎng)中的安裝和拆卸。 進(jìn)口法蘭和出口法蘭兩者當(dāng)中的一者與換熱體間焊接連接，保證了結(jié)構(gòu)的整 體剛度與密封，另一者與換熱體通過螺紋和金屬墊密封連接，保證了整個(gè)電 磁感應(yīng)裝置的可拆裝性，以便于電磁感應(yīng)過熱裝置的內(nèi)部維修；當(dāng)然也可使 二者與換熱體均采用焊接連接，強(qiáng)度較高，或者二者均釆用螺紋和金屬墊密 封和換熱體連接。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的電磁感應(yīng)過熱裝置配置有自清理裝 置，所述清理裝置包括與進(jìn)口法蘭或出口法蘭配合的清理盤，在所述清理盤 上設(shè)有清理噴嘴。這樣在需要清理時(shí)，將電磁感應(yīng)過熱裝置從蒸汽輸送管路 中拆卸下來，在進(jìn)口法蘭或出口法蘭上組裝上自清理裝置的清理盤，由清理 噴嘴向換熱體內(nèi)腔內(nèi)注入草酸或稀硫酸溶液，低溫加熱稍許即可將結(jié)始溶于 草酸溶液，排出溶液后用清水清洗一遍即可。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在進(jìn)口法蘭處設(shè)有進(jìn)口蒸汽監(jiān)測儀，包括溫 度監(jiān)測元件(例如測溫?zé)犭娕?、流量計(jì)和壓力計(jì)，用于測定通入蒸汽的溫 度、流量和壓力；在出口法蘭處設(shè)有過熱蒸汽溫度監(jiān)測元件例如測溫?zé)犭娕迹辉趽Q熱體上連接溫度監(jiān)測元件，以監(jiān)測換熱體的發(fā)熱溫度。這些感測元件對 進(jìn)口溫度、流量、出口溫度、換熱體溫度進(jìn)監(jiān)控，并將信號傳送給電磁感應(yīng) 式蒸汽過熱系統(tǒng)的控制回路，為控制回路提供了必要的控制與監(jiān)控信號，控 制回路與主供電回路的聯(lián)動使輸出蒸汽指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了自動控制，因此使其具備 了自控能力強(qiáng)、蒸汽過熱指標(biāo)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)包括通過管路依次 串聯(lián)聯(lián)接的一個(gè)過濾器和兩個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置，過濾器將水中的雜質(zhì)及鹽 分去除，在過濾器和相鄰的電磁感應(yīng)過熱裝置之間設(shè)有加壓泵和閥門。該實(shí) 施方式可以直接輸入水作為介質(zhì)，由第一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置當(dāng)做蒸汽發(fā)生 器制取飽和蒸汽，再使由第一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置制取的飽和蒸汽通入下一 個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置，來制取過熱蒸汽。當(dāng)然，如果僅使一個(gè)電磁感應(yīng)過熱 裝置連接一個(gè)過濾器，該電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，就可以當(dāng)做電磁感應(yīng)蒸 汽發(fā)生器，來制取飽和蒸汽。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)包括兩個(gè)以上并聯(lián) 的電磁感應(yīng)過熱裝置，每個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置分別設(shè)有啟閉閥門，這樣每一 個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置能作為一個(gè)獨(dú)立單元，可根據(jù)使用場合用氣量的不同， 開啟其中的一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置，解決了間斷用氣分時(shí)不均 衡用氣量的矛盾，能使運(yùn)行成本更低、更合理。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式1的一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的剖視圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施方式1的又一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的剖視圖。
圖3為圖2的A-A向視圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施方式1中圖2的實(shí)施方式裝配自清理裝置的剖視圖。 圖5為本發(fā)明實(shí)施方式1中圖2的實(shí)施方式的裝配過程示意圖。 圖6為本發(fā)明的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的主供電回路的電路圖。圖7為本發(fā)明的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的控制回路的方塊圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施方式2的一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的示意圖。 圖9為本發(fā)明實(shí)施方式3的一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式l
本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式提供一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，包括一個(gè)以上 的電磁感應(yīng)過熱裝置1，在此實(shí)施方式中，以包括一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1
為例進(jìn)行描述。該電磁感應(yīng)過熱裝置l包括
換熱體ll，由具有導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的金屬材料制成，其中導(dǎo)磁性為 能產(chǎn)生渦流電流，導(dǎo)電性為了具有一定電阻能發(fā)熱，傳熱性為使換熱好，優(yōu) 選鐵素體不銹鋼，這種材質(zhì)具有較好的耐蝕性和耐高壓能力，特別適用于工 業(yè)抽真空過熱蒸汽條件，在無腐蝕性的環(huán)境下，換熱體11也可采用鑄鐵、 碳鋼及低合金鋼等材質(zhì)制成；在換熱體11上設(shè)置多個(gè)沿?fù)Q熱體11軸向延伸 的透孔110，這些透孔110在換熱體11的徑向截面內(nèi)均勻分布，這些透孔 110直纟5可設(shè)計(jì)為10 30mm;
絕熱層15，設(shè)于換熱體ll外圍，絕熱層15能避免換熱體11的熱量向 外散失，提高電熱轉(zhuǎn)化效率，絕熱層15與換熱體11之間可以采用纏裹連接；
感應(yīng)線圈13，纏裹繞設(shè)于絕緣層12外圍，感應(yīng)線圈13優(yōu)選水冷式感應(yīng) 線圈，散熱效果好，能適用于大功率的工業(yè)領(lǐng)域，感應(yīng)線圈13之間由支撐 物支撐連接且相互絕緣；
絕緣層12，設(shè)于絕熱層15和感應(yīng)線圈13之間，以使通電的感應(yīng)線圈 13絕緣，優(yōu)選使絕緣層12纏裹包覆于絕熱層15外圍，絕緣層12與絕熱層 15之間為纏裹連接，而感應(yīng)線圈13繞設(shè)于絕緣層12外圍優(yōu)選采用纏裹連接； 另外，絕緣層繞12也可以設(shè)于感應(yīng)線圈13的導(dǎo)線線體外部，設(shè)置了絕緣層 12的感應(yīng)線圈13再繞設(shè)于絕熱層15外圍。感應(yīng)線圈13通電產(chǎn)生交變磁場，直接作用在換熱體11上使其產(chǎn)生渦流 電流，實(shí)現(xiàn)電能向熱能的轉(zhuǎn)換，換熱體11又是電磁感應(yīng)的發(fā)熱源，飽和蒸
汽通入換熱體11時(shí)，使流經(jīng)換熱體11透孔110的飽和蒸汽與透孔110內(nèi)壁 進(jìn)行換熱，依據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程P(,V。/T^PW/L，換熱體ll采用大量狹 長的透孔110將蒸汽進(jìn)口與出口聯(lián)通，利用充足的飽和蒸汽與換熱體11的 透孔110孔壁接觸表面實(shí)現(xiàn)換熱，屬等壓換熱方法，P。與P,可近似認(rèn)為相等 即P。 = Pm因此當(dāng)被加熱蒸汽溫度T。提高n倍時(shí)，同質(zhì)量蒸汽體積將提高 同樣n的倍數(shù)，其產(chǎn)蒸汽量(體積)相當(dāng)于n個(gè)蒸汽鍋爐的產(chǎn)蒸汽量(體積)， 從而可以實(shí)用、便捷的制取過熱蒸汽。
該換熱體11集導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、發(fā)熱、換熱、耐蝕于一體，利用電 磁感應(yīng)加熱原理，直接由換熱體11與飽和蒸汽換熱來制取過熱蒸汽，隨時(shí) 給感應(yīng)線圈13通電，隨時(shí)可實(shí)現(xiàn)對蒸汽過熱，啟動快速、換熱效率高、可 控程度好、使用便捷、投資??；同時(shí)換熱體11集磁性體和提供換熱空間于 一身，無需進(jìn)行磁性體和換熱箱的焊接，換熱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，使用場合更廣； 以換熱體11內(nèi)的透孔110內(nèi)壁表面作為換熱面，該換熱面為非自由狀態(tài)的 固定表面，在通入蒸汽時(shí)無震動、噪聲低。
如圖2、 3所示，進(jìn)一步，電磁感應(yīng)過熱裝置1還包括導(dǎo)磁體16,導(dǎo)磁 體16包括多個(gè)導(dǎo)磁組件160，例如5 20個(gè)，圖2、 3中所示的方案為8個(gè)， 在感應(yīng)線圈13外圍沿圓周均勻布置，每個(gè)導(dǎo)磁組件160由多片兩端具有頭 部162、中間具有凹槽161的"["型硅鋼片疊成，兩端的頭部162朝向換 熱體11的方向，而感應(yīng)線圈13及絕緣層12位于凹槽161內(nèi)，從而能防止 磁外散，避免磁污染，感應(yīng)線圈13與導(dǎo)磁體16間通過絕緣物相互絕緣。
如圖2、 3所示，進(jìn)一步，包括外殼體14及分別設(shè)在電磁感應(yīng)過熱裝置 1兩端的進(jìn)口法蘭2和出口法蘭3。該外殼體14、進(jìn)出口法蘭2、 3優(yōu)選由不 導(dǎo)磁的金屬材質(zhì)制成，例如奧氏體不銹鋼材料，能避免外殼體14、進(jìn)出口法 蘭2、 3受到磁場的不利影響。外殼體14包覆在感應(yīng)線圈13外部且與感應(yīng)線圈13之間非接觸式絕緣。當(dāng)然外殼體14不是必須的，還可以根據(jù)現(xiàn)場具 體空間單獨(dú)定制能包覆住感應(yīng)線圈的外保護(hù)罩，既能保護(hù)內(nèi)部構(gòu)件，也使感 應(yīng)線圈13避免與外界短路漏電。設(shè)置進(jìn)口法蘭2和出口法蘭3便于將電磁 感應(yīng)過熱裝置l連接于蒸汽輸送網(wǎng)中。感應(yīng)線圈13與進(jìn)出口法蘭2、 3之間 由絕緣物支撐絕緣連接，導(dǎo)磁體16與進(jìn)出口法蘭2、 3之間采用螺絲絕緣把 合連接，外殼體14與進(jìn)出口法蘭2、 3之間采用螺絲把合連接或鉚接。其中 進(jìn)口法蘭2與換熱體11間采用焊接連接，保證了結(jié)構(gòu)的整體剛度與密封； 出口法蘭3與換熱體11采用螺紋31和耐高溫高壓的金屬密封墊圈32密封 連接，保證了整個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1的可拆裝性，在進(jìn)行內(nèi)部維修時(shí)可以 將該出口法蘭3拆卸下來，再依次卸下內(nèi)部構(gòu)件；當(dāng)然也可以使進(jìn)口法蘭2 釆用螺紋31和耐高溫高壓的金屬墊圈32密封連接，出口法蘭3與換熱體11 焊接，效果是相同的，只是在內(nèi)部維修時(shí)拆卸進(jìn)口法蘭2。另外進(jìn)出口法蘭 2、 3也可以同時(shí)焊接在換熱體11的兩端，強(qiáng)度較高；也可以均通過螺紋和 金屬墊圈和換熱體ll密封連接。由進(jìn)出口法蘭2、 3和外殼體14，能使整個(gè) 電磁感應(yīng)過熱裝置1構(gòu)成為蒸汽輸送網(wǎng)中相對獨(dú)立的可拆卸的一個(gè)模塊化部 件，體積小、相對結(jié)構(gòu)簡單、拆裝使用方便，非常利于整個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝 置l在蒸汽輸送網(wǎng)中的安裝和拆卸，能適應(yīng)于各種現(xiàn)有的蒸汽輸送網(wǎng)中，來 改造現(xiàn)有蒸汽過熱系統(tǒng)。
如圖2、 3所示，進(jìn)一步，在進(jìn)口法蘭2處設(shè)有進(jìn)口蒸汽監(jiān)測儀，包括 溫度監(jiān)測元件21 (例如測溫?zé)犭娕?、流量計(jì)22和壓力計(jì)23，用于測定通 入飽和蒸汽的溫度、流量和壓力；在出口法蘭3處設(shè)有過熱蒸汽溫度監(jiān)測元 件33 (例如測溫?zé)犭娕?，在換熱體ll上連接溫度監(jiān)測元件lll，以監(jiān)測換 熱體的溫度。這些測溫?zé)犭娕肌⒘髁坑?jì)和壓力計(jì)與進(jìn)出口法蘭2、 3之間均 采用穿過式密封連接。
如圖4所示，在進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例中，由于飽和蒸汽內(nèi)仍會帶來少量 礦物鹽，在蒸汽過熱過程中礦物鹽與換熱體接觸的同時(shí)一部分隨蒸汽進(jìn)入管道， 一部分被沉積在換熱體透孔內(nèi)壁上形成結(jié)垢，隨著結(jié)垢厚度的增加，換 熱效率下降，再增厚將會堵塞透孔，因此應(yīng)定期清理。為此，本發(fā)明的電磁
感應(yīng)過熱裝置1配置有自清理裝置4，自清理裝置4包括與進(jìn)口法蘭2配合 的清理盤41，清理盤41與進(jìn)口法蘭2之間由耐高溫高壓的密封圈42密封， 在清理盤41上設(shè)有清理噴嘴43，清理噴嘴43與清理盤41之間由密封圈44 密封。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，該自清理裝置4可以配合在出口法蘭3處， 能達(dá)到相同的清洗功能。在需要清理時(shí)，將電磁感應(yīng)過熱裝置l從蒸汽輸送 管路中卸下來，在進(jìn)口法蘭2 (或出口法蘭3)上組裝上自清理裝置4的清 理盤41，由清理噴嘴43向換熱體11內(nèi)腔內(nèi)注入草酸或稀硫酸溶液，低溫加 熱稍許即可將結(jié)垢溶于草酸溶液，排出溶液后用清水清洗一遍即可。
如圖5所示，電磁感應(yīng)過熱裝置1的裝配步驟是首先將制造好的換熱 體11垂直放置與裝配平臺上，在換熱體11外表面纏繞絕熱纖維層構(gòu)成絕熱 層15，纏實(shí)壓緊；在絕熱層15外圍繼續(xù)包裹絕緣層12，纏實(shí)壓緊；在絕緣 層12外圍套裝水冷式的感應(yīng)線圈13，將感應(yīng)線圈13繞勻并用絕緣棒131 將感應(yīng)線圈13的匝與匝間固定；而后，安裝密封墊圈、出口法蘭3(不用上 到位)，吊起己組的組件，安裝到進(jìn)口法蘭2上焊合，上緊出口法蘭3，安裝 導(dǎo)磁體16使其與進(jìn)出口法蘭2、 3由螺固件把合固定，安裝外殼體14，將感 應(yīng)線圈13的電源接口對準(zhǔn)外殼體14的進(jìn)出線口，電源接口與短網(wǎng)連接，最 后安裝監(jiān)測熱電偶、流量表22、壓力表23，即完成組裝。
如圖6、 7所示，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng) 還包括主供電回路5和控制回路6;其中
如圖6所示，主供電回路5，用于為感應(yīng)線圈13提供所需的頻率交變電， 優(yōu)選中頻電，其依序包括開關(guān)控制模塊51，整流、功率調(diào)節(jié)模塊52，濾波 模塊53，逆變、頻率調(diào)節(jié)模塊54及感應(yīng)線圈負(fù)載55。主供電電源采用最普 遍的380V三相交流電源，三相交流電源經(jīng)前述各模塊的整流、濾波等作用， 提供了系統(tǒng)所需的中頻交變電，該中頻電再由水冷電纜短網(wǎng)與電磁蒸汽過熱裝置1的感應(yīng)線圈13相連接。
控制回路6，用于對電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)的電磁感應(yīng)過熱裝置1的整個(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行控制，其依序包括輸入單元61，輸入單元61包括指標(biāo)輸入和監(jiān)測信號輸入兩類，其中監(jiān)測信號輸入包括換熱體11進(jìn)口壓力、進(jìn)口溫度、進(jìn)口流量，換熱體11溫度、出口溫度、主供電回路電流和主供電
回路電壓；顯示單元62，用于顯示包括主供電電路5輸出有功功率在內(nèi)的全部即時(shí)監(jiān)測信號、輸入、輸出信號；A/D轉(zhuǎn)換單元63，將檢測的模擬信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識別的數(shù)字信號；控制與調(diào)節(jié)單元64，由控制模塊641、計(jì)算模塊642、功率調(diào)節(jié)模塊643、頻率調(diào)節(jié)模塊644組成；電源調(diào)節(jié)單元65，對應(yīng)主供電回路5的功率調(diào)節(jié)信號接口 521和頻率調(diào)節(jié)信號接口 541對電源進(jìn)行功率與頻率調(diào)節(jié)；加熱設(shè)備調(diào)節(jié)單元66，進(jìn)行主供電回路5施加到加熱設(shè)備功率與頻率的改變，達(dá)到調(diào)節(jié)設(shè)備加熱的效果。
電磁感應(yīng)過熱裝置1的進(jìn)口法蘭2處的壓力計(jì)22，溫度感測元件21，流量計(jì)23，換熱體11上的溫度監(jiān)測元件111，出口法蘭3處的溫度感測元件33，主供電回路5的開關(guān)控制模塊51的電流電壓功率監(jiān)測信號輸出接口512、啟動開關(guān)QM2，整流、功率調(diào)節(jié)模塊52的功率信號采集接接口 521，逆變、頻率調(diào)節(jié)模塊54的頻率調(diào)節(jié)信號接口 541均與輸入單元61電連接，為控制回路6提供了必要的控制與監(jiān)控信號，經(jīng)控制回路6的計(jì)算反饋后再給主供電回路5提供指令信號，以對主供電回路5的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制，控制回路6與主供電回路5的聯(lián)動使輸出蒸汽指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了自動控制，因此使其具備了自控能力強(qiáng)、蒸汽過熱指標(biāo)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)?？刂苹芈?的控制流程是現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容，不是本發(fā)明的重點(diǎn)，不再詳述。
實(shí)施方式2
如圖8所示，該實(shí)施方式的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)7采用到實(shí)施方式1中提供的各種電磁感應(yīng)過熱裝置1，區(qū)別是該實(shí)施方式中電磁感應(yīng)過熱裝置l包括兩個(gè)且串聯(lián)聯(lián)接，再配合一個(gè)過濾器73，用于去除水中的雜質(zhì)及礦物鹽，就可以直接輸入潔凈水作為介質(zhì)來生產(chǎn)過熱蒸汽。
在該實(shí)施方式中提供的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)7，依序包括相連接的進(jìn)水管71、進(jìn)水閥門72、過濾器73、潔凈水出水管74、加壓泵75、潔凈水進(jìn)水管76、潔凈水閥門761、作為蒸汽發(fā)生器701的電磁感應(yīng)過熱裝置1、飽和蒸汽管路77、作為蒸汽過熱器702的電磁感應(yīng)過熱裝置1、過熱蒸汽閥門78和過熱蒸汽輸出管路79，過濾器73、兩個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置l、加壓泵75等部件與主供電回路5和控制回路6相連接在一起。該電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)7可以直接輸入水作為介質(zhì)，由第一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1當(dāng)做蒸汽發(fā)生器701制取出飽和蒸汽，再使由第一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1制取的飽和蒸汽通入下一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1作為蒸汽過熱器702，來制取過熱蒸汽。當(dāng)然，如果僅讓一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置連接一個(gè)過濾器，該電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)就可以當(dāng)做電磁感應(yīng)蒸汽發(fā)生器，以用來制取飽和蒸汽。
工作過程是打開過濾器73的進(jìn)水閥門72，啟動加壓泵75使蒸汽發(fā)生器701進(jìn)水口壓力預(yù)加壓至飽和蒸汽平衡壓力，同時(shí)啟動蒸汽發(fā)生器701、蒸汽過熱器702使其換熱體11溫度分別達(dá)到正常生產(chǎn)過熱蒸汽過熱所需溫度后，打開蒸汽發(fā)生器701進(jìn)口閥門，調(diào)節(jié)到所需蒸汽用水量的流量。水源可采用工業(yè)余熱預(yù)熱過、經(jīng)凈化處理去除沉淀物雜質(zhì)的工業(yè)水或地下水，使工業(yè)水或地下水依箭頭Fl流入過濾器73，工業(yè)水或地下水經(jīng)過濾器73過濾，水中的礦物鹽、含鹽濃鹽水依箭頭F2由濃鹽水出口 731進(jìn)入相應(yīng)的處理系統(tǒng)而被去除，經(jīng)過濾器73處理過的潔凈水依箭頭F3經(jīng)加壓泵75、潔凈水閥門761按照要求流量進(jìn)入蒸汽發(fā)生器701，經(jīng)與換熱體11換熱生成飽和蒸汽，飽和蒸汽依箭頭F4經(jīng)飽和蒸汽管路77進(jìn)入蒸汽過熱器702，經(jīng)過熱的過熱蒸汽經(jīng)由過熱蒸汽輸出管路79依箭頭F5輸送至相應(yīng)的應(yīng)用場合。
實(shí)施方式3如圖9所示，該實(shí)施方式的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)9采用到實(shí)施方式1中提供的各種電磁感應(yīng)過熱裝置1，區(qū)別是該實(shí)施方式中電磁感應(yīng)過熱裝置1包括兩個(gè)以上且并聯(lián)聯(lián)接，實(shí)踐中選擇三個(gè)或四個(gè)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，但理論上可以選擇包括五個(gè)以上，每個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1分別設(shè)有啟閉閥門，這樣每一個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1能作為一個(gè)獨(dú)立單元，可根據(jù)使用場合用氣量的不同，開啟其中的一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)，以解決間斷用氣分時(shí)不均衡用氣量的矛盾，能使運(yùn)行成本更低、更合理。
如圖9所示，以鋼廠真空精煉車間應(yīng)用為例，某真空精煉車間有真空精煉設(shè)備兩座分別為50噸、100噸，使用蒸汽來源為煉鋼余熱鍋爐產(chǎn)低壓飽和蒸汽，最小處理鋼液量為50噸，最大處理鋼液量150噸(兩座真空精煉設(shè)備同時(shí)開啟)。本實(shí)施例采用如圖9所示的三個(gè)功率完全相同的電磁感應(yīng)過熱裝置1并聯(lián)制取過熱蒸汽。將三個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1安裝在管道中，管路包括主進(jìn)法蘭90、主進(jìn)管91、三個(gè)分進(jìn)管92、與三個(gè)分進(jìn)管92相連接的分進(jìn)法蘭93、三個(gè)與分進(jìn)法蘭93對應(yīng)的分出法蘭94，與三個(gè)分出法蘭94對應(yīng)的分出管95、主出管96和主出法蘭97，在每個(gè)分進(jìn)管92和分出管95上分別設(shè)有閥門98。其中主進(jìn)法蘭90與飽和蒸汽出口法蘭相連，每個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1的進(jìn)口法蘭2與對應(yīng)的分進(jìn)法蘭93相連，每個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置的出口法蘭3與對應(yīng)的分出法蘭94相連，主出法蘭97與過熱蒸汽輸出管道法蘭連接，將每個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1的感應(yīng)線圈13電源接口與對應(yīng)主供電回路5的水冷短網(wǎng)連接。
在生產(chǎn)時(shí)，如進(jìn)行50噸鋼液真空處理時(shí)，就可以先關(guān)閉三個(gè)分進(jìn)管92上的任兩個(gè)閥門98 (例如圖右側(cè)的兩組)，同時(shí)將對應(yīng)的兩個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1及配電系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。硬件條件一切準(zhǔn)備完畢后，首先將外部電源開關(guān)處于接通狀態(tài)，在控制面板輸入初始參數(shù)及控制參數(shù)(進(jìn)口飽和蒸汽壓力、流量、溫度，設(shè)定出口過熱蒸汽溫度，換熱器正常工作溫度)，啟動控制面板啟動開關(guān)，主供電回路5給剩余的一組電磁感應(yīng)熱裝置1的感應(yīng)線圈13送電，當(dāng)換熱體ll溫度達(dá)到正常換熱工作溫度時(shí)，自動打開該組電磁
感應(yīng)熱裝置1的飽和蒸汽分進(jìn)管92上的閥門98，飽和蒸汽依箭頭Al經(jīng)主進(jìn)管91、分進(jìn)管92與左側(cè)一組換熱體11，過熱蒸汽經(jīng)左側(cè)一組的分出管95與主出管96依箭頭A2送出并被輸送至過熱蒸汽主管路。在進(jìn)行100噸鋼液真空處理時(shí)，如上所述，打開任意兩組工作， 一組處于休眠狀態(tài)；在進(jìn)行150噸鋼液真空處理時(shí)，將三組全部打開共同工作。從而能根據(jù)使用場合用氣量的不同，開啟其中的一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置1，解決了間斷用氣分時(shí)不均衡用氣量的矛盾，能使運(yùn)行成本更低、更合理。
但以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容所作的等同變化與修飾，即任何他人利用電磁感應(yīng)原理，在換熱體上設(shè)多個(gè)用來與介質(zhì)換熱的透孔，以使換熱體ll導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、發(fā)熱、換熱于一體，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁感應(yīng)過熱裝置，所述電磁感應(yīng)過熱裝置包括換熱體，由具有導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的金屬材料制成，所述換熱體設(shè)置多個(gè)透孔；絕熱層，設(shè)于換熱體外圍；感應(yīng)線圈，繞設(shè)于絕熱層外圍；以及絕緣層，設(shè)于所述絕熱層和所述感應(yīng)線圈之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 具有導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的金屬材料為鐵素體不銹鋼、鑄鐵、碳鋼或合金鋼； 所述多個(gè)透孔沿?fù)Q熱體軸向延伸。
3. 如權(quán)利要求2所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣層包覆于所述絕熱層外圍，而感應(yīng)線圈繞設(shè)于絕緣層外圍；或者所述絕 緣層繞設(shè)于感應(yīng)線圈的導(dǎo)線線體外部，而設(shè)置了絕緣層的感應(yīng)線圈再繞設(shè)于 絕熱層外圍；所述電磁感應(yīng)過熱裝置還包括導(dǎo)磁體，所述導(dǎo)磁體圓周布置在 感應(yīng)線圈外圍。
4. 如權(quán)利要求3所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 導(dǎo)磁體包括5 20個(gè)導(dǎo)磁組件，在感應(yīng)線圈外圍均勻布置，每個(gè)導(dǎo)磁組件由 多片兩端具有頭部、中間具有凹槽的"["型硅鋼片疊成，兩端的頭部朝向 換熱體方向，感應(yīng)線圈及絕緣層位于凹槽內(nèi)；所述多個(gè)透孔在換熱體徑向截 面內(nèi)均勻分布，直徑為10 30ram。
5. 如權(quán)利要求3所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，在所 述導(dǎo)磁體外圍設(shè)置有外殼體，電磁感應(yīng)過熱裝置的兩端分別設(shè)有進(jìn)口法蘭和 出口法蘭。
6. 如權(quán)利要求5所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)、出口法蘭和外殼體釆用不導(dǎo)磁的金屬材料制成；進(jìn)口法蘭和出口法蘭兩者當(dāng)中的一者與換熱體間焊接連接，另一者通過螺紋和金屬墊圈與換熱體密封連接；或者二者均與換熱體焊接連接；或者二者均通過螺紋和金屬墊圈與 換熱體密封連接。
7. 如權(quán)利要求3所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 電磁感應(yīng)過熱裝置配置有自清理裝置，所述清理裝置包括與進(jìn)口法蘭或出口 法蘭配合的清理盤，在所述清理盤上設(shè)有清理噴嘴。
8. 如權(quán)利要求5所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，在進(jìn) 口法蘭、出口法蘭、換熱體上分別安裝有溫度監(jiān)測元件；在進(jìn)口法蘭上安裝 流量計(jì)和壓力計(jì)；所述電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)包括主供電回路和控制回 路；主供電回路用于為感應(yīng)線圈提供電源，控制回路用于對電磁感應(yīng)式蒸汽 過熱系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制；這些溫度監(jiān)測元件、流量計(jì)、壓力計(jì)與控制回路 相連接。
9. 如權(quán)利要求3所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)包括通過管路依次串聯(lián)聯(lián)接的一個(gè)過濾器和兩個(gè) 電磁感應(yīng)過熱裝置，在過濾器和相鄰的電磁感應(yīng)過熱裝置之間設(shè)有加壓泵和 閥門。
10. 如權(quán)利要求3所述的電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)包括兩個(gè)以上由管路并聯(lián)聯(lián)接的電磁感應(yīng)過熱裝 置，每個(gè)電磁感應(yīng)過熱裝置的管路上分別設(shè)有啟閉閥門。
全文摘要
一種電磁感應(yīng)式蒸汽過熱系統(tǒng)，包括電磁感應(yīng)過熱裝置，所述電磁感應(yīng)過熱裝置包括換熱體，由具有導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的金屬材料制成，所述換熱體設(shè)置多個(gè)透孔；絕熱層，設(shè)于換熱體外圍；感應(yīng)線圈，繞設(shè)于絕熱層外圍；以及絕緣層，設(shè)于所述絕熱層和所述感應(yīng)線圈之間。本發(fā)明利用電磁感應(yīng)加熱原理，使換熱體集導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、發(fā)熱、換熱于一體，能直接由發(fā)熱體與蒸汽換熱制取過熱蒸汽，隨時(shí)需要過熱蒸汽隨時(shí)給感應(yīng)線圈通電實(shí)現(xiàn)對蒸汽過熱，啟動快速、換熱效率高、可控程度好、使用便捷、投資??；并且換熱體集磁性體和提供換熱空間于一身，無需進(jìn)行磁性體和換熱箱的焊接，換熱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，使用場合更廣，且在通入飽和蒸汽時(shí)無震動、噪音低。
文檔編號F22G1/16GK101539289SQ20091008279
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者周守航, 張西鵬, 楊源滿, 王丹民, 陳克明, 韓慶禮, 黃衍林 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司