專利名稱：無垢蒸汽鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蒸汽鍋爐。
背景技術(shù)：
蒸汽鍋爐是使用極為普遍的工業(yè)設(shè)備，也是很多企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。盡管幾乎所有的蒸汽鍋爐都按鍋爐管理的規(guī)范配套安裝了鈉離子交換樹脂軟化水裝置，但是，相當(dāng)大比例的10t/h以下的小型鍋爐仍然無法正確使用軟化水裝置，超過一半的鍋爐存在不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象，需要定期酸洗。蒸汽鍋爐的積垢十分致密，酸洗很難洗除，卻很容易腐蝕鍋爐，縮短其使用壽命。鍋爐的結(jié)垢同時(shí)導(dǎo)致其熱效率的下降，因而浪費(fèi)大量燃料。結(jié)垢也容易使鍋爐的煙管水管過熱，造成故障，并縮短鍋爐的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供可消除或減少鍋爐內(nèi)的結(jié)垢的一種無垢蒸汽鍋爐。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種蒸汽鍋爐，包括熱交換設(shè)備，其特征在于還包括聲頻振動(dòng)單元，該聲頻振動(dòng)單元包括一個(gè)或多個(gè)用于向熱交換設(shè)備的換熱面導(dǎo)入聲頻振蕩的磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器和一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器被固定在熱交換設(shè)備的外殼上，信號(hào)發(fā)生器連接并產(chǎn)生高頻脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器。
在本實(shí)用新型中，磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器可以固定式的方式固定在蒸汽鍋爐的外殼上。磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器也可以可拆卸式的方式固定在蒸汽鍋爐的外殼上。
在磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器與熱交換設(shè)備的外殼之間的連接處可以設(shè)置用于使所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的聲頻振動(dòng)不被反射的墊片。
在所述熱交換設(shè)備的換熱面上可設(shè)有低黏附性涂層。
所述熱交換設(shè)備的換熱面上可電鍍有高光亮度的金屬鍍層。
本實(shí)用新型適用于現(xiàn)有蒸汽鍋爐的所有爐型，能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后仍處于基本無垢的狀態(tài)，因此無需停爐進(jìn)行酸洗除垢。在本實(shí)用新型中，信號(hào)發(fā)生器驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱換能器)。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)可以是連續(xù)的或是間斷的。此脈沖信號(hào)經(jīng)連接電纜送至磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器，并轉(zhuǎn)變成聲頻機(jī)械振動(dòng)，聲頻振動(dòng)由蒸汽鍋爐的鍋筒、汽包或集汽聯(lián)箱等金屬構(gòu)件傳至煙管、水管等換熱面上，并傳至水介質(zhì)，以除去換熱面上的結(jié)垢。
信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成聲頻振蕩，由蒸汽鍋爐的金屬構(gòu)件傳至換熱面及水中并產(chǎn)生如下效應(yīng)1、換熱面上的積垢在聲頻振蕩的作用下持續(xù)不斷地剝落，除垢與結(jié)垢達(dá)到一個(gè)大致的動(dòng)態(tài)平衡，水垢剝落的程度與煙管表面處理狀況、水的硬度、鍋爐負(fù)荷、聲功率強(qiáng)度等因素有關(guān)；2、聲頻振蕩的存在使換熱面上形成水垢并附著的速度減緩了；3、傳遞到水介質(zhì)形成的聲場(chǎng)促使部分硬度鹽在水里直接結(jié)晶沉淀，生成無粘性粉末狀水垢，這是導(dǎo)入聲頻振蕩的“無垢蒸汽鍋爐”區(qū)別于普通蒸汽鍋爐的獨(dú)有的現(xiàn)象，從其排污過程中可以觀察到。
本實(shí)用新型解決蒸汽鍋爐的結(jié)垢問題，具有非常重大的意義首先，可以節(jié)約大量的燃油燃煤而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益；其次，消除鍋爐因結(jié)垢而產(chǎn)生的故障，并且大大地減輕運(yùn)行管理的負(fù)擔(dān)；第三，節(jié)約燃煤可以減少污染物的排放，無需酸洗鍋爐以及不運(yùn)行水處理裝置同樣利于環(huán)保；第四，大大延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命，從而降低生產(chǎn)成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
附圖簡(jiǎn)述


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中的磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器與信號(hào)發(fā)生器組成的聲頻振動(dòng)單元的示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中的磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器安裝在熱交換設(shè)備的外殼上的示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的無垢組合蒸汽鍋爐的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3的蒸汽鍋爐的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的無垢水管式蒸汽鍋爐的示意圖；圖6是圖5的蒸汽鍋爐的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的無垢燃油燃?xì)庹羝仩t示意圖。
具體實(shí)施方式
在如
圖1所示的實(shí)施例中，一信號(hào)發(fā)生器1連接三個(gè)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2，信號(hào)發(fā)生器1由交流市電(220V，50/60Hz)供電，信號(hào)發(fā)生器的工作頻率大于12千赫茲。磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2的個(gè)數(shù)可根據(jù)熱交換設(shè)備的換熱面的面積、形狀、或磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器的功率來決定。信號(hào)發(fā)生器1通過向磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2中的動(dòng)磁線圈提供控制信號(hào)來控制磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生聲頻振動(dòng)。
磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器可固定在蒸汽鍋爐的鍋筒、鍋殼或是集汽聯(lián)箱上。圖2示出磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2與熱交換設(shè)備殼體3的兩種固定方式，其中圖2(a)為可拆卸式，磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2的前端有外螺紋，熱交換設(shè)備殼體3上焊接有螺紋連接頭4，使得磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器可通過螺紋連接在螺紋連接頭4上。在螺紋連接頭4內(nèi)設(shè)有墊片5，以使磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的聲頻振動(dòng)不被反射，從而使聲頻振動(dòng)無損耗或低損耗地傳遞給熱交換設(shè)備殼體3。圖2(b)所示為磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2與熱交換設(shè)備殼體3以焊接方式被固定在一起。
換熱面的光潔度與結(jié)垢的附著力有極大關(guān)系，表面越粗糙(結(jié)晶中心或者是晶核越多)，結(jié)垢的沉積越容易和越緊密。相反，換熱面表面越光滑，結(jié)垢的附著力越小。因此，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，在金屬材料的換熱面上可通過電鍍等方式加上低黏附性涂層，以提高其表面光潔度，可以大大降低結(jié)垢在其表面的附著力，使結(jié)垢的剝落更為容易，從而提高防垢除垢效果。
對(duì)換熱面基體金屬加以拋光電鍍可以極大地提高換熱表面的光亮度，由于對(duì)炭鋼這樣的基體金屬加上鉻或是鎳金屬鍍層是很廉價(jià)和便捷的方法，因此可以大面積使用。銅、鉻、鎳的聲學(xué)特性與炭鋼十分相近，不存在聲學(xué)震蕩導(dǎo)致鍍層松脫的可能。所以，對(duì)煙管等換熱元件進(jìn)行拋光電鍍進(jìn)行水垢低黏附性處理是可行的。
本實(shí)用新型的無垢蒸汽鍋爐在實(shí)際應(yīng)用中被證明是可行和經(jīng)濟(jì)上相當(dāng)合算的。但是，由于蒸汽鍋爐結(jié)垢的特殊性，在聲頻震蕩作用下剝落的垢塊因鍋爐構(gòu)造的不同而對(duì)鍋爐運(yùn)行有不同的影響。因此，對(duì)“無垢蒸汽鍋爐”的設(shè)計(jì)及運(yùn)行均有嚴(yán)格的要求1、蒸發(fā)量大于6t/h的蒸汽鍋爐，或是水的硬度特別高的情況下不能停止運(yùn)行水處理裝置，但火管式鍋爐不在此列；2、在聲頻震蕩作用下剝落的垢漿和垢塊如果長(zhǎng)時(shí)間不清除，會(huì)影響鍋爐的運(yùn)行。因此，必須定期(視鍋爐的負(fù)荷和水的硬度而定，一般3-6個(gè)月)停爐用幾個(gè)壓的水沖洗掉鍋筒和集汽聯(lián)箱的水垢殘?jiān)?br> 3、嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行日常排污。
以下為幾個(gè)類型的“無垢蒸汽鍋爐”圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的“無垢水火管組合蒸汽鍋爐”示意圖。其中，兩個(gè)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器16被直接焊接在鍋筒11上，也可焊接在下集汽聯(lián)箱13上。在圖4中，12表示煙管，14表示下降管，15表示水冷壁管。
本實(shí)用新型還可適用于其他主流的爐型，如圖5和圖6所示“無垢雙鍋筒水管式蒸汽鍋爐”、以及圖7所示的“無垢單鍋筒燃油燃?xì)饣鸸苁秸羝仩t”。在圖5和圖6的實(shí)施例中，分別在蒸汽鍋爐的上鍋筒6和下鍋筒7的殼體上設(shè)置兩個(gè)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2。
在圖7的實(shí)施例中，可以在鍋筒上設(shè)置若干個(gè)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器2，以聲頻振動(dòng)除去鍋筒8的內(nèi)壁上的垢。其中的蒸汽鍋爐為6t/h燃油單鍋筒縱置火管蒸汽爐，使用120米深的地下水，無軟化水裝置。在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行中，按操作規(guī)范定期沖洗掃除垢渣，不需酸洗，也從未發(fā)生鼓包爆管的故障。
權(quán)利要求1.一種蒸汽鍋爐，包括熱交換設(shè)備，其特征在于還包括聲頻振動(dòng)單元，該聲頻振動(dòng)單元包括一個(gè)或多個(gè)用于向熱交換設(shè)備的換熱面導(dǎo)入聲頻振蕩的磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器和一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器被固定在熱交換設(shè)備的外殼上，信號(hào)發(fā)生器連接并產(chǎn)生高頻脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的蒸汽鍋爐，其特征在于所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器以固定式的方式固定在蒸汽鍋爐的外殼上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的蒸汽鍋爐，其特征在于所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器以可拆卸式的方式固定在蒸汽鍋爐的外殼上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的蒸汽鍋爐，其特征在于在所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器與熱交換設(shè)備的外殼之間的連接處設(shè)置用于使所述磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的聲頻振動(dòng)不被反射的墊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的蒸汽鍋爐，其特征在于所述熱交換設(shè)備的換熱面上具有低黏附性涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的蒸汽鍋爐，其特征在于所述熱交換設(shè)備的換熱面上具有高光亮度的金屬鍍層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種蒸汽鍋爐，包括熱交換設(shè)備，其中還包括聲頻振動(dòng)單元，該聲頻振動(dòng)單元包括一個(gè)或多個(gè)用于向熱交換設(shè)備的換熱面導(dǎo)入聲頻振蕩的磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器和信號(hào)發(fā)生器，磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器被固定在熱交換設(shè)備的外殼上，信號(hào)發(fā)生器連接并產(chǎn)生高頻脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)磁致伸縮能量轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型通過聲頻振動(dòng)除去蒸汽鍋爐的結(jié)垢，消除鍋爐因結(jié)垢而產(chǎn)生的故障，節(jié)約燃料，大大延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。
文檔編號(hào)F22B37/48GK2685716SQ20042000180
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月2日
發(fā)明者李文忠 申請(qǐng)人:汕頭高新區(qū)雄岳有限公司