一种节能提质的蒸箱供汽系统及方法与流程

1.本发明属于蒸汽发生器技术领域，具体涉及一种节能提质的蒸箱供汽系统及方法。


背景技术：

2.目前对食品加工生产线(如方便面生产线等)的废汽余热回收利用基本采取两种方式，1.热交换产生热水供其他工艺加热使用；2.热交换产生低压蒸汽，低压蒸汽加压后再返回蒸箱使用。对于热交换后加压输出蒸汽的方式，由于回收废汽最多只有100℃左右，热交换产生的蒸汽必须低于100℃，导致废汽余热回收产生低压蒸汽密度小，即蒸汽为负压，所以换热系统内形成负压真空，如果出现泄漏会从外界吸入空气，混进空气的蒸汽进到蒸箱后会严重影响蒸煮质量，另外低压蒸汽经过增压做功后输出的蒸汽一般为过热蒸汽，过热蒸汽进入蒸箱同样会影响蒸煮质量。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有的蒸汽供应系统存在生产的负压蒸汽影响蒸箱的食物蒸煮效果，提供一种对回收蒸汽先加压后换热的节能提质的蒸箱供汽系统及方法，使产生正压饱和蒸汽保证食物的蒸煮效果。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种节能提质的蒸箱供汽系统，包括蒸汽换热器、外供蒸汽输送模块、压缩机、蒸汽流量计和控制模块；蒸汽换热器设有饱和蒸汽出口、压缩蒸汽入口以及分隔布置的蒸汽发生室和蒸汽供热室，饱和蒸汽出口与蒸汽发生室连通，压缩蒸汽入口与蒸汽供热室连通，蒸汽发生室之间蒸汽供热室贯穿有换热组件，换热组件用于将蒸汽供热室蒸汽的热量传递至蒸汽发生室内；外供蒸汽输送模块通过第一外供蒸汽管道向蒸汽发生室输送外供蒸汽，用于在供汽系统工作时为蒸汽发生室提供预设的工作气压；压缩机分别与废汽出口和压缩蒸汽入口连接，用于对废汽出口排出的废汽加压升温后输送至蒸汽供热室；蒸汽流量计设于与饱和蒸汽出口连接的蒸汽输出管上，用于检测蒸汽输出管输出蒸汽的各项指标数据；控制模块分别与蒸汽流量计、压缩机、蒸汽换热器和外供蒸汽输送模块电连接，用于根据蒸汽流量计反馈的测量信息控制压缩机和/或外供蒸汽输送模块的工作状态以调整蒸汽输出管输出蒸汽的流量。
6.与现有技术相比，本发明的节能提质的蒸箱供汽系统，对接收的废汽通过压缩机可以做功增压升温至100℃以上，再输送至蒸汽换热器进行换热产生正压饱和蒸汽，最后通过蒸汽流量计对饱和蒸汽的体积流量、温度和气压进行测量，利用体积流量乘以密度得出质量流量的原理，控制根据测量信息控制压缩机和/或外供蒸汽输送模块的工作状态，根据工艺需求对输出的蒸汽进行温度和压力补偿，保证向蒸箱供应的饱和蒸汽为稳定的正压蒸汽，较好地避免传统工艺带来的换热系统内形成负压真空从外界吸入空气以及蒸汽过热影响蒸煮品质，而且相比传统蒸汽先换热后增压的蒸汽工艺具有更节省能耗的效果。
7.进一步的，所述蒸汽发生室位于所述蒸汽供热室上侧，所述蒸汽发生室与蒸汽供热室之间通过分隔板分隔布置，所述换热组件包括若干贯穿所述分隔板的换热管；通过这样设置，换热组件采用若干换热管，换热和导热效果好，而且成本低。
8.进一步的，位于蒸汽供热室一侧所述换热管外侧环绕设有螺旋翅片；通过这样设置，有效地增大换热管与回收的废弃蒸汽的热交换面积，导热效果快。
9.进一步的，所述压缩机用于对废汽出口排出的废汽加压升温至100℃以上并输送至蒸汽供热室；通过这样设置，保证了蒸汽供热室生产的蒸汽为100℃以上的饱和蒸汽，避免产生低于100℃的负压蒸汽而影响蒸煮效果。
10.进一步的，所述饱和蒸汽出口设于所述蒸汽发生室上侧，所述蒸汽发生室内设有丝网过滤器，蒸汽发生室内的饱和蒸汽流经丝网过滤器后从饱和蒸汽出口排出；通过这样设置，在蒸汽发生室内洁净水产生的蒸汽预先经丝网过滤器过滤将蒸汽中的大水滴过滤下来，有效提高饱和蒸汽的洁净度。
11.进一步的，外供蒸汽输送模块还包括外供蒸汽控制器，外供蒸汽控制器分别通过第一外供蒸汽管道与蒸汽发生室连通以及通过第二外供蒸汽管道与蒸汽供热室连通，外供蒸汽控制器用于切换选择输送的外供蒸汽流入蒸汽发生室或蒸汽供热室；通过这样设置，设可以根据回收的循环使用的蒸汽的洁净度选择向蒸汽发生室或蒸汽供热室供应。
12.进一步的，连接在蒸汽发生室内第一外供蒸汽管道的端部位于蒸汽发生室的待加热液面以下；通过这样设置，输入至蒸汽发生室的外供蒸汽可能存在饱和状态，使输入的外供蒸汽与液位以下的洁净水混合加热后产生的蒸汽必然是饱和蒸汽。
13.进一步的，还包括气液分离器和风机，气液分离器设有用于接收废汽的废汽进口以及使废汽的气液分离后分别排出的污液出口和废汽出口，废汽收集后通过风机输送至废汽进口；通过这样设置，如方便面蒸箱和油锅产生的废汽收集后通过风机输送到废汽进口，蒸箱废汽和油锅废汽在气液分离器里面混合，蒸箱废汽里面的水分可以消除油锅废汽的过热，同时废汽里面的水滴和油滴被分离出来，液体从污液出口排出，气体从废汽出口输送到压缩机，较好地实现气液分离。
14.进一步的，所述蒸汽换热器外侧设有连通所述蒸汽发生室的补水口，所述蒸汽发生室内设有水位计；通过这样设置，便于蒸汽换热器内根据蒸汽发生室内的用水需求及时补充洁净水。
15.进一步的，所述蒸汽供热室底部设有排水口，位于排水口上侧设有不凝气排放口；通过这样设置，较好地将蒸汽供热室的冷凝水和不凝气体向外界排出。
16.一种节能提质的蒸箱供汽方法，包括以下步骤：
17.a.工作时，外供蒸汽输送模块通过第一外供蒸汽管道输送外供蒸汽使蒸汽发生室内达到预设的工作气压。
18.b.压缩机工作，将废汽出口排出的废汽加压升温后输送至蒸汽供热室，使蒸汽供热室内的废汽热能通过换热组件传递至蒸汽发生室内的洁净水。
19.c.蒸汽流量计对蒸汽换热器输出的蒸汽的各项指标数据进行测量。
20.d.控制模块根据测量数据调节压缩机工作频率的大小和/或控制外供蒸汽输送模块输送外供蒸汽流量，以调整蒸汽输出管输出蒸汽的流量，为蒸箱提供恒温稳压的正压饱和蒸汽。
21.其中，步骤a和步骤b的顺序不分先后。
22.本发明的节能提质的蒸箱供汽方法，对接收的废汽通过压缩机可以做功增压升温至100℃以上，再输送至蒸汽换热器进行换热产生正压饱和蒸汽，最后通过蒸汽流量计对饱和蒸汽的体积流量、温度和气压进行测量，利用体积流量乘以密度得出质量流量的原理，控制根据测量信息控制压缩机和/或外供蒸汽输送模块的工作状态，根据工艺需求对输出的蒸汽进行温度和压力补偿，保证向蒸箱供应的饱和蒸汽为稳定的正压蒸汽，较好地避免传统工艺带来的换热系统内形成负压真空从外界吸入空气以及蒸汽过热影响蒸煮品质，而且相比传统蒸汽先换热后增压的蒸汽工艺具有更节省能耗的效果。
附图说明
23.图1为本发明节能提质的蒸箱供汽系统的工作原理图
具体实施方式
24.以下结合附图说明本发明的技术方案：
25.实施例一：
26.参见图1，本发明的节能提质的蒸箱供汽系统，包括蒸汽换热器1、外供蒸汽输送模块、压缩机2、蒸汽流量计3和控制模块；蒸汽换热器1设有饱和蒸汽出口11、压缩蒸汽入口12以及分隔布置的蒸汽发生室13和蒸汽供热室14，饱和蒸汽出口11与蒸汽发生室13连通，压缩蒸汽入口12与蒸汽供热室14连通，蒸汽发生室13之间蒸汽供热室14贯穿有换热组件，换热组件用于将蒸汽供热室14蒸汽的热量传递至蒸汽发生室13内；外供蒸汽输送模块通过第一外供蒸汽管道41向蒸汽发生室13输送外供蒸汽，用于在供汽系统工作时为蒸汽发生室13提供预设的工作气压；压缩机2分别与废汽出口54和压缩蒸汽入口12连接，用于对废汽出口54排出的废汽加压升温后输送至蒸汽供热室14；蒸汽流量计3设于与饱和蒸汽出口11连接的蒸汽输出管31上，用于检测蒸汽输出管31输出蒸汽的体积流量、温度和气压；控制模块分别与蒸汽流量计3、压缩机2、蒸汽换热器1和外供蒸汽输送模块电连接，用于根据蒸汽流量计3反馈的测量信息控制压缩机2和/或外供蒸汽输送模块的工作状态以调整蒸汽输出管31输出蒸汽的流量。
27.与现有技术相比，本发明的节能提质的蒸箱供汽系统，对接收的废汽通过压缩机2可以做功增压升温至100℃以上，再输送至蒸汽换热器1进行换热产生正压饱和蒸汽，最后通过蒸汽流量计3对饱和蒸汽的体积流量、温度和气压进行测量，利用体积流量乘以密度得出质量流量的原理，控制根据测量信息控制压缩机2和/或外供蒸汽输送模块的工作状态，根据工艺需求对输出的蒸汽进行温度和压力补偿，保证向蒸箱7供应的饱和蒸汽为稳定的正压蒸汽，较好地避免传统工艺带来的换热系统内形成负压真空从外界吸入空气以及蒸汽过热影响蒸煮品质，而且相比传统蒸汽先换热后增压的蒸汽工艺具有更节省能耗的效果。
28.所述蒸汽流量计3可采用现有带流量传感器，温度传感器和气压传感器的蒸汽流量计3，流量传感器用于测量单位时间内蒸汽流经的体积流量，温度传感器用于测量流经蒸汽的温度值，气压传感器用于测量流经蒸汽的压力值，通过测量蒸汽温度和压力来计算蒸汽的密度。利用体积流量乘以密度得出质量流量的原理、水的沸点随压强变化而变化的规律以及提供蒸汽发生室13的供热温度大于蒸汽供热室14产生蒸汽温度的条件。控制模块根
据检测的数据，通过调节压缩机2的工作频率改变废汽供热和换热效率，从而改变蒸汽发生室13内的气压以及水沸腾产生蒸汽的温度，实现调节蒸汽发生室13输出饱和蒸汽的温度和压力；或者，通过向蒸汽发生室13补充外供蒸汽，从而改变蒸汽发生室13内的气压以及水沸腾产生蒸汽的温度，实现调节蒸汽发生室13输出饱和蒸汽的温度和压力。通过提高蒸汽发生室13内的气压，从而提高蒸汽发生室13输出饱和蒸汽的温度和压力，以及降低蒸汽发生室13内的气压，从而降低蒸汽发生室13输出饱和蒸汽的温度和压力。
29.参见图1，在一种实施例中，所述蒸汽发生室13与蒸汽供热室14之间通过分隔板15分隔布置，所述蒸汽发生室13位于所述蒸汽供热室14上侧，所述饱和蒸汽出口11位于所述蒸汽发生室13顶部，方便生产的饱和蒸汽向上方排出，所述换热组件包括若干贯穿所述分隔板15的换热管16；通过这样设置，换热组件采用若干换热管16，换热和导热效果好，而且成本低。
30.参见图1，在一种实施例中，所述换热管16为金属换热管16，位于蒸汽供热室14一侧所述换热管16外侧环绕设有螺旋翅片17；通过这样设置，有效地增大换热管16与回收的废弃蒸汽的热交换面积起到强化传热的效果，导热效果快。
31.参见图1，在一种实施例中，所述压缩机2用于对废汽出口54排出的废汽加压升温至100℃以上并输送至蒸汽供热室14，蒸汽供热室14内的废汽加压升温至100℃以上，可以保证蒸汽供热室14内受热产生的蒸汽为正压饱和的水蒸汽；通过这样设置，保证了蒸汽供热室14生产的蒸汽为100℃以上的饱和蒸汽，避免产生低于100℃的负压蒸汽而影响蒸煮效果。
32.参见图1，在一种实施例中，所述饱和蒸汽出口11设于所述蒸汽发生室13上侧，所述蒸汽发生室13内设有丝网过滤器18，蒸汽发生室13内的饱和蒸汽流经丝网过滤器18后从饱和蒸汽出口11排出；通过这样设置，在蒸汽发生室13内洁净水产生的蒸汽预先经丝网过滤器18过滤将蒸汽中的大水滴过滤下来，有效提高饱和蒸汽的洁净度。
33.参见图1，在一种实施例中，所述蒸汽发生室13侧部设有闪蒸汽入口191，所述闪蒸汽入口191位于丝网过滤器18下侧，闪蒸汽入口191用于连接外侧的闪蒸汽输出管31道192，便于接收和理由其它蒸汽加热系统产生的闪蒸汽。
34.参见图1，在本实施例中，外供蒸汽输送模块还包括外供蒸汽控制器4，所述外供蒸汽控制器4可采用现有的流体介质输送切换阀，外供蒸汽控制器4分别通过第一外供蒸汽管道41与蒸汽发生室13连通以及通过第二外供蒸汽管道42与蒸汽供热室14连通，外供蒸汽控制器4用于切换选择输送的外供蒸汽流入蒸汽发生室13或蒸汽供热室14，或者关闭外供蒸汽的供应输送；通过这样设置，可以根据回收的循环使用的蒸汽的洁净度选择向蒸汽发生室13或蒸汽供热室14供应，例如当外供蒸汽的洁净度低于设定值时，将外供蒸汽输送至蒸汽供热室14作为蒸汽补充和再利用，外供蒸汽的洁净度高于设定值时，将外供蒸汽输送至蒸汽发生室13进行热利用。
35.在一种实施例中(图未示)，所述外供蒸汽输送模块还包括外供蒸汽控制器4和外供蒸汽发生器，所述外供蒸汽发生器通过第一外供蒸汽管道41与蒸汽发生室13连通，所述蒸汽控制器4用于控制所述打开或关闭蒸汽的供应输送；通过这样设置，便于控制模块根据蒸汽发生室13的工作气压环境控制外供蒸汽输送模块的工作状态。
36.参见图1，在一种实施例中，连接在蒸汽发生室13内第一外供蒸汽管道41的端部位
于蒸汽发生室13的待加热液面以下；通过这样设置，输入至蒸汽发生室13的外供蒸汽可能存在饱和状态，使输入的外供蒸汽与液位以下的洁净水混合加热后产生的蒸汽必然是饱和蒸汽。
37.参见图1，在一种实施例中，还包括气液分离器5和风机51，气液分离器5设有用于接收废汽的废汽进口52以及使废汽的气液分离后分别排出的污液出口53和废汽出口54，废汽收集后通过风机51经废汽进口52输送至气液分离器5；通过这样设置，如方便面蒸箱7和油锅产生的废汽收集后通过风机51输送到废汽进口52，蒸箱废汽和油锅废汽在气液分离器5里面混合，蒸箱废汽里面的水分可以消除油锅废汽的过热，同时废汽里面的水滴和油滴被分离出来，液体从污液出口53排出，气体从废汽出口54输送到压缩机2，较好地实现气液分离。
38.参见图1，在一种实施例中，所述蒸汽换热器1外侧设有连通所述蒸汽发生室13的补水口61，所述补水口61外接有洁净水补水管62，所述蒸汽发生室13内设有水位计141；通过这样设置，便于蒸汽换热器1内根据蒸汽发生室13内的用水需求及时补充洁净水。
39.在一种实施例中，所述蒸汽供热室14底部设有排水口142，位于排水口142上侧设有不凝气排放口143；通过这样设置，较好地将蒸汽供热室14的冷凝水和不凝气体向外界排出。
40.以下举例说明本发明的节能提质的蒸箱供汽系统的工作过程，工作时，方便面蒸箱和油锅产生的废汽收集后通过风机51经废汽进口52经废汽进口52输送至气液分离器5，蒸箱废汽和油锅废汽在气液分离器5里面混合，蒸箱废汽里面的水分可以消除油锅废汽的过热，同时废汽里面的水滴和油滴被分离出来，液体从污液出口53排出，气体从废汽出口54输送到压缩机2，压缩机2将废汽增压加热至100℃以上(例如120℃)后从压缩蒸汽入口12输送到蒸汽换热器1的蒸汽供热室14中，作为蒸汽换热器1的热源。压缩废汽进入蒸汽供热室14后，以一定的流速流经换热管16表面，与热管及螺旋翅片17接触，将热量传递给换热管16。废汽当中的蒸汽成分放热后变成冷凝液沿着螺旋翅片17流下到蒸汽换热器1的底部，从排水口142排出，废汽当中的不可凝气体从不凝气排放口143排出。分隔板15上方的换热管16用洁净水浸泡，换热管16从分隔板15下方吸收废汽的热量传递到上方的洁净水，将水加热沸腾产生蒸汽。从外界输送的闪蒸气从闪蒸汽入口191也输送到蒸汽发生室13里面，与洁净水产生的蒸汽一起经过丝网过滤器18将蒸汽中的大水滴过滤下来，剩下的饱和蒸汽从饱和蒸汽出口11输出并输送到方便面蒸箱使用，饱和蒸汽出口11到蒸箱7的蒸汽输出管31安装蒸汽流量计3，通过蒸汽流量计3对输送的蒸汽进行测量，配合控制模块控制调节压缩机2工作频率的大小和/或控制外供蒸汽输送模块输送外供蒸汽流量，实现对输送的蒸汽进行温度压力补偿和控制输送到方便面蒸箱7的饱和蒸汽流量的压力和温度，例如将输送的饱和蒸汽控制在110℃恒温正压状态。
41.实施例二：
42.参见图1，本发明的节能提质的蒸箱供汽方法，包括以下步骤：
43.a.工作时，外供蒸汽输送模块通过第一外供蒸汽管道41输送外供蒸汽使蒸汽发生室13内达到预设的工作气压。
44.b.压缩机2工作，将废汽出口54排出的废汽加压升温后输送至蒸汽供热室14，使蒸汽供热室14内的废汽热能通过换热组件传递至蒸汽发生室13内的洁净水。
45.c.蒸汽流量计3对蒸汽换热器1输出的蒸汽的体积流量、温度和气压进行测量。
46.d.控制模块根据测量数据调节压缩机2工作频率的大小和/或控制外供蒸汽输送模块输送外供蒸汽流量，以调整蒸汽输出管31输出蒸汽的流量，为蒸箱7提供恒温稳压的正压饱和蒸汽。
47.其中，步骤a和步骤b的顺序不分先后。
48.在一种实施例中，在蒸汽换热器1初始工作时，优选通过外供蒸汽输送模块为蒸汽发生室13内提供外供蒸汽至达到预设的工作气压。
49.在一种实施例中，在所述压缩机2和蒸汽换热器1的工作过程中，若输出的蒸汽低于工艺需求的所需的流量，且压缩机2的工作频率调节至最高仍没达到将输出的蒸汽调整至所需的流量时，则控制模块另外通过补充外供蒸汽将输出的蒸汽调整至所需的流量；通过这样设置，较好地保障蒸汽换热器1的蒸汽发生室13内达到工艺需要的气压环境，保证蒸汽发生室13产生符合工艺需要的正压饱和蒸汽。
50.本实施例的节能提质的蒸箱供汽方法的具体结构实现方式可参见实施例一的节能提质的蒸箱供汽系统。
51.与现有技术相比，本发明的节能提质的蒸箱供汽方法，对接收的废汽通过压缩机2可以做功增压升温至100℃以上，再输送至蒸汽换热器1进行换热产生正压饱和蒸汽，最后通过蒸汽流量计3对饱和蒸汽的体积流量、温度和气压进行测量，利用体积流量乘以密度得出质量流量的原理，控制根据测量信息控制压缩机2和/或外供蒸汽输送模块的工作状态，根据工艺需求对输出的蒸汽进行温度和压力补偿，保证向蒸箱7供应的饱和蒸汽为稳定的正压蒸汽，较好地避免传统工艺带来的换热系统内形成负压真空从外界吸入空气以及蒸汽过热影响蒸煮品质，而且相比传统蒸汽先换热后增压的蒸汽工艺具有更节省能耗的效果。
52.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。