專利名稱：多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種蒸汽過熱系統(tǒng)，特別是有關一種多工位電磁蒸汽 過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)。
背景技術：
鋼鐵冶金、機械制造行業(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)，其生產特點是一 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、采用燃油或燃氣做 熱源的快速鍋爐來生產過熱蒸汽。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氣過熱裝置來制取過熱蒸汽。
現(xiàn)有的兩種過熱蒸汽生產設備，不能根據(jù)使用場合用氣量的不同，來調 節(jié)生產能力，存在間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，運行成本高，綜合經(jīng) 濟指標低。
另外傳統(tǒng)的燃油或燃氣快速鍋爐，投資高、裝備龐大，啟動時間長、間 歇期間熱能浪費嚴重，熱效率相對低。而使用燃氣燃燒加熱低壓飽和蒸汽的 燃氣過熱裝置，也存在熱效率低、燃燒室材料易損壞、調節(jié)靈敏性差等不足。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，能解決間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，使運行成本更低、更 合理。
本實用新型所要解決的技術問題還在于為了克服傳統(tǒng)快速鍋爐設備相
對龐大、投資高、熱效率低、啟動時間長、余熱浪費的不足；燃氣過熱裝置
熱效率低、斷續(xù)生產燃燒室耐火材料易損壞和可控性差的缺點，提供一種多 工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，利用電磁感應加熱原理，使換熱體集導磁、 導電、導熱、發(fā)熱、換熱于一體，直接由換熱體來制取過熱蒸汽，從而達到 快速、高效、可控程度高、使用便捷、投資省的目的。
本實用新型提供一種多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，所述多工位電 磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)包括兩個以上由管路并聯(lián)聯(lián)接的蒸汽過熱裝置，每 個蒸汽過熱裝置連通的管路上分別設有啟閉閥門。
優(yōu)選各蒸汽過熱裝置為電磁感應式蒸汽過熱裝置。當然，在本實用新型 中蒸汽過熱裝置顯然并不局限于電磁感應式蒸汽過熱裝置，現(xiàn)有技術當中的 采用燃油或燃氣做熱源的快速過熱蒸汽鍋爐以及燃氣過熱裝置等等，都可以 通過多個裝置并聯(lián)，來解決間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾。例如可以根
據(jù)現(xiàn)場實際需求，采用多個快速過熱蒸汽鍋爐并聯(lián)；或者多個燃氣過熱裝置 并聯(lián)；甚至還可以由不同種類的蒸汽過熱裝置混和并聯(lián)，例如由一個快速過 熱蒸汽鍋爐、 一個燃氣過熱裝置、 一個電磁感應式蒸汽過熱裝置三者并聯(lián)構 成一種混和式的蒸汽過熱系統(tǒng)，既能解決間斷用氣分時不均衡用氣量的矛 盾，還能充分發(fā)揮各種不同蒸汽過熱裝置固有的優(yōu)點。在此不再詳述。
優(yōu)選的電磁感應式蒸汽過熱裝置包括換熱體，由具有導磁、導電、導 熱性的金屬材料制成，所述換熱體設置多個透孔，所述多個透孔沿換熱體軸 向延伸；絕熱層，設于換熱體外圍；感應線圈，繞設于絕熱層外圍；以及絕 緣層，設于所述絕熱層和所述感應線圈之間。在本實用新型中，電磁感應式 蒸汽過熱裝置并不局限于所描述的構造，現(xiàn)有技術當中其它構造的電磁感應 式蒸汽過熱裝置也可采用，同樣能解決間斷用氣分時不均衡的問題。根據(jù)上述方案，本實用新型相對于現(xiàn)有結構的效果是顯著的
一、 本實用新型提供的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，包括兩個以 上并聯(lián)的蒸汽過熱裝置，每個蒸汽過熱裝置分別設有啟閉閥門，這樣每一個 蒸汽過熱裝置能作為一個獨立單元，可根據(jù)使用場合用氣量的不同，開啟其 中的一個、兩個或多個蒸汽過熱裝置，解決了間斷用氣分時不均衡用氣量的 矛盾，能使運行成本更低、更合理。
二、 本實用新型提供的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，可以采用多 個電磁感應式蒸汽過熱裝置并聯(lián)，在感應線圈通電后產生的交變磁場直接作 用在換熱體上，使換熱體內產生渦流電流，從而，實現(xiàn)電能向熱能的轉換， 換熱體是電磁感應的發(fā)熱體，在實現(xiàn)電能向熱能轉變的同時，經(jīng)流換熱體透 孔的蒸汽與透孔內壁進行換熱，使蒸汽產生過熱。電磁感應式蒸汽過熱裝置 利用電磁感應加熱原理，使換熱體集導磁、導電、導熱、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，需要過熱蒸汽隨時給感應線圈通 電實現(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，電熱轉化效率高，清潔無污染。


圖1為本實用新型多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)的示意圖。 圖2為本實用新型中的一種電磁感應式蒸汽過熱裝置的剖視圖。
圖3為圖2的A-A向視圖。
具體實施方式實施方式1
如圖l所示，本實用新型提供了一種多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng) 9，該多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)9包括兩個以上由管路并聯(lián)聯(lián)接的蒸 汽過熱裝置，各蒸汽過熱裝置優(yōu)選采用電磁感應式蒸汽過熱裝置1，每個蒸汽過熱裝置連通的管路上分別設有啟閉閥門98，這樣每一個電磁感應式蒸汽 過熱裝置1能作為一個獨立單元，可根據(jù)使用場合用氣量的不同，開啟其中 的一個、兩個或多個，以解決間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，能使運行 成本更低、更合理。在此說明一下，本實用新型中兩個以上的蒸汽過熱裝置 1并聯(lián)聯(lián)接，實踐中選擇三個或四個具有較好的經(jīng)濟性，但理論上可以選擇 包括五個以上。如圖2所示， 一種電磁感應式蒸汽過熱裝置1包括換熱體ll，由具有導磁、導電、導熱性的金屬材料制成，其中導磁性為 能產生渦流電流，導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也可釆用鑄鐵、 碳鋼及低合金鋼等材質制成，還可以采用內壁為不銹鋼鋼管架與外部鑄鐵、碳鋼或低合金鋼鑄造成一體的結構；在換熱體11上設置多個沿換熱體11軸 向延伸的透孔110，這些透孔110在換熱體11的徑向截面內均勻分布，這些 透孔110直徑可設計為10 30mrn;絕熱層15,設于換熱體ll外圍，絕熱層15能避免換熱體11的熱量向 外散失，提高電熱轉化效率，絕熱層15與換熱體11之間可以釆用纏裹連接；感應線圈13，纏裹繞設于絕緣層12外圍，感應線圈13優(yōu)選水冷式感應 線圈，散熱效果好，能適用于大功率的工業(yè)領域，感應線圈13之間由支撐 物支撐連接且相互絕緣；絕緣層12，設于絕熱層15和感應線圈13之間，以使通電的感應線圈 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，而感應線圈13繞設于絕緣層12外圍優(yōu)選采用纏裹連接； 另外，絕緣層繞12也可以設于感應線圈13的導線線體外部，設置了絕緣層 12的感應線圈13再繞設于絕熱層15外圍；導磁體16，導磁體16包括多個導磁組件160，例如5 20個，圖2、 3中所示的方案為8個，在感應線圈13外圍沿圓周均勻布置且與導磁體16間 通過絕緣物相互絕緣，每個導磁組件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， 而感應線圈13及絕緣層12位于凹槽161內，從而能防止磁外散，避免磁污 染，但導磁體16不是必須的元件；外殼體14，優(yōu)選由不導磁的金屬材質制成，例如奧氏體不銹鋼材料，以 避免受到磁場的不利影響，外殼體14包覆在感應線圈13外部且與感應線圈 13之間非接觸式絕緣，當然外殼體14不是必須的，還可以根據(jù)現(xiàn)場具體空間單獨定制能包覆住感應線圈的外保護罩，既能保護內部構件，也使感應線 圈13避免與外界短路漏電。感應線圈13通電產生交變磁場，直接作用在換熱體11上使其產生渦流 電流，實現(xiàn)電能向熱能的轉換，換熱體11又是電磁感應的發(fā)熱源，飽和蒸 汽通入換熱體11時，使流經(jīng)換熱體11透孔110的飽和蒸汽與透孔110內壁 進行換熱，依據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程P。V。/TcFP^/T,，換熱體ll采用大量狹 長的透孔110將蒸汽進口與出口聯(lián)通，利用充足的飽和蒸汽與換熱體11的 透孔110孔壁接觸表面實現(xiàn)換熱，屬等壓換熱方法，P。與P,可近似認為相等 即P。 = Pt，因此當被加熱蒸汽溫度T。提高n倍時，同質量蒸汽體積將提高 同樣n的倍數(shù)，其產蒸汽量(體積)相當于n個蒸汽鍋爐的產蒸汽量(體積)， 從而可以實用、便捷的制取過熱蒸汽。該換熱體11集導磁、導電、導熱、發(fā)熱、換熱、耐蝕于一體，利用電 磁感應加熱原理，直接由換熱體11與飽和蒸汽換熱來制取過熱蒸汽，隨時 給感應線圈13通電，隨時可實現(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??；同時換熱體11集磁性體和提供換熱空間于 一身，無需進行磁性體和換熱箱的焊接，換熱體結構強度大，使用場合更廣； 以換熱體11內的透孔110內壁表面作為換熱面，該換熱面為非自由狀態(tài)的 固定表面，在通入蒸汽時無震動、噪聲低。如圖2、 3所示，該電磁感應式蒸汽過熱裝置1的兩端還可以分別設有進口法蘭2和出口法蘭3，設置進口法蘭2和出口法蘭3有利于電磁感應式 蒸汽過熱裝置1與蒸汽管線連接而構建成并聯(lián)通路，也便于將電磁感應式蒸 汽過熱裝置l連接于蒸汽輸送網(wǎng)中。感應線圈13與進出口法蘭2、 3之間由 絕緣物支撐絕緣連接，導磁體16與進出口法蘭2、 3之間采用螺絲絕緣把合 連接，外殼體14與進出口法蘭2、 3之間采用螺絲把合連接或鉚接。其中進、 出口法蘭2、 3優(yōu)選由不導磁的金屬材質制成，例如奧氏體不銹鋼材料，能 避免進、出口法蘭2、 3受到磁場的不利影響。其中進口法蘭2與換熱體11 間采用焊接連接，保證了結構的整體剛度與密封；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，保證了整個電磁感 應式蒸汽過熱裝置1的可拆裝性，在進行內部維修時可以將該出口法蘭3拆 卸下來，再依次卸下內部構件；當然也可以使進口法蘭2采用螺紋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，只是在內部維修時拆卸進口法蘭2。另外進出口法蘭2、 3也可以同時焊接在換熱體11的兩端，強度較高；也可以均通過螺紋和金屬墊圈和換熱 體ll密封連接。由進出口法蘭2、 3和外殼體14，能使整個電磁感應式蒸汽 過熱裝置1構成為蒸汽輸送網(wǎng)中相對獨立的可拆卸的一個模塊化部件，體積 小、相對結構簡單、拆裝使用方便，非常利于整個電磁感應式蒸汽過熱裝置 1在蒸汽輸送網(wǎng)中的安裝和拆卸，能適應于各種現(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，可以在進口法蘭2處設有溫度監(jiān)測元件21 (例如測溫 熱電偶)、流量計22和壓力計23，以用于測定采集通入飽和蒸汽的溫度、流 量和壓力的信號；在出口法蘭3處設有過熱蒸汽溫度監(jiān)測元件33 (例如測溫 熱電偶)，在換熱體ll上連接溫度監(jiān)測元件lll，以用于監(jiān)測采集換熱體的 溫度信號。再如圖1所示，以鋼廠真空精煉車間應用為例，某真空精煉車間有真空精煉設備兩座分別為50噸、100噸，使用蒸汽來源為煉鋼余熱鍋爐產低壓飽 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 設備同時開啟)。本實施例釆用如圖9所示的三個功率完全相同的電磁感應 式蒸汽過熱裝置1并聯(lián)制取過熱蒸汽。將三個電磁感應式蒸汽過熱裝置1安 裝在管道中，管路包括主進法蘭90、主進管91、三個分進管92、與三個分 進管92相連接的分進法蘭93、三個與分進法蘭93對應的分出法蘭94，與 三個分出法蘭94對應的分出管95、主出管96和主出法蘭97，在每個分進 管92和分出管95上分別設有閥門98。其中主進法蘭90與飽和蒸汽出口法 蘭相連，每個電磁感應式蒸汽過熱裝置1的進口法蘭2與對應的分進法蘭93 相連，每個電磁感應式蒸汽過熱裝置的出口法蘭3與對應的分出法蘭94相 連，主出法蘭97與過熱蒸汽輸出管道法蘭連接，將每個電磁感應式蒸汽過 熱裝置1的感應線圈13電源接口與對應主供電回路5的水冷短網(wǎng)連接。在生產時，如進行50噸鋼液真空處理時，就可以先關閉三個分進管92 上的任兩個閥門98 (例如圖右側的兩組)，同時將對應的兩個電磁感應式蒸 汽過熱裝置l及配電系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。硬件條件一切準備完畢后，首先將 外部電源開關處于接通狀態(tài)，在控制面板輸入初始參數(shù)及控制參數(shù)(進口飽 和蒸汽壓力、流量、溫度，設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，主供電回路5給剩余的一組電磁感應熱裝置1的感 應線圈13送電，當換熱體ll溫度達到正常換熱工作溫度時，自動打開該組 電磁感應熱裝置1的飽和蒸汽分進管92上的閥門98，飽和蒸汽依箭頭Al 經(jīng)主進管91、分進管92與左側一組換熱體11，過熱蒸汽經(jīng)左側一組的分出 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。在進行100 噸鋼液真空處理時，如上所述，打開任意兩組工作， 一組處于休眠狀態(tài)；在 進行150噸鋼液真空處理時，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、兩個或多個電磁感應式蒸汽過熱裝置1， 解決了間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，能使運行成本更低、更合理。實施方式2該實施方式與實施方式1的原理和效果基本相同，不同的是其中的蒸汽 過熱裝置采用了現(xiàn)有技術當中的采用燃油或燃氣做熱源的過熱蒸汽設備，即多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)9包括三個快速蒸汽鍋爐，同樣能夠解決 間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，不再提供附圖與詳細說明。實施方式3該實施方式與實施方式1的原理和效果基本相同，不同的是其中的蒸汽 過熱裝置采用了現(xiàn)有技術當中的燃氣過熱裝置，即多工位電磁蒸汽過熱供氣 調節(jié)系統(tǒng)9包括三個燃氣過熱裝置，同樣能夠解決間斷用氣分時不均衡用氣 量的矛盾，不再提供附圖與詳細說明。實施方式4該實施方式與實施方式1的原理和效果基本相同，不同的是多工位電磁 蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)9包括一個快速過熱蒸汽鍋爐、 一個燃氣過熱裝置、 一個電磁感應式蒸汽過熱裝置三者并聯(lián)成一種混和式的蒸汽過熱系統(tǒng)，既能 解決間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，還能充分發(fā)揮各種不同的蒸汽過熱 裝置固有的優(yōu)點。在此不再詳述。但以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，不能以此限定本實用新 型實施的范圍，任何他人將多個蒸汽過熱裝置并聯(lián)，并且每個并聯(lián)分支的管 路上都設有啟閉閥門，都應屬于本實用新型的保護范圍。ii
權利要求1.一種多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)包括兩個以上由管路并聯(lián)聯(lián)接的蒸汽過熱裝置，每個蒸汽過熱裝置連通的管路上分別設有啟閉閥門。
2. 如權利要求1所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述各蒸汽過熱裝置為電磁感應式蒸汽過熱裝置。
3. 如權利要求2所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述各電磁感應式蒸汽過熱裝置包括換熱體，由具有導磁、導電、導熱性的金屬材料制成，所述換熱體設置多個透孔，所述多個透孔沿換熱體軸向延伸； 絕熱層，設于換熱體外圍； 感應線圈，繞設于絕熱層外圍；以及 絕緣層，設于所述絕熱層和所述感應線圈之間。
4. 如權利要求3所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述具有導磁、導電、導熱性的金屬材料為鐵素體不銹鋼、鑄鐵、碳鋼或合 金鋼。
5. 如權利要求3所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述多個透孔在換熱體徑向截面內均勻分布，直徑為10 30mrn。
6. 如權利要求3所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述電磁感應式蒸汽過熱裝置還包括導磁體，所述導磁體圓周布置在感應線 圈外圍。
7. 如權利要求6所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述導磁體包括5 20個導磁組件，在感應線圈外圍均勻布置，每個導磁組 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，感應線圈及絕緣層位于凹槽內。
8. 如權利要求3所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，在所述導磁體外圍設置有外殼體，電磁感應式蒸汽過熱裝置的兩端分別設有 進口法蘭和出口法蘭。
9. 如權利要求8所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述進、出口法蘭和外殼體采用不導磁的金屬材料制成；所述進口法蘭和出 口法蘭兩者當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。
10. 如權利要求l所述的多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，其特征在 于，所述多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)包括三個并聯(lián)聯(lián)接的電磁感應式 蒸汽過熱裝置，或者所述多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)包括并聯(lián)聯(lián)接的 電磁感應式蒸汽過熱裝置、過熱蒸汽鍋爐和燃氣式蒸汽過熱裝置。
專利摘要一種多工位電磁蒸汽過熱供氣調節(jié)系統(tǒng)，包括兩個以上由管路并聯(lián)聯(lián)接的蒸汽過熱裝置，每個蒸汽過熱裝置連通的管路上分別設有啟閉閥門。優(yōu)選各蒸汽過熱裝置為電磁感應式蒸汽過熱裝置，其包括換熱體，由具有導磁、導電、導熱性的金屬材料制成，所述換熱體設置多個透孔，所述多個透孔沿換熱體軸向延伸；絕熱層，設于換熱體外圍；感應線圈，繞設于絕熱層外圍；以及絕緣層，設于所述絕熱層和所述感應線圈之間。本實用新型能解決間斷用氣分時不均衡用氣量的矛盾，使運行成本更低、更合理；利用電磁感應加熱原理，使換熱體集導磁、導電、導熱、發(fā)熱、換熱于一體，直接由換熱體來制取過熱蒸汽，從而達到快速、高效、可控程度高、使用便捷、投資省的目的。
文檔編號F22G3/00GK201429067SQ200920107619
公開日2010年3月24日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權日2009年4月29日
發(fā)明者周守航, 張西鵬, 李永紅, 楊源滿, 王丹民, 王永濤, 陳克明, 韓慶禮, 黃衍林 申請人:中冶京誠工程技術有限公司