一种流量与温度连续可调的水蒸气发生器的制作方法

本发明涉及一种可精确控制蒸汽流量和蒸汽温度的水蒸气发生器，可以应用于化工、环保、催化、能源等领域。

背景技术：

水蒸汽发生器广泛适用于服装、食品、纺织、包装、医药、冶金等行业等需要饱和蒸汽或蒸汽供热的单位。在某些应用领域中水蒸汽的流量和过热蒸汽温度都需要精确控制，并且在一定范围内要求连续可调。但目前现有的水蒸汽发生器还难以实现蒸汽流量、压力和温度的精确控制和连续可调。

技术实现要素：

本发明开发了一种精确控制蒸汽流量和蒸汽温度的水蒸气发生器，并且蒸汽流量、压力和温度可实现连续可调。该水蒸汽发生器主要包括储水罐、水泵、饱和蒸汽发生器和过热器等部件。蒸汽发生器通过液位控制模块和蒸汽流量控制模块，调控汽化输入功率，实现蒸汽流量的精确控制和连续可调。

图1给出了蒸汽发生器正常工作时的能量流(忽略散热等因素的影响)，当汽化达到稳定时(即比焓h不变)，若内部水质量m不变，根据质量守恒可以得到

F_in＝F_out (E.1)

同时还可得到

(m*h)′＝0 (E.2)

根据能量守恒

P＝F_out*h_out-F_in*h_in+(m*h)′ (E.3)

将E.1和E.2代入E.3可得

P＝F_out*(h_out-h_in) (E.4)

当入口和出口状态确定的情况下，h_out和h_in可以近似为已知的常数。如此，从E.4可以看到出口蒸汽的流量Fout和汽化输入功率P成线性关系。即通过控制P，可以控制汽化器的流量。

通过过热温度控制模块，利用带PID闭环的精密加热器调控蒸汽温度，实现过热蒸汽温度的精确控制和连续可调，其调控过程如图2所示。

附图说明

图1蒸汽发生器中能量流示意图

图2加热器过热温度PID控制示意图

图3蒸汽发生系统流程图

具体实施方式

实施例1

图3给出了一个实现本专利的系统流程图：

(1)利用水泵2把储水罐1中的水输运至饱和蒸汽发生器4；

(2)饱和蒸汽发生器4内生成饱和的水蒸气；

(3)通过压力控制模块6调控输出蒸汽压力小于0.7MPa；

(4)利用蒸汽流量控制模块5，精确控制蒸汽的输出流量，实现蒸汽输出流量在3-30g/min连续可调；

(5)通过液位控制模块3，调节水泵2输给蒸汽发生器4的供水量，保证4中水量不变；

(6)蒸汽发生器4输出精确控制流量的水蒸汽，通入加热器7；

(7)利用加热器7的过热温度控制模块8控制过热蒸汽温度；

(8)过热水蒸汽的温度可控制在110-200℃之间，并可连续可调。