再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置的製作方法
2023-11-07 16:56:07
專利名稱：再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，更詳細地涉及一種將從加熱處理 對象物的加熱部所排出的凝結水中再蒸發的蒸發蒸汽與從鍋爐供應到的高溫蒸汽進行混 合後，再供應到加熱部中的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置。
背景技術：
一般蒸汽加熱裝置，將加熱用蒸汽供應到形成在熱交換器上的加熱部中，並連接 有凝結水回收裝置，用於排出加熱所產生的凝結水。圖1是傳統的蒸汽加熱裝置的結構方塊圖，如圖所示，其包括鍋爐10，用於形成 高溫蒸汽；加熱部30，30』，用於將從該鍋爐10產生的高溫蒸汽供應到處理對象物進行加 熱；蒸汽疏水閥40，40』，用於從加熱部30，30』中僅使凝結水排出；凝結水槽50，用於收集從 該蒸汽疏水閥40，40』排出的凝結水，並從外部供應補充水；以及供水泵51，用於將收集在 凝結水槽50中的凝結水供應到鍋爐10中。被供水泵51送到鍋爐10中的凝結水再被燃燒器加熱後，以高壓過熱蒸汽 super-heated vapor的狀態經過蒸汽匯集器20和止回閥31，31，供應到第一加熱部30及 第二加熱部30，。供應到第一及第二加熱部30，30』中的蒸汽在第一及第二加熱部30，30』中通過熱 交換降溫並凝結，呈溼飽和蒸汽狀態。此時，蒸汽被凝結而產生的凝結水分別匯集於設置在第一及第二加熱部30，30』下 部的蒸汽疏水閥40，40，中。蒸汽疏水閥40，40，一般使用桶式Bucket或浮球式Float，在蒸汽疏水閥40，40， 中流入一定量以上的凝結水時，桶或浮球被凝結水的浮力上升，蒸汽疏水閥的閥門41，41』 被開啟，由此僅使凝結水排出到凝結水槽50內。從蒸汽疏水閥40，40』排出到凝結水槽50內的凝結水開始降低壓力，一部分就蒸 發到大氣中，而殘留在凝結水槽50內的其餘凝結水則與從外部供應的補充水混合後通過 供水泵51供應到鍋爐中。補充水一般由額外設置的補充水槽60及補充水供水泵61供應，當然也可以在管 線上設置開閉閥62。但是，如上所述的傳統的蒸汽加熱裝置仍存在如下問題
雖然在該加熱部30，30』上設置有蒸汽疏水閥40，40』，以防止內部蒸汽排出，更佳地防 止包含在蒸汽中的潛熱洩漏到加熱部30，30』外，但是從蒸汽疏水閥40，40』排出到凝結水 槽50內的凝結水中相當多的量就被蒸發到大氣中而消失，造成能源效率極低的問題。而且，需要持續供應相當於被損失到大氣中的蒸汽量的補充水，因此需要大量用 水，並且由於常溫的補充水被大量混合而降溫的狀態向鍋爐10進行供水，結果為了使其加 熱成高溫蒸汽，需要追加消耗更多的燃料。另外，為了改善使用該蒸汽疏水閥所導致的問題，從前已有技術被提出，從第一及第二加熱部30，30』的下部拆除蒸汽疏水閥，並為了利用重力收集凝結水，在比第一及第二 加熱部30，30』更下方設置密閉型供水槽，通過供水泵將供水槽內的水強制供應到鍋爐內。然而，沒設置有蒸汽疏水閥的蒸汽加熱裝置雖然可以利用重力移送凝結水，但如 果不放出蒸汽部分向大氣放出就無法形成差壓，導致熱循環變緩慢的問題。而且，當啟動用於傳送被捕集在供水槽內的凝結水的供水泵時，會產生氣蝕而導 致供水泵損傷的問題。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種能將從加熱處理對象物的加熱部 所排出的凝結水中再蒸發的蒸發蒸汽與從鍋爐供應的高溫蒸汽進行混合後，再供應到加熱 部中的鍋爐再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置。為了實現上述目的，本發明所提供的鍋爐再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，包括蒸 汽回收部，用以回收從加熱處理對象物的加熱部所排出的凝結水和從該凝結水再蒸發的蒸 汽，將該被回收的再蒸發蒸汽供應到蒸汽加壓部，而將該凝結水供應到鍋爐；以及蒸汽加壓 部，用以將從該蒸汽回收部供應的再蒸發蒸汽與從該鍋爐供應的高溫蒸汽進行混合後供應 到該加熱部。而且，該蒸汽回收部的特徵在於，包括蒸發容器，其與該加熱部連接，在該加熱部 中通過熱交換產生的凝結水流入其中，以回收從該被流入的凝結水中再蒸發的蒸發蒸汽； 以及供水泵，用以將流入到該蒸發容器中的凝結水強制供應到該鍋爐中。另外，其特徵在於包括水位感應器，設置在該蒸發容器一側，用以檢測流入到該 蒸發容器中的凝結水水位；以及水位控制部，根據由該水位感應器檢測出的水位，向該供水 泵輸出動作控制信號以控制該供水泵動作。另外，其特徵在於還包括溢流閥，設置在該蒸發容器一側，用以防止流入到該蒸 發容器中的凝結水所弓I起的溢流。至於該蒸汽加壓部，其特徵在於包括蒸汽再壓縮控制閥，用以將從該鍋爐供應的 高溫蒸汽與從該蒸汽回收部供應的再蒸發蒸汽進行混合後，供應到該加熱部；壓力感應器， 設置在該蒸汽再壓縮控制閥與該加熱部之間，用以檢測供應到該加熱部的蒸汽壓力；以及 壓力控制部，根據由該壓力感應器檢測出的壓力，向該蒸汽再壓縮控制閥輸出動作控制信 號以控制該蒸汽再壓縮控制閥動作。發明效果
如上所述，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置在構成密閉迴路的狀態下，具 有能全部回收使用再蒸發蒸汽和凝結水的優點。而且，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置能切斷蒸汽向大氣放出，並利 用包含在凝結水中的潛熱，於是具有能改善能源使用效率的優點。而且，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置能改善能源使用效率，進而具 有減少蒸汽使用，並顯著減少為發生蒸汽的燃料消費量的優點。另外，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，去除阻礙能源流的疏水器，使 蒸汽流速連續加快，以提高綜合傳熱係數，從而具有使熱交換效率極大化，提高傳熱效果的 優點。
圖1是顯示根據現有技術的蒸汽加熱裝置構成的方塊圖。圖2是利用根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置的鍋爐系統構成方塊圖。圖3是顯示根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置構成的方塊圖。圖4是顯示根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置中蒸汽再壓縮控制閥構 成的剖面圖。圖5及圖6是顯示根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置在設置前/後的按 時間蒸汽使用量的波形圖。圖7及圖8是顯示根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置在設置前/後的按 時間燃料消耗量的波形圖。
具體實施例方式下面參考附圖對根據本發明的較佳實施例進行說明如下。圖2是利用根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置的鍋爐系統構成方塊圖、 圖3是顯示根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置構成的方塊圖，以及圖4是顯示根 據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置中蒸汽再壓縮控制閥構成的剖面圖。首先，對與現有技術相同的構成因素，將不予以反覆說明，並對與現有技術相同的 構成因素使用同一個符號。如圖2至圖4所示，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置包括鍋爐10，用 於形成高溫蒸汽；第一加熱部30及第二加熱部30』，將從鍋爐10產生的高溫蒸汽通過蒸汽 匯集器20供應以加熱處理對象物；蒸汽加壓部100，供應蒸汽以加熱該第一及第二加熱部 30，30』；蒸汽回收部200，用於收集從該第一及第二加熱部30，30』所排出的凝結水，並回收 從該凝結水中產生的再蒸發蒸汽；以及蒸發蒸汽連接管300，將從該蒸汽回收部200回收的 該再蒸發蒸汽供應到蒸汽加壓部100 ；較佳地以密閉迴路構成。蒸汽加壓部(100)是將從鍋爐10供應的高溫蒸汽與從蒸汽回收部200供應的再 蒸發蒸汽進行混合後，供應到第一及第二加熱部30，30』中的構件，其由包括蒸汽再壓縮控 制閥110、壓力感應器130以及壓力控制部組成。蒸汽再壓縮控制閥110將從鍋爐10供應的高溫蒸汽與通過蒸發蒸汽連接管300 從蒸汽回收部200供應的再蒸發蒸汽進行混合後供應到第一及第二加熱部30，30』中。更具體說明蒸汽再壓縮控制閥110，其包括高溫蒸汽流入口 111，用於使從鍋爐10 供應的高溫蒸汽流入其中；再蒸發蒸汽流入口 112，用於使從蒸汽回收部200供應的再蒸發 蒸汽流入其中；蒸汽吐出口 113，用於使該高溫蒸汽與再蒸發蒸汽相混合後被吐出；促動器 120，用於控制蒸汽再壓縮控制閥110的開閉動作；開閉杆121，隨著促動器120的動作而移 動；第一開閉部122，設置在促動器120的開閉杆121上，根據促動器120的動作進行開閉 將高溫蒸汽流入口 111與蒸汽吐出口 113連接的第一通孔114 ；以及第二開閉部123，用於 開閉將再蒸發蒸汽流入口 112與蒸汽吐出口 113連接的第二通孔115。於是，蒸汽再壓縮控制閥110當高溫蒸汽實線箭頭流入到高溫蒸汽流入口 111後 通過第一通孔114由蒸汽吐出口 113噴出時，在再蒸發蒸汽流入口 112的第二通孔115處產生壓力降低現象，由此周邊空氣被吸引而產生真空壓負壓，使得再蒸發蒸汽虛線箭頭與 高溫蒸汽實線箭頭一起混合後被噴出。壓力感應器130是設置在蒸汽再壓縮控制閥110與第一及第二加熱部30，30』之 間，用以檢測供應到第一及第二加熱部30，30』中的蒸汽壓力的構件，較佳地檢測從蒸汽再 壓縮控制閥110的蒸汽吐出口 113吐出後供應到第一及第二加熱部30，30』中的蒸汽壓力， 並將該檢測出的蒸汽壓力值提供到壓力控制部140。壓力控制部140是根據壓力感應器130所檢測出的壓力向蒸汽再壓縮控制閥110 輸出動作控制信號，以控制蒸汽再壓縮控制閥動作的構件，較佳地分析壓力感應器130檢 測出的蒸汽壓力值，根據該分析結果輸出設置在蒸汽再壓縮控制閥110上的促動器120的 動作控制信號，以控制供應到第一及第二加熱部30，30』中的蒸汽壓力。 另外，在本實施例中，據壓力感應器130和壓力控制部140為例進行說明，但是，亦 可以將壓力感應器130設計成檢測蒸汽溫度的溫度感應器，將壓力控制部140設計成根據 該溫度感應器檢測出的溫度輸出促動器120的動作控制信號的溫度控制手段，此對所屬領 域人員來說是自不待言的。蒸汽回收部200是用於回收從第一及第二加熱部30，30』排出的凝結水與從該凝 結水再蒸發的蒸汽後，分別將凝結水供應到鍋爐10，將再蒸發蒸汽供應到蒸汽加壓部100 的構件，其由包括蒸發容器210、供水泵220、水位感應器230、水位控制部240及溢流閥250 組成。蒸發容器Flash Vessel 210與第一及第二加熱部30，30，連接，用以使在第一及 第二加熱部30，30』中通過熱交換產生的凝結水由止回閥41，41』排出後流入其中，並將回 收到蒸發容器210內的凝結水中再蒸發後被分離的蒸發蒸汽再進行回收後供應到蒸汽再 壓縮控制閥110。則，蒸發容器210由於凝結水與再蒸發蒸汽在分離的狀態下共同容納於其中，於 是可以選擇性地排出凝結水和再蒸發蒸汽。而且，蒸發容器210可以設置在與第一及第二加熱部30，30』設置高度相同的高度 上，也可以設置在低於第一及第二加熱部30，30』設置高度的位置上，或高於第一及第二加 熱部30，30』設置高度的位置上，較佳地設置在低於第一及第二加熱部30，30』設置高度的 位置上，使凝結水通過重力自然落下而更易於移動。供水泵220用於使流入到蒸發容器210中的凝結水強制供應到鍋爐10中。水位感應器230設置在蒸發容器210 —側，用於檢測流入到蒸發容器210中的凝 結水水位。水位控制部M0，用於分析從該水位感應器230檢測出的水位，並根據所分析出的 結果，將為控制供水泵動作的控制信號輸出到供水泵。溢流閥250設置在蒸發容器210 —側，是當過量的凝結水流入到蒸發容器210時 用於防止凝結水溢出的構件，溢流閥250的一側與蒸發容器210連接，溢流閥250的另一側 與補充水槽60連接，使得溢流所引起的凝結水向補充水槽60排出。未說明符號31，31』是止回閥，用於執行開閉動作以使從蒸汽加壓部100供應的蒸 汽可選擇性地流入到第一加熱部30及第二加熱部30』。至於未說明符號61是用於將補充水槽60中的水供應到鍋爐10的供水泵，而未說明符號62是閥門。以下將要說明根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置的動作過程。在初期動作時，在鍋爐10中被加熱的高溫蒸汽經過匯集器20持續供應到蒸汽再 壓縮控制閥110，直到第一及第二加熱部30，30』溫度到達使用者所預定的溫度為止。初期動作時，由於第一及第二加熱部30，30』的溫度比較低，於是熱交換過程中在 第一及第二加熱部30，30』會產生大量的凝結水，而所產生的凝結水通過止回閥41，41』流 入到蒸發容器210中。水位控制部240通過水位感應器230檢測蒸發容器210內的凝結水水位，當該檢 測出的凝結水水位達到預定的水位時，開啟供水泵220使蒸發容器210內的凝結水輸送到 鍋爐10中。而且，當過量的凝結水流入到蒸發容器210內產生凝結水溢流現象時，開啟溢流 閥250將溢流所產生的凝結水送到補充水槽60中。另外，初期動作後經過一段時間，在流入到蒸發容器210的凝結水中部分產生再 蒸發，此時再蒸發的蒸汽通過蒸發蒸汽連接管300供應到蒸汽再壓縮控制閥110的在蒸發 蒸汽流入口 112中。供應到再蒸發蒸汽流入口 112的再蒸發蒸汽在通過高溫蒸汽流入口 111流入的高 溫蒸汽向蒸汽吐出口 113排出的過程中，在再蒸發蒸汽流入口與蒸汽吐出口 113之間形成 的第二通孔115周圍會產生真空壓負壓，因而供應到再蒸發蒸汽流入口 112的再蒸發蒸汽 被吸引後與高溫蒸汽一起通過蒸汽吐出口 113供應到第一及第二加熱部30，30』中。則，能回收再使用將要廢棄的再蒸發蒸汽，可以提高能源使用效率，而且利用在密 閉迴路中的真空壓所產生的差壓能使蒸汽流速連續加快，可以提高綜合傳熱係數，同時能 改善熱交換效率。當第一及第二加熱部30，30』達到預定溫度使由壓力感應器130檢測出的蒸汽壓 力達到一定壓力時，壓力控制部140向促動器120輸出動作控制信號(Off信號)，以結束 蒸汽再壓縮控制閥110的動作。然後壓力控制部140當第一及第二加熱部30，30』的溫度下降使由壓力感應器130 檢測出的蒸汽壓力降低時，向促動器120輸出動作控制信號on信號，以開啟蒸汽再壓縮控 制閥110的動作。由此，在高溫蒸汽通過蒸汽再壓縮控制閥110供應到第一及第二加熱部30，30』的 過程中，從蒸發容器210再蒸發的蒸汽因發生在蒸汽再壓縮控制閥110中的真空壓負壓被 吸引後供應到第一及第二加熱部30，30』，由此可以使用再蒸發蒸汽。圖5及圖6、圖7及圖8是分別顯示根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置在 設置前/後的測定按時間蒸汽使用量及燃料消耗量的波形圖。如圖5所示，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置在設置前，按時間 所用到的蒸汽量平均大略為6，OOOkg/hr，而設置後按時間所用到的蒸汽量平均大略為 4，000Kg/hr,如圖6所示，由此可見通過再蒸發蒸汽的使用可減少大略2，000Kg/hr的蒸汽
使用量。而且，如圖7所示，根據本發明的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置在設置前，按時間 所消耗的燃料量平均大略為6601/hr，而設置後按時間所消耗的燃料量如圖8所示，平均消耗了大略4301/hr，由此可見通過再蒸發蒸汽的使用可減少大略2301/hr的燃料消耗量。於是，可以使從鍋爐10供應的蒸汽量減少到相當於蒸發容器210中產生的再蒸發 蒸汽量，進而可以使鍋爐10中被消耗的燃料消耗量減少到相當於從鍋爐10供應的蒸汽減少量。以上對本發明的特定較佳實施例作了圖示及說明，但本發明並不局限於上述實施 例，凡是本發明的所屬技術領域中具有通常知識的人員在不脫離如下權利要求範圍所記載 的本發明的技術思想要旨的範疇內，可以實施多種變更及修飾。
權利要求
1.一種鍋爐的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，其特徵在於包括蒸汽回收部，用以回收從加熱處理對象物的加熱部所排出的凝結水和從該凝結水再蒸 發的蒸汽，將該被回收的再蒸發蒸汽供應到蒸汽加壓部，而將該凝結水供應到鍋爐中；以及 蒸汽加壓部，用以將從該蒸汽回收部供應的再蒸發蒸汽與從該鍋爐供應的高溫蒸汽進行混 合後供應到該加熱部，該蒸汽加壓部包括蒸汽再壓縮控制閥，用以將從該鍋爐供應的高溫 蒸汽與從該蒸汽回收部供應的在蒸發蒸汽進行混合後供應到該加熱部；壓力感應器，設置 在該蒸汽再壓縮控制閥與該加熱部之間，用以檢測供應到該加熱部的蒸汽壓力；以及壓力 控制部，根據由該壓力感應器檢測出的壓力，向該蒸汽再壓縮控制閥輸出動作控制信號以 控制該蒸汽再壓縮控制閥動作。
2.根據權利要求1所述的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，其特徵在於該蒸汽加壓部包括蒸發容器，與該加熱部連接，在該加熱部中通過熱交換產生的凝結 水流入其內，以回收從該被流入的凝結水中再蒸發的蒸發蒸汽；以及供水泵，用以將流入到 該蒸發容器中的凝結水強制供應到該鍋爐中。
3.根據權利要求2所述的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，其特徵在於包括水位感應 器，設置在該蒸發容器一側，用以檢測流入到該蒸發容器中的凝結水水位；以及水位控制 部，根據由該水位感應器檢測出的水位，向該供水泵輸出動作控制信號以控制該供水泵動 作。
4.根據權利要求3所述的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置，其特徵在於還包括溢流閥， 設置在該蒸發容器一側，用以防止流入到該蒸發容器中的凝結水所引起的溢流。
全文摘要
本發明涉及一種將從加熱處理對象物的加熱部所排出的凝結水中再蒸發的蒸發蒸汽與從鍋爐供應到的高溫蒸汽進行混合後，再供應到加熱部中的再蒸發蒸汽及凝結水回收裝置。為此，其包括蒸汽回收部，用以回收從加熱處理對象物的加熱部所排出的凝結水和從該凝結水再蒸發的蒸汽，將該被回收的再蒸發蒸汽供應到蒸汽加壓部，而將該凝結水供應到鍋爐；以及蒸汽加壓部，用以將從該蒸汽回收部供應的再蒸發蒸汽與從該鍋爐供應的高溫蒸汽進行混合後供應到該加熱部中。於是在構成密閉迴路的狀態下，能全部回收使用再蒸發蒸汽和凝結水，切斷蒸汽向大氣放出，並利用包含在凝結水中的潛熱，能夠達到改善能源使用效率的效果。
文檔編號F24H1/00GK102149985SQ200980134626
公開日2011年8月10日 申請日期2009年10月28日 優先權日2008年11月13日
發明者崔永限, 崔秉國 申請人:永日泵科技株式會社