一种工业锅炉装置及系统的制作方法

1.本技术涉及工业锅炉领域，尤其涉及一种工业锅炉装置及系统。


背景技术：

2.我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家，工业锅炉产品分两种，一是蒸汽，用于发电，或是供气，比如化肥厂可用蒸汽汽化，以煤为原料，合成化肥，二是加热水，例如石油钻采联合站用于加热水，并用热水与原油换热，以便维持原油流动性便于管道输送。工业锅炉是重要的热能动力设备。
3.目前，工业锅炉水质处理，在去除硬度和碱度时基本采用化学药剂进行管理，主要目的是缓蚀和阻垢。因锅炉高温高压，尤其是蒸汽锅炉较热水锅炉排污更少，浓缩倍数更高。因此，大部分锅炉都不同程度存在结垢问题。
4.锅炉结垢会引起垢下腐蚀，同时造成膨胀系数区别，存在安全隐患；同时结垢造成热效率降低，造成能耗过高。
5.目前同类的物理处理手段，包括电化学吸附类、强磁类等则因为对整体系统的改善有限，对锅炉系统无明显效果。超声波类设备则因安全和承压问题很难部署在锅炉内部安装。现有技术均不能完美满足系统需求。因此，现有技术中缺乏一种既能快速有效阻垢和除垢、降低生产成本，又能降低污染、提高安全性的工业锅炉装置。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种工业锅炉装置及系统，解决现有技术中缺乏一种既能快速有效阻垢和除垢、降低生产成本，又能降低污染、提高安全性的工业锅炉装置的技术问题。
7.本技术提供了一种工业锅炉装置，包括：工业锅炉组件和水质处理组件；
8.所述工业锅炉组件包括：工业锅炉、补水泵和补水管；
9.所述补水管一端与所述工业锅炉的补水口连接，所述补水管另一端与补水泵的出水口连接；
10.所述水质处理组件包括：电场水处理系统核心模块、感应线圈和铁氧体环；
11.所述电场水处理系统核心模块与所述感应线圈电连接，用于为所述感应线圈提供电流信号，使所述感应线圈产生感生磁场；
12.所述感应线圈与所述铁氧体环配合连接，使所述铁氧体环产生感生磁场；
13.所述铁氧体环外敷式安装于所述补水管的外侧，将所述补水管及其内部的水作为所述铁氧体环的二次感应侧，使得所述补水管及其内部的水产生感应电场；
14.所述补水管水中的感应电场作用于所述水中的ca
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32-，使电场力和洛伦兹力得到加强，从而趋向于形成更稳定的分子结构；
15.所述补水管水中的感应电场增强了范德华力，使得水中的caco3规则排列，形成整齐排列的微小的文石晶核，区别于水垢中的方解石晶核。
16.进一步的，所述铁氧体环包括铁氧体块和连接结构；
17.所述连接结构用于将所述铁氧体块连接形成环状结构，从而可适配于不同管径的所述补水管的外径侧并和外侧固定连接。
18.进一步的，所述电场水处理系统核心模块为ewt交变电场水处理系统核心模块，用于产生交变电流信号，从而不断地改变电场方向，使得水中的ca
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32-受力运动更加剧烈，有利于更高效地形成文石晶核结构。
19.进一步的，所述水质处理组件设置于所述补水泵和所述工业锅炉之间的所述补水管段。
20.进一步的，所述补水管包括安装管和连接管；
21.所述安装管和所述连接管连接组成所述补水管；
22.所述铁氧体环外敷式安装于所述安装管的外侧。
23.进一步的，所述补水管或所述安装管优选为由非金属材料制成的管道。
24.进一步的，所述安装管的进水端和出水端均设置有法兰结构，所述法兰结构用于与所述连接管可拆卸地连接。
25.进一步的，所述法兰结构上配合设置有密封圈。
26.本技术还提供了一种工业锅炉系统，包括上述的工业锅炉装置和综合控制器；
27.所述综合控制器与所述水质软化处理系统的电场水处理系统核心模块通信连接，用于控制所述电场水处理系统核心模块的运行状态。
28.与现有技术相比，本技术实施例的优点在于：
29.本技术提供了一种工业锅炉装置，包括：工业锅炉组件和水质处理组件；所述工业锅炉组件包括：工业锅炉、补水泵和补水管；所述补水管一端与所述工业锅炉的补水口连接，所述补水管另一端与补水泵的出水口连接；所述水质处理组件包括：电场水处理系统核心模块、感应线圈和铁氧体环；所述电场水处理系统核心模块与所述感应线圈电连接，用于为所述感应线圈提供电流信号，使所述感应线圈产生感生磁场；所述感应线圈与所述铁氧体环配合连接，使所述铁氧体环产生感生磁场；所述铁氧体环外敷式安装于所述补水管的外侧，所述补水管及其内部的水作为所述铁氧体环的二次感应侧，使得所述补水管及其内部的水产生感应电场；所述补水管水中的感应电场作用于所述水中的ca
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32-，使电场力和洛伦兹力得到加强，从而趋向于形成更稳定的分子结构；所述补水管水中的感应电场增强了范德华力，使得水中的caco3规则排列，形成整齐排列的微小的文石晶核，区别于水垢中的方解石晶核。
30.本技术所提供的工业锅炉装置，包括工业锅炉组件和水质处理组件，工业锅炉组件包括工业锅炉、补水泵和补水管，补水泵通过补水管为工业锅炉供水，使工业锅炉工作；水质处理组件包括：电场水处理系统核心模块、感应线圈和铁氧体环，通过电场水处理系统核心模块向感应线圈施加电流信号，从而使感应线圈内部产生感生磁场，通过将感应线圈与铁氧体环配合连接，使得铁氧体环的内部在感应线圈磁场的作用下生成新的感生磁场，由于铁氧体环外敷式安装于补水管外，因此将补水管及其中的水作为二次感应侧，最终产生感应电场，属电-磁-电二次耦合技术，从而补水管水中的感应电场作用于水中的ca
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32-，使电场力和洛伦兹力得到加强，从而各离子趋向于形成更稳定的分子结构，同时感应电场增强了范德华力，使得水中的caco3规则排列，形成整齐排列的微小的文石晶核，
与自然形成的方解石晶核不同的是，文石晶核颗粒微小且悬浮于水中或呈松散状沉落于水底，不会粘附于补水管上，从而避免在锅炉内形成水垢，同时分散悬浮形成的文石晶核，也给其他离子提供了成垢所需的晶种，使其他离子在文石晶核上成垢，可通过锅炉排污排除，达到阻垢的效果。
31.与此同时，由于补水管本身已经存在的水垢与水中的离子一直处于可逆反应的状态，即水中的离子一直在结合形成水垢，而水垢同时也在分解成为多种离子，且形成水垢的速度大于水垢分解的速度，而本技术中的由于在水垢分解形成离子后，其中的ca
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32-在感应电场的作用下很快便结合成为文石晶核，从而减少了溶解于水中的ca
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32-的含量，进一步促进了水垢的分解电离，从而达到了除垢的效果。
32.本技术通过采用物理的方式即可有效实现对水质阻垢和除垢，实现水质软化，无需再增加化学药剂，提高了阻垢和除垢效率，同时减少污染，提高操作的安全性，从而本技术解决了现有技术中缺乏一种既能快速有效阻垢和除垢、降低生产成本，又能降低污染、提高安全性的工业锅炉装置的技术问题。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本技术实施例所提供的工业锅炉装置的正视图；
35.图2为本技术实施例所提供的工业锅炉装置的局部视图；
36.图3为本技术实施例所提供的水处理组件的结构示意图；
37.图4为本技术实施例所提供的水处理组件的爆炸视图。
38.其中，附图标记为：工业锅炉组件1、水质处理组件2、工业锅炉3、补水泵4、补水管5、安装管6、自动压力和水位控制模块7、核心模块电路板8、电场水处理核心模块9、感应线圈10、铁氧体环11、铁氧体块12、连接结构13、法兰结构14。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.为了便于理解，请参阅图1至图4，图1为本技术实施例所提供的工业锅炉装置的正视图；图2为本技术实施例所提供的工业锅炉装置的局部视图；图3为本技术实施例所提供的水处理组件的结构示意图；图4为本技术实施例所提供的水处理组件的爆炸视图。
41.本技术提供一种工业锅炉装置，包括：工业锅炉组件1和水质处理组件2；
42.工业锅炉组件1包括：工业锅炉3、补水泵4、补水管5和自动压力和水位控制模块7；
43.补水管5一端与工业锅炉3的补水口连接，补水管5的另一端与补水泵4的出水口连接；
44.自动压力和水位控制模块7设置于工业锅炉3上；
45.水质处理组件包括：电场水处理系统核心模块9、感应线圈10和铁氧体环11；
46.电场水处理系统核心模块9与感应线圈10电连接，用于为感应线圈10提供电流信号，使感应线圈10环内产生感生磁场；
47.感应线圈10与铁氧体环11配合连接，使铁氧体环11产生感生磁场；
48.铁氧体环11外敷式安装于补水管5的外侧，补水管5及其内部的水作为铁氧体环11的二次感应侧，使得补水管5及其内部的水产生感应电场；
49.补水管5水中的感应电场作用于水中的ca
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32-，使电场力和洛伦兹力得到加强，从而趋向于形成更稳定的分子结构；
50.补水管5水中的感应电场增强了范德华力，使得水中的caco3规则排列，形成整齐排列的微小的文石晶核，区别于水垢中的方解石晶核。
51.需要说明的是，本技术的补水管5与工业锅炉3的进水口连接，补水泵4与补水管5连接，使得补水泵4可通过补水管5向锅炉中供水，使得工业锅炉3可正常运行，实现提供热水或供蒸汽等功能，自动压力和水位控制模块7用于控制工业锅炉3的内部压力和水位维持在正常指标之下。
52.本技术电场水处理系统核心模块9用于向感应线圈10施加电流信号，使得感应线圈10通电，使得铁氧体环11的内部在感应线圈10的作用下生成新的感生磁场，由于铁氧体环11套设于补水管5外，因此补水管5及其中的水作为二次感应侧，最终产生感应电场，属电-磁-电二次耦合技术，通过使补水管5中的水产生感应电场，而感应电场使水中的ca
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32-趋向于强制结合，生成caco3，且此类分子及结合成的晶核在水中趋向于均匀分布，提前强制形成分散的微粒晶体，即文石晶核，在降低水体总硬度和总碱度的同时，也通过分散悬浮形成微粒垢悬浮于水中或呈松散状沉落于水底，避免在锅炉3的内侧壁结成大的垢块。通过电场的强制成垢机理，使垢强制生成，且无法附着在锅炉内或管道上，只能在锅炉3中悬浮并趋向于沉淀，最终在排污时随排污排出系统，避免在锅炉内形成水垢。并且，由于水中有悬浮生成的文石晶核，则ca
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32-，同时分散悬浮形成的文石晶核，也给这些离子提供了成垢所需的晶种，优先围绕晶核生长，使其他离子在文石晶核上成垢，并一同过滤排除，因溶解度降低，先后生成的各种沉淀，都优先在文石纳米晶核上析出结晶，从而进一步地降低了水体的硬度。
53.与此同时，在具有水垢的补水管5和锅炉3中，水垢与水体中的离子之间持续存在可逆反应，其化学式为：
54.caco3+h2o+co2→
ca(hco3)2；
[0055][0056]
基于以上两化学反应式，caco3和ca(hco3)2在水中存在互相转化的平衡反应，当caco3反应生成ca(hco3)2，又重新生成caco3时，电场对caco3分子产生两个作用：一方面，电场使caco3在水中趋向于均匀分布，而不是大部分在锅炉内成垢，这就在水中形成大量的分散晶核，使得结垢更多在水中悬浮caco3晶核上进一步生长；另一方面，电场促使caco3分子间趋向于有序排列，使得原有caco3方解石转换为caco3文石。以上两者共同使得caco3方解石原垢转换为caco3文石微粒垢并在水中分散生长。从宏观角度，则可观察到老垢表面caco3逐渐溶解，而水中悬浮强制成垢增加。从而达到除垢的效果。而对于硫酸钙磷酸钙类已经成
垢，虽然无法通过化学反应将其清除，但是由于水垢是硫酸钙和磷酸钙等通过与碳酸钙一起结合而形成的，在有效地清除碳酸钙后，水垢中的硫酸钙和磷酸钙会因失去碳酸钙的连接而散开并成块脱落，在锅炉排污时连同文石晶核一起排出即可，从而达到了对于磷酸钙和硫酸钙类水垢的除垢效果。
[0057]
本技术的工业锅炉装置，效果明显易判断，若观察锅炉排污水具有白色悬浊液特征，即可判定阻垢功能形成caco3微粒；从排污池观察到老垢片脱落，即可判定除垢功能导致老垢脱落排出；本技术的水处理系统，采用物理方式进行锅炉补水和锅水水质处理，且与主流处理方式不冲突，可互为补充加强效果，针对各种总硬度和总碱度的水质，广谱适应性强；其结构紧凑、占用空间小；系统无需特殊维护，寿命长，成本相对低廉，本技术的原理属电场-磁场-电场的二次耦合技术，不依赖于水的流动，但其效果能随管道和水传播至锅炉内，具有更广泛的适用场景。
[0058]
本技术目的是在于提供一种工业锅炉装置，以物理方式，实现实时在线水质软化，满足水质除垢阻垢需求。同时，因无需新增化学药剂，因此具有节能环保的优点。延缓结垢去除老垢，可避免受热不均爆管的安全隐患。从而本技术解决了现有技术中缺乏一种既能快速有效阻垢和除垢、降低生产成本，又能降低污染、提高安全性的工业锅炉装置的技术问题。
[0059]
作为进一步的改进，本技术实施例中的铁氧体环11包括铁氧体块12和连接结构13；
[0060]
连接结构13用于将铁氧体块12连接形成环状结构，从而可适配于补水管5的外侧并固定连接。
[0061]
具体来说，铁氧体块12优选为条状结构，连接结构13优选为螺钉结构，铁氧体块12的两端设置有与螺钉配合的安装孔，铁氧体块12的数量可根据补水管5外围的大小灵活设置，使得铁氧体环11可适配于不同型号不同外径的补水管5。
[0062]
作为进一步的改进，本技术实施例所提供的工业锅炉装置的电场水处理系统核心模块9具体为ewt交变电场水处理系统核心模块9，内置有核心模块电路板8，核心模块电路板8与感应线圈10电连接，通过核心模块电路板8控制感应线圈10产生交变电流信号，从而不断地改变电场方向，使得水中的ca
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32-受力运动更加剧烈，有利于更高效地形成文石晶核结构。
[0063]
作为进一步的改进，本技术实施例所提供的水质处理组件设置于补水泵4和工业锅炉3之间的补水管5，使得补水经过补水泵4后，进入工业锅炉3前便已经携带交变电场，有利于提早将水中的离子进行强制结合形成文石晶核，且由于补水管5的横截面积相对较小，因此使得水中的微粒受到感应电场的作用力更加明显，同时方便工业锅炉装置的安装，减小设备体积，具有安全、高效、拆装方便等的特点。
[0064]
作为进一步的改进，本技术实施例所提供的工业锅炉装置的补水管5包括安装管6和连接管；安装管6和连接管连接组成补水管5；铁氧体环外敷式安装于安装管6的外侧；补水管或安装管6优选为非金属材料制成的管道。采用非金属材料的设计有利于避免补水管5或安装管6和锅炉3金属性接触而造成短路环境，并避免补水泵4接地将能量导入大地，同时可以有效提高电能的利用率，使得电场的所有能量都作用于水中，提高阻垢和除垢的效果。
[0065]
本技术所提供的补水管5，既可为一体制成的管道，管道的整体材料优选为非金属
材料；也可为由安装管6和连接管连接而成的管道，铁氧体环外敷式安装于安装管6上，其中安装管材料优选为非金属材料，连接管的材料可为非金属材料，也可为金属材料。上述实施方式均为本技术的保护范围之中。
[0066]
作为进一步的改进，本技术实施例所提供的安装管6的进水端和出水端均设置有法兰结构14，法兰结构14用于与连接管可拆卸地连接。
[0067]
具体来说，用于安装水质处理组件的安装管6可为整个水处理系统的补水管5的其中一段，安装管6采用非金属材料制成，且两端设置有法兰结构14，与连接管进行可拆卸地连接，从而有利于快速地拆装和更换，除安装管6，连接管可仍然采用金属材料制成，从而提高补水管5整体的耐用度。优选的，法兰结构14可配合连接密封圈，从而保证连接连接部位的密封性，避免发生漏水。
[0068]
本技术还提供一种工业锅炉系统，包括上述的工业锅炉装置和综合控制器；
[0069]
综合控制器与工业锅炉装置的电场水处理系统核心模块9通信连接，用于控制电场水处理系统核心模块9的运行状态。
[0070]
以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。