CN119178138A - 全预混低氮蒸汽发生系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全预混低氮蒸汽发生系统及方法，属于热能工程技术领域。它解决了现有技术缺乏监测易于出现故障，输出蒸汽质量低等技术问题。本一种全预混低氮蒸汽发生方法，包括如下步骤：先判断水位是否达到炉体内过水汽化管路高度的2/3处；若在预设注水时间内注满2/3处，则检测燃气压力是否正常，满足条件则启动系统；启动系统时，使冷凝水路与副水箱进行热交换，然后高压吹扫后点火，水泵缓慢进行补水，且随蒸汽温度升降进行频率匹配；实时检测汽水分离器中的温度，温度大于第二预设温度时，蒸汽出口打开；停机时，汽水分离器的排污口打开，进行过水汽化管路的冲洗排污。本发明具有故障率低、蒸汽品质高、操控简单等优点。

Description

全预混低氮蒸汽发生系统及方法

技术领域

本发明属于热能工程技术领域，涉及蒸汽发生系统，尤其是涉及一种全预混低氮蒸汽发生系统及方法。

背景技术

蒸汽发生系统是以蒸汽发生器为基础，通过加热蒸汽发生器内的水使其汽化，从而达到输出蒸汽的目的。现有技术中，通常具有能量利用率低和输出蒸汽品质低的问题，并且运行过程没有监测系统易于出现故障。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。

例如，中国专利文献公开了一种燃气式恒流雾化惯流混合快速加热蒸汽发生方法及系统[申请号：CN200410051601.1]，包括燃气对汽包加热，和热烟对进水管加热后排放；以及水在进入汽包前被热烟加热两次；和热烟经内外两层水管之间后由烟囱排出。所说的系统包括炉体、燃气部分、烟囱、蒸汽发生装置、恒流雾化系统、惯流混合系统、上水系统和蒸汽排放系统。其中最主要的部分应属炉体和进水螺旋管，在炉体内部设置有燃烧加热室，燃烧加热室的上方设置有汽包和进水螺旋管，该螺旋管分为内外两层，两层螺旋管之间有间隙(该间隙既是烟道)。工作时，燃气首先对汽包加热，但不让烟气不是直接排出，而是对两层螺旋管加热，这样更大限度的利用了热量，缩短了水加热转换蒸汽的时间，从而达到节省能源和节水的目的。

上述方案虽然具有较好的节省能源的效果。但是整体结构依然缺乏监测，易于出现故障。另一方面，其输出的蒸汽容易混杂水，不能满足更高的需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种不易出现故障，输出蒸汽品质高，使用寿命长的全预混低氮蒸汽发生系统。

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种全预混低氮蒸汽发生方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本一种全预混低氮蒸汽发生方法，包括如下步骤：

S1.开机准备，先判断水位是否达到炉体内过水汽化管路高度的2/3处，若未达到则通过水泵以第一预设频率进行注水；

S2.若在预设注水时间内未注满至少2/3处，则判断注水故障，报警并停止注水且不启动系统，

若在预设注水时间内注满2/3处，则检测燃气压力是否正常，满足条件则启动系统；

S3.启动系统时，先通过冷凝动力回路使冷凝器上冷凝水路与副水箱进行热交换，然后低氮燃烧器进行高压吹扫后点火，点火成功后，水泵以第二预设频率缓慢进行补水，且随蒸汽温度升降进行频率匹配；

S4.实时检测汽水分离器中的温度，若温度小于第一预设温度，则汽水分离器的蒸汽出口关闭，旁路打开将水导入副水箱,直至温度大于第二预设温度时，旁路关闭，蒸汽出口打开；

S5.停机时，先停止低氮燃烧器并进行后吹扫，然后水泵在低氮燃烧器停止输出，当蒸汽温度低于第三预设温度时，汽水分离器的排污口打开，且水泵以50赫兹补水，进行过水汽化管路的冲洗排污，等冲洗达到预设冲洗时间时，水泵关闭，延时N分钟后，排污口关闭。

通过在点火前设置水位检测机制，可以有效避免干烧导致的各类故障。蒸汽出口在蒸汽达到设定温度之后再打开的设计，是的蒸汽输出更稳定，蒸汽品质更高。并且设有扫吹和排污机制可以延长设备使用寿命。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，在步骤S1中，第一预设频率为5-10赫兹；过水汽化管路离其底面1/3处设有第一水位计，离其底面2/3处设有第二水位计，通过第二水位计判断水位是否达到炉体内过水汽化管路高度的2/3处。通过精准地控制水位，可以确保过水汽化管路内的水能够充分受热并转化为蒸汽。精准的水位监测和预警机制可以增强整个蒸汽发生系统的稳定性。这有助于减少因水位异常而导致的设备停机或故障，提高系统的可靠性和稳定性。并且有助于提高设备的运行效率，降低能耗，延长设备的使用寿命。并且其中的过水汽化管路是由翅片管组成，其翅片管的翅片上具有倒伏部分，设置倒伏部分可以使得翅片管之间贴合更加紧密，具有提高过水汽化管路汽化效率的作用。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，所述的水泵连接的副水箱，副水箱连接纯水箱，副水箱和纯水箱内分别设有副水箱水位计和纯水水箱水位计，第一水位计、第二水位计、副水箱水位计和纯水水箱水位计以脉冲信号监测，每2秒通断扫描一次，防止信号线粘连，传输虚假信号，若信号不能回传作断线故障处理，弹窗、报警，并屏幕提示处理步骤。通过在第一水位计、第二水位计、副水箱水位计和纯水水箱水位计中使用脉冲信号进行监测，每2秒通断扫描一次，可以实现对各个水箱内水位的高精度实时监测。这种设计确保了数据的准确性和实时性，有助于及时发现水位异常。若信号不能回传，系统能够自动判断为断线故障，并立即弹窗、报警，同时在屏幕上提示处理步骤。这种设计使得操作人员能够迅速响应并处理故障，降低了因故障导致的设备停机时间，提高了设备的运行效率。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，还包括炉膛温度测量计、排烟温度测量计、进水温度测量计、蒸汽温度测温计、蒸汽压力变送器、进水流量计的信号为4-20毫安信号，采用屏蔽线防止信号干扰，做脉冲通断处理，防止虚假信号，若通断后信号不能回传的作断线故障处理，报警、弹窗，屏幕提示处理步骤。上述各种测量计和变送器能够精准地测量和监测炉膛温度、排烟温度、进水温度、蒸汽温度、蒸汽压力以及进水流量等关键参数。这种精准测量有助于确保设备的稳定运行，及时发现潜在问题。进而避免故障出现导致停机。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，在步骤S2中，预设注水时间为2-3分钟；

在步骤S4中，第一预设温度为130度，第二预设温度130度；

在步骤S5中，第三预设温度120度，预设冲洗时间5-10分钟。在停止输出蒸汽后，将汽液分离器处的蒸汽温度降低至120度以下时开启排污阀，并进行预设冲洗时间5-10分钟的清洗过程，这有助于防止管道和设备的结垢、腐蚀，提高设备的可靠性和使用寿命。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，在步骤S4中，通过含水量检测器实时检测汽水分离器中蒸汽中是否含水，若含水则汽水分离器的蒸汽出口关闭，旁路打开将水导入副水箱,直至汽水分离器中蒸汽不含水时，旁路关闭，蒸汽出口打开。通过实时检测汽水分离器中蒸汽的含水量，可以确保输出的蒸汽是干燥的，不含多余的水分。避免因为蒸汽中的水分影响质量和输出效率。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，在步骤S3中，第二预设频率为3-7赫兹，且随蒸汽温度升高逐渐增加水泵频率直至15赫兹；

低氮燃烧器先以小火加热15-25秒，然后延迟2-5秒后，逐渐增大火焰。第二预设频率为3-7赫兹，并随着蒸汽温度的升高逐渐增加水泵频率，直至达到15赫兹。这种设计可以确保水泵的流量与蒸汽需求相匹配，避免蒸汽压力波动，提高系统的稳定性。低氮燃烧器先以小火加热15-25秒，然后延迟2-5秒后逐渐增大火焰。这种预热过程有助于确保燃烧器内部的温度逐渐升高，达到稳定燃烧的条件。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，在步骤S3中，根据蒸气压力递增的速度和目标压力值的对比控制燃烧器输出的功率百分比，蒸汽压力接近停止压力时，以最小功率包压。根据蒸气压力的变化实时调整燃烧器的输出功率，可以确保蒸汽系统在不同工况下都能以最优的能源利用效率运行。当蒸汽压力接近停止压力时，以最小功率包压，既能维持系统压力稳定，又能最大限度地减少能源消耗。

在上述的全预混低氮蒸汽发生方法中，在步骤S3中，水泵包括水泵一和水泵二，水泵一的变频器根据蒸汽温度测温计和进水流量计，自动控制进水频率，当水泵一频率快提升后进水流量未见快速提升或下降时，自动启用水泵二进行低赫兹补水，达到正常进水量后，水泵二自动进入待机状态；

若水泵一的变频器在工作时发生故障报警时，立即自动复位清楚故障代码，若该变频器故障累计到10次以上，则自动切换到水泵二运行，同时每出现一次故障均记录至PLC控制系统，且通过人机交互面板提示弹窗，但不报警；

若水泵一和水泵二自动复位次数用使用完毕，则报警停炉，高压吹扫直至炉膛温度低至200度。通过水泵一的变频器根据蒸汽温度测温计和进水流量计自动控制进水频率，可以确保进水流量与蒸汽需求相匹配，从而提高系统的稳定性。当水泵一频率快速提升后进水流量未见明显变化时，自动启用水泵二进行低赫兹补水，可以进一步确保系统的稳定供水，避免缺水或过量供水导致的系统不稳定。当水泵一和水泵二的自动复位次数用尽时，系统会报警停炉，并进行高压吹扫直至炉膛温度低至200度。这种设计可以确保在设备出现故障时及时停机，避免故障扩大对设备造成更大的损害。

本一种适用于上述的全预混低氮蒸汽发生方法的全预混低氮蒸汽发生系统，包括炉体，所述的炉体上连接有低氮燃烧器，所述的低氮燃烧器的筒状燃烧头横置于炉体的炉膛内，在筒状燃烧头与炉体之间设有沿筒状燃烧头轴向上分布且能被筒状燃烧头产生的火焰加热的过水汽化管路，过水汽化管路使进入的水流先径向螺旋流动，再轴向螺旋流动，后径向螺旋流动汽化流出，所述的冷凝器上设有上下分布的冷凝水路和预热水路，所述的冷凝水路通过冷凝动力回路与副水箱相连，所述的预热水路一端与过水汽化管路进水端相连，另一端通过供水管并联有两个水泵且通过两个水泵与副水箱相连，在供水管上连接有进水流量计，所述的过水汽化管路出汽端与汽水分离器相连，所述的汽水分离器上设有蒸汽压力变送器，在汽水分离器的蒸汽出口上设有控汽阀，在汽水分离器上设有蒸汽温度测温计，所述的汽水分离器底部设有旁路出口和排污口，旁路出口通过旁路阀与副水箱相连，排污口与排污阀相连；

所述的过水汽化管路上离其底面1/3处设有第一水位计，过水汽化管路上离其底面2/3处设有第二水位计；

所述的低氮燃烧器、蒸汽温度测温计、两个水泵、冷凝动力回路、进水流量计、蒸汽压力变送器、第一水位计和第二水位计连接在PLC控制系统，所述的PLC控制系统还连接有报警器和人机交互面板；

所述的PLC控制系统上还连接有炉膛温度测量计、排烟温度测量计和进水温度测量计；

所述的副水箱连接有纯水箱，副水箱和纯水箱内分别设有副水箱水位计和纯水水箱水位计，所述的副水箱水位计和纯水水箱水位计连接在PLC控制系统上。

过水汽化管路的设计使得进入的水流先径向螺旋流动，再轴向螺旋流动，后径向螺旋流动汽化流出。这种流动方式增加了水流与火焰的接触面积和时间，提高了水汽化效率。冷凝器上设有上下分布的冷凝水路和预热水路，利用回收的热量对进入过水汽化管路的水进行预热，实现了热量的回收和再利用，进一步提高了系统的能效。

系统配备了多个传感器和测量计，如炉膛温度测量计、排烟温度测量计、进水温度测量计等，能够实时监测系统的运行状态。PLC控制系统的应用使得系统能够实时监测和控制各项参数，如水位、温度、压力等，确保了系统的稳定运行。

与现有的技术相比，本全预混低氮蒸汽发生系统及方法的优点在于：1.配备多种传感器及控制系统，实时检测异常状态避免故障发生。2.设有蒸汽输出检测机构，输出蒸汽品质高。3.配备有自清洁机构，使用寿命长。4.设有备用循环机构，蒸汽输出过程稳定。5.控制系统设有操控显示屏，自动化程度高便于操控。6.具备节能设计，能量损耗低。

附图说明

图1是本发明提供的正面结构示意图。

图2是本发明提供的背面结构示意图。

图3是本发明提供的剖面结构示意图。

图中，炉体1、炉膛11、过水汽化管路2、第一水位计21、第二水位计22、低氮燃烧器3、筒状燃烧头31、冷凝器4、冷凝动力回路41、冷凝水路42、预热水路43、副水箱5、旁路51、旁路阀511、纯水箱52、纯水水箱水位计521、副水箱水位计53、水泵6、水泵一61、水泵二62、供水管63、进水流量计64、汽水分离器7、蒸汽出口71、控汽阀711、蒸汽压力变送器72、蒸汽温度测温计73、旁路出口74、排污口75、排污阀751、PLC控制系统8、炉膛温度测量计81、排烟温度测量计82、进水温度测量计83、人机交互面板84、报警器85。

具体实施方式

如图1至3所示，一种全预混低氮蒸汽发生方法，包括如下步骤：

S1.开机准备，先判断水位是否达到炉体1内过水汽化管路2高度的2/3处，若未达到则通过水泵6以第一预设频率进行注水；

S2.若在预设注水时间内未注满至少2/3处，则判断注水故障，报警并停止注水且不启动系统，

若在预设注水时间内注满2/3处，则检测燃气压力是否正常，满足条件则启动系统；

S3.启动系统时，先通过冷凝动力回路41使冷凝器4上冷凝水路42与副水箱5进行热交换，然后低氮燃烧器3进行高压吹扫后点火，点火成功后，水泵6以第二预设频率缓慢进行补水，且随蒸汽温度升降进行频率匹配；

S4.实时检测汽水分离器7中的温度，若温度小于第一预设温度，则汽水分离器7的蒸汽出口71关闭，旁路51打开将水导入副水箱5,直至温度大于第二预设温度时，旁路51关闭，蒸汽出口71打开；

S5.停机时，先停止低氮燃烧器3并进行后吹扫，然后水泵6在低氮燃烧器3停止后停止输出，当蒸汽温度低于第三预设温度时，汽水分离器7的排污口75打开，且水泵6以50赫兹补水，进行过水汽化管路2的冲洗排污，等冲洗达到预设冲洗时间时，水泵6关闭，延时5分钟后，排污口75关闭。

本实施例中，通过判断水位是否达到炉体1内过水汽化管路2高度的2/3处，并据此决定是否需要补水，有效确保了整体的安全运行。并且低氮燃烧器3的高压吹扫和点火过程自动化，降低了操作难度和人为失误的风险。停机时，先进行低氮燃烧器3的后吹扫，再停止水泵6输出，确保了系统的安全停机。在PLC控制系统8的控制下通过排污口75和水泵6的配合，进行过水汽化管路2的冲洗排污，具有延长系统使用寿命的效果。

更具体的说，在步骤S1中，第一预设频率为5赫兹；过水汽化管路2离其底面1/3处设有第一水位计21，离其底面2/3处设有第二水位计22，通过第二水位计22判断水位是否达到炉体1内过水汽化管路2高度的2/3处。

本实施例中，过水汽化管路2包括呈轴向螺旋状的螺旋段，在螺旋段两端还分别设有盘管单元，盘管单元包括若干沿轴向分布且呈径向螺旋状中空的盘管段，盘管段中心设有轴向通道；

并且螺旋段和盘管段均由翅片管组成，在翅片管的翅片上具有倒伏部分，通过对原本弧形外形的翅片进行重新塑性，使其具备能互相紧密贴合的倒伏部分，不仅具有提高换热面积以提高换热效率的作用，并且还解决了圆形翅片贴合不紧密的缺点，还使得结构更加坚固，可以达到更加耐用的效果。

更具体的说，水泵6连接的副水箱5，副水箱5连接纯水箱52，副水箱5和纯水箱52内分别设有副水箱水位计53和纯水水箱水位计521，第一水位计21、第二水位计22、副水箱水位计53和纯水水箱水位计521以脉冲信号监测，每2秒通断扫描一次，防止信号线粘连，传输虚假信号，若信号不能回传作断线故障处理，弹窗、报警，并屏幕提示处理步骤。

本实施例中，水泵6连接的副水箱5和纯水箱52内分别设有副水箱水位计53和纯水水箱水位计521，能够实时、准确地监测水位情况。同时第一水位计21、第二水位计22、副水箱水位计53和纯水水箱水位计521采用脉冲信号监测，每2秒通断扫描一次，有效防止信号线粘连，确保传输信号的真实性。水位监测和及时的故障预警与处理机制，共同提高了整个蒸汽发生系统的稳定性和可靠性，具有减少因水位异常或信号故障导致系统停机或损坏的效果。

更具体的说，还包括炉膛温度测量计81、排烟温度测量计82、进水温度测量计83、蒸汽温度测温计73、蒸汽压力变送器72、进水流量计64的信号为4-20毫安信号，采用屏蔽线防止信号干扰，做脉冲通断处理，防止虚假信号，

若通断后信号不能回传的作断线故障处理，报警、弹窗，屏幕提示处理步骤。

更具体的说，在步骤S2中，预设注水时间为2分钟；

在步骤S2中，第一预设温度为130度，第二预设温度130度；

在步骤S5中，第三预设温度120度，预设冲洗时间5分钟。

更具体的说，在步骤S4中，实时检测汽水分离器7中蒸汽中是否含水，若含水则汽水分离器7的蒸汽出口71关闭，旁路51打开将水导入副水箱5,直至汽水分离器7中蒸汽不含水时，旁路51关闭，蒸汽出口71打开。

本实施例中，汽水分离器7中蒸汽中是否含水由汽水分离器7内置的含水量检测器完成，当蒸汽含水时，通过旁路51将水导入副水箱5，避免了不必要的蒸汽浪费。同时，这也减少了因处理不合格蒸汽而消耗的额外能源，具有节能降低损耗的效果。

更具体的说，在步骤S3中，第二预设频率为5赫兹，且随蒸汽温度升高逐渐增加水泵6频率直至15赫兹；

低氮燃烧器3先以小火加热20秒，然后延迟3秒后，逐渐增大火焰。

更具体的说，在步骤S3中，根据蒸气压力递增的速度和目标压力值的对比控制燃烧器输出的功率百分比，蒸汽压力接近停止压力时，以最小功率包压。

更具体的说，在步骤S3中，水泵6包括水泵一61和水泵二62，水泵一61的变频器根据蒸汽温度测温计73和进水流量计64，自动控制进水频率，当水泵一61频率快提升后进水流量未见快速提升或下降时，自动启用水泵二62进行低赫兹补水，达到正常进水量后，水泵二62自动进入待机状态；

若水泵一61的变频器在工作时发生故障报警时，立即自动复位清楚故障代码，若该变频器故障累计到10次以上，则自动切换到水泵二62运行，同时每出现一次故障均记录至PLC控制系统8，且通过人机交互面板84提示弹窗，但不报警；

若水泵一61和水泵二62自动复位次数用使用完毕，则报警停炉，高压吹扫直至炉膛温度低至200度。

本实施例中，系统能够记录每次水泵6的故障情况，并通过人机交互面板84提示弹窗，使操作人员能够及时了解系统状态，便于后续的维护和保养。不直接报警的同时，提供了足够的故障信息供操作人员判断。

并且若水泵一61和水泵二62的自动复位次数使用完毕，系统会报警停炉，并进行高压吹扫，直至炉膛温度低至200度。这一设计确保了系统在极端情况下的安全性，防止了因设备故障导致的安全事故。

如图1至3所示，一种全预混低氮蒸汽发生方法的全预混低氮蒸汽发生系统，包括炉体1，炉体1上连接有低氮燃烧器3，低氮燃烧器3的筒状燃烧头31横置于炉体1的炉膛11内，在筒状燃烧头31与炉体1之间设有沿筒状燃烧头31轴向上分布且能被筒状燃烧头31产生的火焰加热的过水汽化管路2。

本实施例中，筒状燃烧头31上沿轴向和周向开设有若干燃气出口，筒状燃烧头31上包覆有覆盖若干燃气出口的高温玻璃纤维层。沿轴向和周向开设有若干燃气出口具有加热更均匀的效果，包覆高温玻璃纤维层能够有效隔绝高温，延长使用寿命。

更具体的说，过水汽化管路2使进入的水流先径向螺旋流动，再轴向螺旋流动，后径向螺旋流动汽化流出，冷凝器4上设有上下分布的冷凝水路42和预热水路43，冷凝水路42通过冷凝动力回路41与副水箱5相连，预热水路43一端与过水汽化管路2进水端相连，另一端通过供水管63并联有两个水泵6且通过两个水泵6与副水箱5相连，在供水管63上连接有进水流量计64，过水汽化管路2出汽端与汽水分离器7相连，汽水分离器7上设有蒸汽压力变送器72，在汽水分离器7的蒸汽出口71上设有控汽阀711，在汽水分离器7上设有蒸汽温度测温计73，汽水分离器7底部设有旁路出口74和排污口75，旁路出口74通过旁路阀511与副水箱5相连，排污口75与排污阀751相连；

过水汽化管路2上离其底面1/3处设有第一水位计21，过水汽化管路2上离其底面2/3处设有第二水位计22；

低氮燃烧器3、蒸汽温度测温计73、两个水泵6、冷凝动力回路41、进水流量计64、蒸汽压力变送器72、第一水位计21和第二水位计22连接在PLC控制系统8，PLC控制系统8还连接有报警器85和人机交互面板84；

PLC控制系统8上还连接有炉膛温度测量计81、排烟温度测量计82和进水温度测量计83；

副水箱5连接有纯水箱52，副水箱5和纯水箱52内分别设有副水箱水位计53和纯水水箱水位计521，副水箱水位计53和纯水水箱水位计521连接在PLC控制系统8上。

本实施例中，过水汽化管路2使水流先径向螺旋流动，再轴向螺旋流动，后径向螺旋流动汽化流出，这种流动方式提高了水流与火焰的接触面积和时间，具有提高汽化效率的效果。

并且PLC控制系统8连接了多个传感器和测量计，包括炉膛温度测量计81、排烟温度测量计82、进水温度测量计83、副水箱水位计53和纯水水箱水位计521等，实时监测系统状态，并通过报警器85和人机交互面板84提供报警和提示信息，具有便于操作人员及时发现并处理问题的效果。

本实施例的工作原理在于，系统启动后，PLC控制系统8根据预设的步骤，逐步开启各个设备。水泵6开始工作，将副水箱5中的水输送到过水汽化管路2。低氮燃烧器3开始点火，预混后的燃料与空气开始燃烧。

火焰加热过水汽化管路2，水流逐渐汽化。PLC控制系统8根据蒸汽温度测温计73、炉膛温度测量计81和排烟温度测量计82等的数据，调节低氮燃烧器3的燃烧强度，和水泵6的工作频率，确保输出蒸汽温度和压力稳定。

工作过程中，PLC控制系统8实时监测各个传感器的数据，如炉膛温度、排烟温度、进水温度、水位等。一旦发现异常数据，通过报警器85和人机交互面板84展示异常数据和发出报警信息，提醒操作人员及时处理。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了炉体、炉膛、过水汽化管路、第一水位计、第二水位计、低氮燃烧器、筒状燃烧头、冷凝器、冷凝动力回路、冷凝水路、预热水路、副水箱、旁路、旁路阀、纯水箱、纯水水箱水位计、副水箱水位计、水泵、水泵一、水泵二、供水管、进水流量计、汽水分离器、蒸汽出口、控汽阀、蒸汽压力变送器、蒸汽温度测温计、旁路出口、排污口、排污阀、PLC控制系统、炉膛温度测量计、排烟温度测量计、进水温度测量计、人机交互面板、报警器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.开机准备，先判断水位是否达到炉体（1）内过水汽化管路（2）高度的2/3处，若未达到则通过水泵（6）以第一预设频率进行注水；

S2.若在预设注水时间内未注满至少2/3处，则判断注水故障，报警并停止注水且不启动系统，

若在预设注水时间内注满2/3处，则检测燃气压力是否正常，满足条件则启动系统；

S3.启动系统时，先通过冷凝动力回路（41）使冷凝器（4）上冷凝水路（42）与副水箱（5）进行热交换，然后低氮燃烧器（3）进行高压吹扫后点火，点火成功后，水泵（6）以第二预设频率缓慢进行补水，且随蒸汽温度升降进行频率匹配；

S4.实时检测汽水分离器（7）中的温度，若温度小于第一预设温度，则汽水分离器（7）的蒸汽出口（71）关闭，旁路（51）打开将水导入副水箱（5）,直至温度大于第二预设温度时，旁路（51）关闭，蒸汽出口（71）打开；

S5.停机时，先停止低氮燃烧器（3）并进行后吹扫，然后水泵（6）在低氮燃烧器（3）停止后停止输出，当蒸汽温度低于第三预设温度时，汽水分离器（7）的排污口（75）打开，且水泵（6）以50赫兹补水，进行过水汽化管路（2）的冲洗排污，等冲洗达到预设冲洗时间时，水泵（6）关闭，延时N分钟后，排污口（75）关闭。

2.根据权利要求1所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，在步骤S1中，第一预设频率为5-10赫兹；过水汽化管路（2）离其底面1/3处设有第一水位计（21），离其底面2/3处设有第二水位计（22），通过第二水位计（22）判断水位是否达到炉体（1）内过水汽化管路（2）高度的2/3处。

3.根据权利要求2所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，所述的水泵（6）连接的副水箱（5），副水箱（5）连接纯水箱（52），副水箱（5）和纯水箱（52）内分别设有副水箱水位计（53）和纯水水箱水位计（521），第一水位计（21）、第二水位计（22）、副水箱水位计（53）和纯水水箱水位计（521）以脉冲信号监测，每2秒通断扫描一次，防止信号线粘连，传输虚假信号，若信号不能回传作断线故障处理，弹窗、报警，并屏幕提示处理步骤。

4.根据权利要求1所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，还包括炉膛温度测量计（81）、排烟温度测量计（82）、进水温度测量计（83）、蒸汽温度测温计（73）、蒸汽压力变送器（72）、进水流量计（64）的信号为4-20毫安信号，采用屏蔽线防止信号干扰，做脉冲通断处理，防止虚假信号，

若通断后信号不能回传的作断线故障处理，报警、弹窗，屏幕提示处理步骤。

5.根据权利要求1所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，在步骤S2中，预设注水时间为2-3分钟；

在步骤S4中，第一预设温度为130度，第二预设温度130度；

在步骤S5中，第三预设温度120度，预设冲洗时间5-10分钟。

6.根据权利要求1所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，在步骤S4中，实时检测汽水分离器（7）中蒸汽中是否含水，若含水则汽水分离器（7）的蒸汽出口（71）关闭，旁路（51）打开将水导入副水箱（5）,直至汽水分离器（7）中蒸汽不含水时，旁路（51）关闭，蒸汽出口（71）打开。

7.根据权利要求1所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，在步骤S3中，第二预设频率为3-7赫兹，且随蒸汽温度升高逐渐增加水泵（6）频率直至15赫兹；

低氮燃烧器（3）先以小火加热15-25秒，然后延迟2-5秒后，逐渐增大火焰。

8.根据权利要求7所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，在步骤S3中，根据蒸气压力递增的速度和目标压力值的对比控制燃烧器输出的功率百分比，蒸汽压力接近停止压力时，以最小功率包压。

9.根据权利要求1所述的全预混低氮蒸汽发生方法，其特征在于，在步骤S3中，水泵（6）包括水泵一（61）和水泵二（62），水泵一（61）的变频器根据蒸汽温度测温计（73）和进水流量计（64），自动控制进水频率，当水泵一（61）频率快提升后进水流量未见快速提升或下降时，自动启用水泵二（62）进行低赫兹补水，达到正常进水量后，水泵二（62）自动进入待机状态；

若水泵一（61）的变频器在工作时发生故障报警时，立即自动复位清楚故障代码，若该变频器故障累计到10次以上，则自动切换到水泵二（62）运行，同时每出现一次故障均记录至PLC控制系统（8），且通过人机交互面板（84）提示弹窗，但不报警；

若水泵一（61）和水泵二（62）自动复位次数用使用完毕，则报警停炉，高压吹扫直至炉膛温度低至200度。

10.一种适用于权利要求1-9中任意一项所述的全预混低氮蒸汽发生方法的全预混低氮蒸汽发生系统，其特征在于，包括炉体（1），所述的炉体（1）上连接有低氮燃烧器（3），所述的低氮燃烧器（3）的筒状燃烧头（31）横置于炉体（1）的炉膛（11）内，在筒状燃烧头（31）与炉体（1）之间设有沿筒状燃烧头（31）轴向上分布且能被筒状燃烧头（31）产生的火焰加热的过水汽化管路（2），过水汽化管路（2）使进入的水流先径向螺旋流动，再轴向螺旋流动，后径向螺旋流动汽化流出，所述的冷凝器（4）上设有上下分布的冷凝水路（42）和预热水路（43），所述的冷凝水路（42）通过冷凝动力回路（41）与副水箱（5）相连，所述的预热水路（43）一端与过水汽化管路（2）进水端相连，另一端通过供水管（63）并联有两个水泵（6）且通过两个水泵（6）与副水箱（5）相连，在供水管（63）上连接有进水流量计（64），所述的过水汽化管路（2）出汽端与汽水分离器（7）相连，所述的汽水分离器（7）上设有蒸汽压力变送器（72），在汽水分离器（7）的蒸汽出口（71）上设有控汽阀（711），在汽水分离器（7）上设有蒸汽温度测温计（73），所述的汽水分离器（7）底部设有旁路出口（74）和排污口（75），旁路出口（74）通过旁路阀（511）与副水箱（5）相连，排污口（75）与排污阀（751）相连；

所述的过水汽化管路（2）上离其底面1/3处设有第一水位计（21），过水汽化管路（2）上离其底面2/3处设有第二水位计（22）；

所述的低氮燃烧器（3）、蒸汽温度测温计（73）、两个水泵（6）、冷凝动力回路（41）、进水流量计（64）、蒸汽压力变送器（72）、第一水位计（21）和第二水位计（22）连接在PLC控制系统（8），所述的PLC控制系统（8）还连接有报警器（85）和人机交互面板（84）；

所述的PLC控制系统（8）上还连接有炉膛温度测量计（81）、排烟温度测量计（82）和进水温度测量计（83）；

所述的副水箱（5）连接有纯水箱（52），副水箱（5）和纯水箱（52）内分别设有副水箱水位计（53）和纯水水箱水位计（521），所述的副水箱水位计（53）和纯水水箱水位计（521）连接在PLC控制系统（8）上。