6.2.3.2 主要結(jié)構(gòu)與工作原理
發(fā)生器主要由：供水系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、爐膽與加熱系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)等組成，其通過一套自動控制裝置，確保運行過程中液體控制器或高、中、低電極探棒反饋控制水泵的開啟、閉合、供水量長短、爐膽加熱時間。最高蒸汽壓力由壓力繼電器調(diào)定，隨著蒸汽的不斷輸出，爐膽水位不斷下降，當處于低水位（機械式）、中水位（電子式）時，水泵自動補水，到高水位時，水泵停止補水。爐膽內(nèi)電熱管繼續(xù)加熱，源源不斷產(chǎn)生蒸汽，面板上或頂端上部的指針式壓力表即刻顯示蒸汽壓力數(shù)值，整個過程均可通過指示燈自動顯示。
下面以較早進入中國市場的德國威捷小型蒸汽發(fā)生器為例，就上述4個系統(tǒng)分別加以分析，并進一步探討國內(nèi)外蒸汽發(fā)生器的發(fā)展趨勢與差距。
⑴ 供水系統(tǒng)
該系統(tǒng)是全自動蒸汽發(fā)生器的咽喉。若要源源不斷地供給用戶干燥蒸汽，沒有水質(zhì)的凈化和軟化處理及可靠的供水系統(tǒng)，那是無法想象的。下面的框圖是Veit發(fā)生器供水系統(tǒng)示意圖：
當水源進入水箱后，打開電源開關(guān)，經(jīng)自控信號的驅(qū)動，耐高溫電磁閥打開，水泵工作，通過單向閥注入爐膽。當電磁閥、單向閥堵塞或損壞，供水達到一定壓力將經(jīng)過過壓閥溢水回到水箱，從而保護水泵不受損。當水箱斷過水或有殘余空氣在水泵管路內(nèi)只進空氣不進水時，通過排氣閥迅速排氣，待有水噴出時，關(guān)閉排氣閥，水泵則開始正常工作。這套系統(tǒng)安全可靠，確保供水系統(tǒng)正常工作。前面提到的國內(nèi)外制造商，在此類系統(tǒng)設(shè)計方面基本相同。中國臺灣、中國香港、上海制造廠商基本不采用直立式緊湊型，水泵水箱布局外置式，包括電控箱、壓力繼電器、壓力表、安全閥，一目了然。供水系統(tǒng)中最主要的部件是水泵，除了Veit 6kW以下小型發(fā)生器采用體積小、結(jié)構(gòu)簡單、密封要求低、壓力高、流量適中的膜片泵外，絕大部分企業(yè)采用較高壓力和較大流量的多級旋渦泵，最為高級的是直本公司曾采用過的費用昂貴的葉片泵。
⑵ 自控系統(tǒng)
液位控制器是發(fā)生器自控系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，可粗分為電子式和機械式兩大類。電子式應用范圍比較廣，機械式僅適用爐膽容積較大的發(fā)生器。
1）電子式液位控制器，即采用三根高低不一的電極探棒控制液面（即水位的高低差）來達到控制水泵的供水量和爐膽電熱系統(tǒng)的加熱時間。一般由于到中水位即補水，液面差很小，供水量每次不超過100mL，因此給人的感覺是邊加水邊加熱，工作壓力穩(wěn)定，壓降僅為0.02Mpa。
2）機械式液位控制器，即采用不銹鋼浮球式。當液面上升到高水位時，浮球式液位控制器發(fā)信號，關(guān)閉水泵，接通電熱系統(tǒng)。液面下降到低水位時，液位控制器發(fā)信號，打開水泵供水，電熱系統(tǒng)停止加熱。這樣形成較大的液面差，供水量隨之較大，因此給人的感覺是先加水后加熱。其工作壓力不太穩(wěn)定，壓降較大，有時達到0.08Mpa。再加上控制浮球上下運動的搖臂一般長達250mm以上，所以對發(fā)生器爐膽的容積有所要求，一般迷你型發(fā)生器就不可能采用浮球式液位控制器。爐膽容積較大也有好處，除有足夠空間儲存干蒸汽外，也便于帶壓排污除垢和拆洗保養(yǎng)維修。因而國內(nèi)最早生產(chǎn)電蒸汽發(fā)生器的上海服裝（集團）服裝機械有限公司（“佳友”牌）和品種最全的上海佳田至今仍保留具有此類功能的品種，也就不足為怪。
國內(nèi)采用電子控制液位技術(shù)較為成熟，如上海威士、新楓、華征熱能等均有專門精心設(shè)計線路，特別是上海佳田、上海服裝（集團）服裝機械有限公司、溫州鹿城江心服機更上一層樓，先后推出觸摸式數(shù)顯控制屏，運行狀態(tài)直觀可見，深得國內(nèi)外同行和用戶的關(guān)注和青睞。但是采用不受電極探針結(jié)垢問題影響的最為可靠的美國式低水位停爐（停止加熱）/水位控制裝置——即用水銀開關(guān)自動控制實際水位高低，若水位低于安全水平時，立刻自動停爐（停止加熱）的應用研究至今仍未排上日程，而臺灣立欣制衣機械在電熱功率24kW以上即開始應用上述高端控制裝置，這也是存在的差距之一。
�、菭t膽與電加熱系統(tǒng)
爐膽本體一般均采用鍋爐專用無縫鋼管制成，呈細長直立式。為獲取更為干燥蒸汽，Veit發(fā)生器爐膽上部設(shè)置汽水分離器，這屆參展的上海服裝（集團）服裝機械有限公司“佳友”牌DZG-24E、上海華征熱能“天神”牌HX-GZ系列也采用內(nèi)置式汽水分離器，有別于國內(nèi)其它同類產(chǎn)品。為防止爐膽、管道結(jié)垢，不少企業(yè)的30L以下的設(shè)備，均采用不銹鋼內(nèi)膽，如上海佳田、新楓等。更為考究的是上海歐莎葵克，內(nèi)膽、管道、水箱均采用不銹鋼材質(zhì)。
電加熱系統(tǒng)采用的電熱管大多由1根或多根不銹鋼電熱管彎曲組合而成，而其表面負荷一般在20W/cm2左右。電熱管通電后表面溫度很高，能將熱量迅速傳導給液體，而電熱管較短，雖節(jié)約了成本，但壽命大受影響。因為電熱管內(nèi)的電熱絲、氧化鎂粉以及電熱管材的要求相對很高，若三者中有任何一項質(zhì)量不穩(wěn)定，就會出現(xiàn)斷絲、爆管。特別是由于表面負荷大，一旦電熱管脫離液面就易燒壞。德國Veit公司設(shè)計的電熱管表面負荷相對較低，即其電熱管表面溫度不會超過700℃。由于表面溫度低，為了更好地進行傳遞，就需將電熱管的長度延長，增加散熱面積，這樣電熱管的使用壽命也相應得到延長。
當前，國外最先進的仍是日本直本公司的陶瓷發(fā)熱體（一支鋼筆狀大�。�，表面溫度可達到1 200℃左右，真正達到了體積小、溫度高、壽命長的目的，使發(fā)生器爐膽內(nèi)的水能更快地沸騰、汽化，5min即可快速供氣，成為本屆展會亮點之一。前面提到的上海歐莎卡葵克、溫州江心服機展示的小規(guī)格發(fā)生器已達到此水平，尤其是后者最早采用自行研發(fā)的觸摸式數(shù)顯控制屏，用于可分段控制3.5/7kW、壓力高達0.7Mpa的快速蒸汽發(fā)生器，高效節(jié)能成為國內(nèi)外同行的關(guān)注點。另外，上海華征熱能、上海威士最新推出的細長立式設(shè)計及電熱元件垂直安裝的大規(guī)格發(fā)生器，也在朝著快速供氣方向發(fā)展。但是事物總是一分為二的，有其優(yōu)點必有其缺點。以大家熟悉的日本重機為例，早在20世紀90年代初期，推出曾風行一時的電熱元件垂直安裝的微型發(fā)生器，它的爐膽容積小，升溫快，產(chǎn)氣迅速，但隨之帶來的是維修空間小，拆洗除垢困難，電熱元件制作有特殊工藝要求且維修費用太高。久而久之，被國產(chǎn)實用型發(fā)生器所替代。
⑷安全保護系統(tǒng)
由于發(fā)生器正常工作時有較高的壓力和溫度，如何使其在長期運行中達到安全、可靠、高效，是每一個設(shè)計者和使用者所追求的目標。Veit發(fā)生器所采用的安全閥、單向閥、排氣閥，均采用高強度銅合金制作（國內(nèi)同行目前也基本類同）。在發(fā)生器運行設(shè)計中采用三級保護：超壓保護靠安全閥，壓力調(diào)節(jié)保護靠壓力控制開關(guān)，還有溫度異常和低水位報警裝置。目前國內(nèi)同行在發(fā)生器運行設(shè)計中除了保留上述必不可少的功能外，還增加了使操作者一目了然的水位玻璃管保護裝置，即使最小規(guī)格（2~3kW）的發(fā)生器也備有水位保護裝置，增加使用者的安全感，保證一旦出現(xiàn)問題可及時排除故障，投入正常運行。最后值得強調(diào)的是上海佳田等企業(yè)率先采用設(shè)有供水、加熱、調(diào)節(jié)壓力、超壓保護和缺水報警聯(lián)銷保護的電腦控制系統(tǒng)，為國產(chǎn)蒸汽發(fā)生器的升級換代做出了良好示范。
7.結(jié)束語
但愿通過入門式介紹和對展品的綜合評估、研討，能起到拋磚引玉之作用。如有不當之處，敬請新老朋友批評指正，謹此深表謝忱！
