一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置，包括主管道(1)、n个电加热腔(2)、电加热棒(3)、折流挡板、热电偶(8)、压力计(9)、阀门、集中控制柜(14)、数据转换器(15)、显示屏(16)和温度压力显示仪表(17)，n≥1。本发明克服了目前水蒸气电加热装置存在加热均匀度低、流量不稳定、加热强度低的缺点，形成加热均匀、流量稳定、加热强度大的一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置。
【专利说明】
一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置
技术领域
[0001]本发明涉及能源清洁利用领域，特别是过热高温蒸汽应用领域。本发明是一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置。
【背景技术】
[0002]水蒸汽应用于工业生产各个领域，水蒸汽换热取暖、蒸汽发电、水蒸汽干燥、水蒸汽反应等，在应用过程中对水蒸汽品质要求根据生产工艺各不相同，在一些特定领域需要特殊高温水蒸汽，特别在一些设计水蒸汽高温反应领域，水蒸汽要求在450°C-700°C，需要再热才能满足工艺需求，电加热与化石能源形式不同，不产生环境污染，使用方便，在中小规模生产过程中具有独特优势。以活性焦干法脱硫为例，高温水蒸汽解析就是一种有效方式，电加热产生高温水蒸汽是水蒸汽解析活性焦必要载体。
[0003]目前常压中低温蒸汽比较容易产生，但适合中小规模高温蒸汽生产工艺技术比较匮乏，水蒸汽产生不稳定，技术装备比较落后，难以满足目前自动化精良化生产需求。针对目前这种技术现状，结合高温电阻丝加热特性，背压稳压控制技术，可控硅控制仪表技术，软硬件高匹配性，形成具有高温加热特性、温度控制精确的水蒸汽电加热装置。
[0004]水蒸汽加热过程中，水蒸汽比热容相对较小，温度难以均匀加热，加热强度不够，电加热丝表面热量很难迅速扩散到周围水蒸汽分子，造成局部温度高，周围水蒸汽温度不高，水蒸汽加热效果不理想。因此，电加热丝必须呈现高密度均一性分布，提高水蒸汽加热均匀性。同时，为了提高水蒸汽加热强度，需要提高电加热丝加热强度，同时通过设置挡板折流板提高水蒸汽湍动强度，增强传热系数，水蒸汽流速不低于5m/s，设置双回程结构，增强电加热距离，蒸汽停留时间。在电加热过程中电加热丝加热控温方式采用分布式控制方式，防止局部过热。水蒸汽产生源由于受到工艺条件，例如锅炉负荷变动，通常导致流动不稳定，因此通过背压反馈调节技术，实现水蒸汽稳定流动。
【发明内容】
[0005]本发明针对目前水蒸汽电加热装置存在加热均匀度低、流量不稳定、加热强度低的特点提出一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置。具体技术方案如下:
[0006]—种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置，包括主管道、η个电加热腔、电加热棒、折流挡板、热电偶、压力计、阀门、集中控制柜、数据转换器、显示屏和温度压力显示仪表，η彡I;其中，
[0007]电加热腔与主管道相连接，阀门安装在主管道上，电加热腔内部设置电加热棒，采用密封法兰连接电加热腔和电加热棒；电加热腔内安装折流挡板和热电偶，压力计安装在电加热腔出口支管中，热电偶、压力计和阀门与集中显示柜连接，集中控制柜上设置温度压力显示仪表，集中控制柜通过数据转换器将热电偶、压力计和阀门收集到的数据发送到显示屏上。
[0008]进一步，所述电加热腔数量为二个。
[0009]进一步，所述电加热腔内部设置8根电加热棒。
[0010]进一步，所述折流挡板为圆形折流挡板或弧形折流挡板。
[0011]进一步，所述阀门为球阀、放空阀、背压阀和气动阀，球阀位于电加热腔进出口支管之间，在两个电加热腔之间的主管道上设置放空阀，主管道出口设置背压阀和气动阀，背压阀和气动阀与集中显示柜连接。
[0012]进一步，所述电加热腔内部设置隔板将电加热腔分成两部分。
[0013]进一步，所述电加热腔内部形状可以为方形、菱形、圆形，优选地为圆形。
[0014]进一步，所述电加热腔内部折流挡板数量根据换热强度决定，最大数量为八块。
[0015]进一步，所述弧形折流挡板可以为条形筛板、多孔筛板。
[0016]进一步，所述电加热腔内部可以进行填充拉西环或者其他多孔材料。
[0017]进一步，所述电加热腔数量根据工艺调整，增加的电加热腔位于两级电加热腔之间。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019](I)通过分散式电阻丝排布，将热源均匀分布于反应器内部，使反应器内部水蒸气形成多热点加热，形成均匀加热场；
[0020](2)通过背压稳压装置控制高温加热蒸汽的稳定流量;通过高强度加热电阻丝形成高强度加热强度，设置阻隔板，扰动版，提升湍流强度，增强传热效果;设置控温、流量、压力、结构变动于一体，形成自动化控制装置。
[0021]本发明装置克服了目前水蒸气电加热装置存在加热均匀度低、流量不稳定、加热强度低的缺点，形成加热均匀、流量稳定、加热强度大的一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置。
【附图说明】
[0022]图1本发明的结构不意图；
[0023]图2本发明的支撑板示意图；
[0024]图3a本发明的弧形折流挡板示意图；
[0025]图3b为本发明的圆形折流挡板示意图；
[0026]图中标号为:
[0027]1、主管道2、电加热腔3、电加热棒4、支撑板5、圆形折流挡板6、弧形折流挡板7、密封法兰8、热电偶9、压力计10、球阀11、放空阀12、背压阀13、气动阀14、集中控制柜15、数据转换器16、显示屏17、温度压力显示仪表18、隔板
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0029]本发明针对目前水蒸气电加热装置存在加热均匀度低、流量不稳定、加热强度低的特点提出一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置。通过分散式电阻丝排布，将热源均匀分布于反应器内部，使反应器内部水蒸气形成多热点加热，形成均匀加热场;通过背压稳压装置控制高温加热蒸汽的稳定流量;通过高强度加热电阻丝形成高强度加热强度，设置阻隔板，扰动版，提升湍流强度，增强传热效果;设置控温、流量、压力、结构变动于一体，形成自动化控制装置。
[0030]如图1所示，本发明提出一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置，主要包括:主管道1、2个电加热腔、电加热棒3、支撑板4、圆形折流挡板5、弧形折流挡板6、密封法兰
7、热电偶8、压力计9、球阀1、放空阀11、背压阀12、气动阀13、集中控制柜14、数据转换器15、显不屏16、温度压力显不仪表17和隔板18。
[0031]电加热腔2通过分支管道与主管道I相连接，根据工艺要求以及加热温度，电加热腔2可以在主管道上并排2列，电加热腔2内部设置隔板18将电加热腔2分成左右两部分，形成双回程电加热器。电加热腔2内部形状可以为方形、菱形圆形，优选地为圆形。
[0032]主管道设置球阀10，位于电加热腔2进出口支管之间。电加热腔2内部设置8根电加热棒3，采用密封法兰7连接电加热腔2和电加热棒3。
[0033]如图3a、3b所示，电加热腔2内部设置圆形折流挡板5和弧形折流挡板6，圆形折流挡板5安装在电加热腔中间，弧形折流挡板6安装在电加热腔腔体内壁上，电加热腔2内部折流挡板数目根据换热强度可以增加至8块。弧形折流挡板6为条形筛板或多孔筛板。电加热腔2数目根据工艺可以调整，增加电加热腔2位于目前的两级电加热腔2之间。
[0034]电加热棒3通过支撑板4进行支撑。如图2所示，支撑板4上均布通孔。支撑板4与电加热腔2通过焊接相连。
[0035]电加热腔2内部设置热电偶8和顶部设置压力计9。在两个电加热腔之间的主管道I上设置放空阀11。主管道I出口设置背压阀12和气动阀13。热电偶8、压力计9、背压阀12和气动阀13通过线路与集中显示柜14相连接，集中控制柜14上设置温度压力显示仪表17，同时，集中控制柜14通过数据转换器15将设备数据显示在显示屏16上。
[0036]电加热腔3内部可以进行填充拉西环或者其他多孔材料。拉西环可采用:聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)，聚偏乙烯(PVDF)，氯化聚氯乙烯(CPVC)，增强聚丙烯(RPP)，碳钢，不锈钢304、304L、410、316、316L等。多孔材料可由多种金属和合金以及难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等制成，常用的是青铜、不锈钢、镍及钛。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳组合实施举例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种连续稳定产生过热水蒸汽的电加热集成装置，其特征在于，包括主管道(I)、n个电加热腔(2)、电加热棒(3)、折流挡板、热电偶(8)、压力计(9)、阀门、集中控制柜(14)、数据转换器(15)、显示屏(16)和温度压力显示仪表(17)，n彡I;其中， 电加热腔(2)与主管道(I)相连接，阀门安装在主管道上，电加热腔(2)内部设置电加热棒(3)，采用密封法兰(7)连接电加热腔(2)和电加热棒(3);电加热腔(2)内安装折流挡板和热电偶(8)，压力计(9)安装在电加热腔(2)出口支管中，热电偶(8)、压力计(9)和阀门与集中显示柜(14)连接，集中控制柜(14)上设置温度压力显示仪表(17)，集中控制柜(14)通过数据转换器(15)将热电偶(8)、压力计(9)和阀门收集到的数据发送到显示屏(16)上。2.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(2)数量为二个。3.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(2)内部设置8根电加热棒(3)。4.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述折流挡板为圆形折流挡板(5)或弧形折流挡板(6)。5.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述阀门为球阀(10)、放空阀(11)、背压阀(12)或气动阀(13)，球阀(10)位于电加热腔(2)进出口支管之间，在两个电加热腔(2)之间的主管道(I)上设置放空阀(11)，主管道(I)出口设置背压阀(12)和气动阀(13)，背压阀(12)和气动阀(13)与集中显示柜(14)连接。6.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(2)内部设置隔板(18)将电加热腔(2)分成两部分。7.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(2)内部形状为方形、菱形、圆形，优选地为圆形。8.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(2)内部折流挡板数量根据换热强度决定，最大数量为八块。9.如权利要求4所述的电加热集成装置，其特征在于，所述弧形折流挡板(6)为条形筛板或多孔筛板。10.如权利要求1所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(3)内部可以进行填充拉西环或者其他多孔材料。11.如权利要求1、2、3、6、7、8、10其一所述的电加热集成装置，其特征在于，所述电加热腔(2)数量根据工艺调整，增加的电加热腔(2)位于两级电加热腔(2)之间。
【文档编号】F22B1/28GK105937755SQ201610390740
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】姚常斌, 周文祥, 张书宾, 左嫣然, 高永军, 董鹏伟, 张开元
【申请人】北京清新环境技术股份有限公司