一种蒸汽发生单元机组的制作方法

本实用新型涉及燃气蒸汽机的技术领域，特别涉及一种蒸汽发生单元机组。

背景技术：

现有的蒸汽发生设备如中国专利号201420402460.2于2015年03月11日公开的一种燃气蒸汽机，但是上述蒸汽发生设备，存在以下不足之处：（一）现有的蒸汽设备的热交换器的进水方式都是由上至下流动，冷水经过了热交换器层层预热，冷水在流到最底层的换热管之前已经经过很好的预热，冷水在最底层的换热管时，甚至已经变成蒸汽了，温度能够达到170°，而火排火焰的温度达到了900°，换热管壁温度达到了400-500°。因此，由于最底层的换热管时与燃烧器火焰温差太小，温差太小，也降低了换热管与火排的换热效率；另外，换热管的温度太高，缩短了换热管的使用寿命；还有，换热管没有很好地降低燃烧室内的温度，因此燃烧室内的高温容易产生氮氧化合物，无法满足蒸汽发生设备行业对氮氧化合物产生指标的硬性要求。因此现有的蒸汽设备需要作进一步的改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够降低整个燃烧室温度、减少氮氧化合物产生、使用寿命长的蒸汽发生单元机组。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种蒸汽发生单元机组，包括进水管和至少两台蒸汽发生器，所述蒸汽发生器依次排列设置，所述蒸汽发生器包括燃烧室、燃烧器以及热交换器，所述热交换器和燃烧器设于燃烧室内，所述燃烧器位于热交换器的下方，所述第一蒸汽发生器的热交换器上设有冷水进口，所述进水管与冷水进口连接，所述第一蒸汽发生器的热交换器或排列在最后的第n蒸汽发生器的热交换器上设有蒸汽出口，各蒸汽发生器内的热交换器均依次串联在设有冷水进口的热交换器和设有蒸汽出口的热交换器之间，各热交换器之间在冷水进口和蒸汽出口之间形成一通路，所述热交换器包括上换热器、中间换热器以及下换热器，所述上换热器、中间换热器以及下换热器由上往下依次设置，所述冷水进口设于第一蒸汽发生器的上换热器上，所述蒸汽出口设于第一蒸汽发生器的中间换热器或排列在最后的第n蒸汽发生器的中间换热器上。

本实用新型工作时，冷水先由第一蒸汽发生器的上换热器流到第n蒸汽发生器的上换热器，再由第n蒸汽发生器的上换热器流至第n蒸汽发生器的下换热器，冷水在上换热器时，已经得到预热，吸收了燃烧室内热量，冷水到达第n蒸汽发生器的下换热器时，冷水与燃烧器火焰的温差很大，冷水通过各台蒸汽发生器的下换热器和中间换热器与火焰进行高效换热，变成高温蒸汽，高温蒸汽最后再由第一蒸汽发生器或排列在最后的第n蒸汽发生器的中间换热器排出，因此本实用新型很好地降低燃烧室内的温度、火焰的温度以及排烟温度，从而减少了氮氧化合物的产生，同时也提高了换热管与火排的换热效率，延长了换热管的使用寿命。

本实用新型还可以作以下进一步改进。

各蒸汽发生器的上换热器依次串联连通，各蒸汽发生器的下换热器依次串联连通，第n蒸汽发生器的上换热器与第n蒸汽发生器的下换热器连通，从而使得冷水经过各台蒸汽发生器的燃烧室加热，最终提高蒸汽的发生速度和产量。

所述进水管上沿进水方向依次设有进水电磁阀、水泵、水流传感器、止回阀，所述止回阀与冷水进口连通。

所述上换热器、中间换热器以及下换热器均包括至少一层换热管组，每层换热管组由多根换热直管水平并列设置、且依次连通构成。

所述上换热器和中间换热器是铜管换热器，所述下换热器是不锈钢管换热器，所述不锈钢管能耐高温、耐高压，不容易发生泄露，而铜管的导热性好，能快速吸收燃烧室内的热量。

所述上换热器和中间换热器是套片式翅片换热器，所述下换热器是螺旋式翅片换热器。

所述多台蒸汽发生器的下换热器是由至少一层一体式换热管组构成，所述一体式换热管组是由多根换热直管水平、且并排设置构成，所述换热直管沿长度方向设有至少两段换热翅片段，相邻的两段换热翅片段间隔设置，所述相邻的两段换热翅片段之间为光管段，所述各段换热翅片段分别位于对应蒸汽发生器的燃烧室内。本实用新型的一体式换热管组的各段换热翅片段用作每个燃烧室内的下换热器，光管段位于燃烧室外，光管段不用作换热，只是作为各个燃烧室之间的中间过渡段。因此本实用新型的多个热交换器的下换热器能够实现整体安装，本实用新型的一次性安装多个下换热器的目的，安装十分方便、快速。而且直管的压力损失小、水流的压阻小，从而提高了水的换热效率，同时直管上的焊点少，不容易发生泄露，从而延长了本实用新型的使用寿命。

所述下换热器是光管换热器，从而避免最下层的换热直管上的换热翅片被烧坏、碳化，而其他换热器的换热直管上设有所述换热翅片段，换热翅片段吸收火焰的热量。

本实用新型的有益效果如下：

（一）本实用新型工作时，冷水先由第一蒸汽发生器的上换热器流到第n蒸汽发生器的上换热器，再由第n蒸汽发生器的上换热器流至第n蒸汽发生器的下换热器，冷水在上换热器时，已经得到预热，吸收了燃烧室内热量，冷水到达第n蒸汽发生器的下换热器时，冷水与燃烧器火焰的温差很大，冷水通过各台蒸汽发生器的下换热器和中间换热器与火焰进行高效换热，变成高温蒸汽，高温蒸汽最后再由第一蒸汽发生器或第n蒸汽发生器的中间换热器排出，因此本实用新型很好地降低燃烧室内的温度、火焰的温度以及排烟温度，从而减少了氮氧化合物的产生，同时也提高了换热管与火排的换热效率，延长了换热管的使用寿命。

（二）另外，本实用新型也降低了换热管的温度，从而延长了热交换器的使用寿命。

（三）而且，本实用新型也降低了热交换器的换热负荷。

附图说明

图1是本实用新型蒸汽发生单元机组应用于大型蒸汽发生设备上的实施例一（省略机架）的结构示意图。

图2是图1的另一角度的结构示意图。

图3是本实用新型蒸汽发生单元机组的结构示意图。

图4是图2省略燃烧室和排烟风机的结构示意图(图4中的箭头为为本实用新型生产蒸汽时，冷水和蒸汽的流动方向)。

图5是图4的另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一，如图1至图5所示，一种大型蒸汽发生设备包括机架（图中未示出）、蒸汽输出主管3、进水主管4、四台蒸汽发生单元机组1，所述四台蒸汽发生单元机组1两两层叠设置在机架上，每台蒸汽发生单元机组1包括进气管（图中未示出）、进水管20、进水电磁阀21、水泵22、水流传感器23、止回阀26、第一蒸汽发生器11、第二蒸汽发生器12、第三蒸汽发生器13和第四蒸汽发生器10，所述第一蒸汽发生器11、第二蒸汽发生器12、第三蒸汽发生器13和第四蒸汽发生器10依次排列设置在机架上，每台蒸汽发生器都包括燃烧室14、燃烧器25以及热交换器，所述热交换器和燃烧器25设于燃烧室14内，所述燃烧器25位于热交换器的下方。

所述第一蒸汽发生器11的热交换器上设有冷水进口18，所述进水管20的一端与冷水进口18连接，所述第一蒸汽发生器11的热交换器上设有蒸汽出口19，当然所述蒸汽出口19也可以设于第四蒸汽发生器10的热交换器上。第二蒸汽发生器12和第三蒸汽发生器13内的热交换器串联在设有第一蒸汽发生器11的热交换器和第四蒸汽发生器10的热交换器之间，第一、第二、第三、第四蒸汽发生器11、12、13、10的热交换器之间在冷水进口18和蒸汽出口19之间形成一通路。

每台蒸汽发生单元机组1的进水管20都与进水主管4连通,每台蒸汽发生单元机组1的蒸汽出口19都与蒸汽输出主管3连通，以提供足够的蒸汽给用户使用。

所述热交换器包括上换热器17、中间换热器16以及下换热器15，所述上换热器17、中间换热器16以及下换热器15由上往下依次设置，所述冷水进口18设于第一蒸汽发生器11的上换热器17上，所述蒸汽出口19设于第一蒸汽发生器11的中间换热器16，同理所述蒸汽出口19也可以设于第四蒸汽发生器10的中间换热器16上。

作为本实用新型更详细的技术方案。

第一、第二、第三、第四蒸汽发生器11、12、13、10的上换热器17依次串联连通，第一、第二、第三、第四蒸汽发生器11、12、13、10的中间换热器16依次串联连通，第一、第二、第三、第四蒸汽发生器11、12、13、10的下换热器15依次串联连通，第四蒸汽发生器10的上换热器17与第四蒸汽发生器10的下换热器15连通。

所述进水电磁阀21、水泵22、水流传感器23以及止回阀26沿进水管20进水方向依次设于进水管20上，所述止回阀26与冷水进口18连通。

作为本实用新型更具体的技术方案。

所述上换热器17和中间换热器16是铜管换热器，所述下换热器15是不锈钢管换热器，所述不锈钢管能耐高温、耐高压，不容易发生泄露，而铜管的导热性好，能快速吸收燃烧室14内的热量。

所述上换热器17和中间换热器16是套片式翅片换热器，所述下换热器15是螺旋式翅片换热器。

所述上换热器17、中间换热器16以及下换热器15均包括至少一层换热管组，每层换热管组由多根换热直管151水平并列设置、且依次连通构成。

作为本实用新型更优化的技术方案。

所述多台蒸汽发生器的下换热器15是由上、下两层一体式换热管组171构成，上层的一体式换热管组171是由多根换热直管151水平、且并排设置构成，所述换热直管151沿长度方向设有至少两段换热翅片段152，相邻的两段换热翅片段152间隔设置，所述相邻的两段换热翅片段152之间为光管段153，所述各段换热翅片段152分别位于对应蒸汽发生器的燃烧室14内。本实用新型的一体式换热管组171的各段换热翅片段152用作每个燃烧室14内的下换热器15，光管段位于燃烧室14外，光管段不用作换热，只是作为各个燃烧室14之间的中间过渡段。

所述下层的一体式换热管组171是光管换热器，即其表面没有换热翅片，从而避免最下层的换热直管151上的换热翅片被烧坏、碳化，而其他换热器的换热直管151上设有所述换热翅片段152，换热翅片段152吸收火焰的热量。

所述燃烧室14的顶部设有排烟口，所述排烟口处设有排烟风机27，排烟风机将燃烧室14内高温烟气排走。

本实用新型的工作原理：

本实用新型工作时，水泵22启动，冷水先进入进水主管4，再由进水主管4分流到每台蒸汽发生单元机组1的进水管20内，冷水依次流过进水电磁阀21、水泵22、水流传感器23、止回阀26，再流入第一台蒸汽发生器的热交换器，冷水接着由第一蒸汽发生器11的上换热器17流到第四蒸汽发生器10的上换热器17，再由第四蒸汽发生器10的上换热器17流至第四蒸汽发生器10的下换热器15，冷水在上换热器17时，已经得到预热，吸收了燃烧室14内热量，冷水到达第四蒸汽发生器10的下换热器15时，冷水与燃烧器25火焰的温差依旧很大，冷水通过各台蒸汽发生器的下换热器15和中间换热器16与火焰进行高效换热，变成高温蒸汽，高温蒸汽最后再由第一蒸汽发生器11的中间换热器16排出，因此本实用新型很好地降低燃烧室14内的温度、火焰的温度以及排烟温度，从而减少了氮氧化合物的产生，同时也提高了换热管与火排的换热效率，延长了换热管的使用寿命。

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