江苏德克沃热力设备有限公司燃气蒸汽发生器是一种通过燃烧燃气(如天 然气、液化石油气等)产生热 能,进而将水加热转化为蒸汽的设备。其工作原理主要围绕 “燃料燃烧 - 热量传递 - 水汽转化” 这一核心流程展开,具体可从以下几个方面详细解析:
一、核心组成结构
燃气蒸汽发生器的基本构造由以下关键部件组成,各部件协同实现能 量转换:
燃烧系统
燃烧器:负责燃气与空气的混合及点火燃烧,通过调节燃气流量和空气配比,控制燃烧效率和热量输出。
点火装置:如电子点火器,触发燃气燃烧。
燃气控制阀:调节燃气输入量,确保燃烧稳定,常见类型有电磁阀、比例阀等。
换热系统
蒸发器(锅炉本体):内部包含水管、火管或盘管等结构,燃烧产生的高温烟气通过管壁与水进行热交换。
换热器材质:多采用不锈钢、铜或优 质碳钢,需具备耐高温、抗腐蚀性能,确保换热效率和设备寿命。
水循环系统
给水泵:将软 化水输送至蒸发器内,维持水位稳定。
水位控 制器:实时监测蒸发器内水位,低于设定值时自动启动补水,防止干烧。
安全与控制系统
安全阀:当蒸汽压力超过额定值时自动泄压,保障设备安全。
压力传感器 / 控 制器:监测蒸汽压力,联动燃烧器调节功率,维持压力稳定。
PLC 控制系统:集成自动化控制模块,实现点火、燃烧、补水、报 警等全流程智能管理。
二、工作原理流程
1. 燃料供应与燃烧阶段
燃气通过管道经控制阀进入燃烧器,与风机送入的空气按一定比例混合(空燃比通常需精 确调节,如天 然气燃烧空燃比约为 1:10),形成可燃混合气。
点火装置产生电火花,点燃混合气,燃烧器释放高温火焰(温度可达 800-1200℃),将化学能转化为热 能。
2. 热量传递与水汽转化阶段
燃烧产生的高温烟气通过蒸发器的管壁(如盘管、火管)与管外(或管内)的水进行热交换。
水吸收热量后温度升高,达到沸点(与压力相关,如 0.7MPa 压力下沸点约 170℃)后开始汽化,形成饱和蒸汽。
蒸汽在蒸发器内积聚,压力逐渐上升,通过蒸汽出口管道输送至用汽设备。
3. 水循环与压力控制阶段
系统通过给水泵持续向蒸发器内补充软 化水(避免结垢),水位控 制器实时监测水位,确保蒸发器内水量充足。
压力控 制器根据设定压力值(如 0.3-1.0MPa)调节燃烧器功率:当压力接近上限时,减少燃气输入,降低燃烧强度;压力低于下限时,增 大燃气输入,提升产汽量,维持压力稳定。
4. 安全与排放阶段
安全阀在蒸汽压力超过额定值(如超过设定压力 10%)时自动开启,释放蒸汽泄压,防止设备超压运行。
燃烧产生的烟气经烟道排出,部分设备配备余热回收装置(如省煤器),利用烟气余热预热补水,提高热效率(可达 90% 以上)。
三、关键技术原理补充
热效率提升机制
通过优化换热器结构(如采用螺旋盘管、翅片管)增 大换热面积,或采用 “多回程” 设计(烟气多次流经换热面),减少热量损失。
部分高 端设备配备冷凝式换热器,回收烟气中的水蒸气潜热,进一步提高热效率(可达 98% 以上)。
蒸汽品质控制
蒸发器内设置汽水分离器,分离蒸汽中的水分,确保输出蒸汽的干度(如医 疗行业要求干度≥95%)。
压力稳定控制直接影响蒸汽温度,如精 密工艺需精 确控制蒸汽参数(如温度 ±5℃)。
四、与其他蒸汽设备的原理差异
与电加热蒸汽发生器对比:燃气蒸汽发生器通过燃烧燃气供热,运行成本较低(燃气价 格通常低于电价),但需配备燃气管道和燃烧系统,适合有燃气供应的场景;电加热设备则通过电阻丝发热,结构更简单,无 污染,但运行成本高。
与燃煤蒸汽锅炉对比:燃气燃烧更充分,无粉尘排放,环保性更强;且燃气设备自动化程度高,无需人工加煤,运维更便捷,但依赖燃气供应。
五、典型应用场景原理适配
医 疗行业:需高温高压蒸汽(如 134℃、0.22MPa)用于灭 菌,设备需配备高精度压力和温度控制,确保蒸汽品质符合灭 菌标准(如 ISO 17665)。
食品加工:要求蒸汽洁净无异味,因此换热器材质需为食 品级不锈钢,且燃烧系统需稳定控制蒸汽温度(如 80-120℃),避免影响食品口感。
通过以上原理可知,燃气蒸汽发生器的核心优势在于高 效节能、自动化程度高,且相比传统燃煤设备更环保,但其运行依赖燃气供应和安全控制,适用于对蒸汽品质、效率有较高要求的工业场景。