空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統的製作方法
2023-07-09 03:44:41 1
專利名稱：空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱力系統，特別涉及一種空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統。
背景技術：
空氣加熱盤管組通常包括多個並列的蒸汽盤管換熱器，各蒸汽盤管換熱器的進口分別通過主蒸汽閥與主蒸汽管相連，各蒸汽盤管換熱器的出口分別設有疏水閥，各疏水閥的出口分別接入總冷凝水管。蒸汽流過各蒸汽盤管換熱器時與空氣換熱而釋放潛熱後，冷 凝成相同壓力下的高溫冷凝水，高溫冷凝水經各疏水閥排入總冷凝水管；與此同時，冷空氣從空氣加熱盤管組的一端進入，流經各蒸汽盤管換熱器的外表面，經與蒸汽換熱後，變成熱空氣從空氣加熱盤管組的另一端流出。高溫冷凝水進入總冷凝水管後，沿程不斷壓降，部分高溫冷凝水閃蒸為蒸汽，體積膨脹1000餘倍，流速增加約10倍，致使總冷凝水管中佔主導地位的不是冷凝水，而是閃蒸蒸汽，極易形成汽阻；汽阻後疏水閥的背壓增加，疏水閥兩端壓差降低，疏水閥排量下降，導致蒸汽盤管換熱器中產生的冷凝水不能及時排除，換熱器效率下降，熱空氣溫度不能達到工藝要求，從而影響正常生產。為保證生產，往往需要開啟與疏水閥並聯的旁通截止閥進行直排，結果是，排出冷凝水的同時蒸汽通過旁通截止閥洩漏，蒸汽頂著冷凝水在總冷凝水管流動，以克服汽阻阻力；雖保證了生產，但蒸汽利用率降低，單位產品蒸汽消耗增加。因此現有的系統要麼不能正常生產，要麼蒸汽浪費嚴重，且冷凝水顯熱沒有得到充分利用。2012年4月11日，公布號為CN102410755A的中國發明專利申請，公開了一種空氣加熱盤管組冷凝水餘熱多效閃蒸利用系統，包括空氣加熱盤管組、冷凝水泵及閃蒸壓力依次遞減的多個閃蒸罐，空氣加熱盤管組包括殼體，殼體的一端設有冷空氣入口，另一端設有熱空氣出口，殼體內設有多組使用蒸汽壓力沿空氣流動方向依次遞增的蒸汽盤管換熱器，各蒸汽盤管換熱器的出口分別設有疏水閥；靠近熱空氣出口的蒸汽盤管換熱器通過主蒸汽閥與主蒸汽管連接，主蒸汽釋放潛熱後冷凝，主蒸汽冷凝水接入第一級閃蒸罐閃蒸為第一級閃蒸汽，第一級閃蒸汽由第一級閃蒸罐頂部的第一級定壓溢流閥流出後接入比主蒸汽壓力低一個等級的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為一閃冷凝水，一閃冷凝水接入第二級閃蒸罐閃蒸，第二級閃蒸汽由第二級閃蒸罐頂部的第二級定壓溢流閥流出後接入比主蒸汽壓力低兩個等級的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為二閃冷凝水，二閃冷凝水進入第三級閃蒸罐閃蒸，以此類推；最後一級閃蒸罐的閃蒸汽接入靠近冷空氣入口的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後成為低溫冷凝水，低溫冷凝水接入冷凝水泵，冷凝水泵的出口接入冷凝水回收系統。三效閃蒸以上的系統，結構比較複雜，投資較大，對操作及控制的要求較高，對於某些系統不必做到三效閃蒸，但是二閃冷凝水仍然含有較高的熱量，可以進一步加以利用。
實用新型內容本實用新型的目的在於，克服現有技術中存在的問題，提供一種空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統，既能保證熱空氣溫度達到工藝要求，又能提高蒸汽的利用效率，降低單位產品的能耗。為解決以上技術問題，本實用新型的空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統，包括空氣加熱盤管組、冷凝水泵及閃蒸壓力依次遞減的兩個閃蒸罐，所述空氣加熱盤管組包括殼體，所述殼體的一端設有冷空氣入口，另一端設有熱空氣出口，所述殼體內設有多組使用蒸汽壓力沿空氣流動方向依次遞增的蒸汽盤管換熱器，各蒸汽盤管換熱器的出口分別設有疏水閥；靠近熱空氣出口的蒸汽盤管換熱器通過主蒸汽閥與主蒸汽管連接，主蒸汽釋放潛熱後冷凝，主蒸汽冷凝水接入第一級閃蒸罐閃蒸為第一級閃蒸汽，第一級閃蒸汽由第一級閃蒸罐頂部的第一級定壓溢流閥流出後接入比主蒸 汽壓力低一個等級的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為一閃冷凝水，一閃冷凝水接入第二級閃蒸罐閃蒸為第二級閃蒸汽，第二級閃蒸汽由第二級閃蒸罐頂部的第二級定壓溢流閥流出後接入比主蒸汽壓力低兩個等級的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為二閃冷凝水，其特徵在於所述空氣加熱盤管組的殼體中最靠近冷空氣入口處設有冷凝水盤管換熱器，所述二閃冷凝水與所述第二級閃蒸罐的底部冷凝水均接入所述冷凝水泵的吸口，所述冷凝水泵的出口接入所述冷凝水盤管換熱器的入口，所述冷凝水盤管換熱器的出口接入冷凝水回收系統。相對於現有技術，本實用新型取得了以下有益效果(1)當用戶的主蒸汽壓力高、冷凝水餘熱量大、被加熱空氣尾溫高時，即使對主蒸汽冷凝水進行一次閃蒸利用仍將面臨困境閃蒸壓力高時，閃蒸率低、閃蒸量少、閃蒸汽溫度高，閃蒸汽熱能可得到比較充分的利用，但排放的冷凝水溫度高，無法做到熱能的吃幹榨盡；閃蒸壓力低時，閃蒸量大，閃蒸汽溫度低，儘管排放的冷凝水溫度也低，但閃蒸汽熱能無法完全被空氣吸收，進而導致系統憋壓，影響設備正常運行；無論閃蒸壓力高或低，都存在難以調和的矛盾。(2)在本實用新型中，靠近熱空氣出口的蒸汽盤管換熱器使用主蒸汽，所排放的主蒸汽冷凝水溫度最高接入第一級閃蒸罐閃蒸，第一級閃蒸汽的壓力通過第一級定壓溢流閥設定，其溫度和壓力低於主蒸汽，被送至比主蒸汽壓力低一個等級的蒸汽盤管換熱器繼續釋放潛熱，一閃冷凝水接入第二級閃蒸罐繼續閃蒸，第二級閃蒸汽的壓力通過第二級定壓溢流閥設定，其溫度和壓力低於第一級閃蒸汽，被送至比主蒸汽壓力低兩個等級的蒸汽盤管換熱器繼續釋放潛熱，二閃冷凝水進入冷凝水盤管換熱器釋放顯熱，實現了餘熱的梯級利用，保證熱能吃幹榨盡；第二級閃蒸罐的閃蒸汽接入靠近冷空氣入口的蒸汽盤管換熱器，所排放的低溫冷凝水通過冷凝水泵加壓為過冷水，在冷凝水盤管換熱器中釋放顯熱後溫度繼續降低，沿程不再閃蒸，避免了汽阻；而且冷凝水溫度越低，輸送過程中熱量損失越小。(3)在空氣加熱盤管組中，剛進入的低溫冷空氣首先在冷凝水盤管換熱器換熱，冷凝水盤管換熱器中冷凝水的溫度雖然比閃蒸汽低，由於此時空氣溫度最低，冷凝水與冷空氣之間存在較大的溫差，仍具有很好的換熱效果；接著預熱後的空氣在入口段蒸汽盤管換熱器進行熱交換，入口段蒸汽盤管換熱器使用的是溫度最低的閃蒸汽，由於此時空氣溫度尚低，末級閃蒸汽與冷空氣之間存在較大的溫差，具有很好的換熱效果；當空氣流動到中段的蒸汽盤管換熱器時，空氣溫度已逐步得到提升，而中段的蒸汽盤管換熱器使用的是溫度較高的中溫閃蒸汽，與溫度得到初步提升的空氣仍具有較大的溫差，因此也具有很好的換熱效果；當空氣最後流動到靠近熱空氣出口的蒸汽盤管換熱器時，空氣溫度已比較高，而出口段的蒸汽盤管換熱器使用的是溫度最高的主蒸汽，空氣與主蒸汽之間仍存在較大的溫差，繼續保持了很好的換熱效果，這種逆流換熱的方式總體保持了很高的換熱效率。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本實用新型。圖I為本實用新型空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統的示意圖。圖中I主蒸汽管；2空氣加熱盤管組；2a冷空氣入口 ；2b熱空氣出口 ；3蒸汽盤管換熱器；3a主蒸汽閥；3b第一級閃蒸汽截止閥；3c第二級閃蒸汽截止閥；3d疏水閥；3a』主蒸汽冷凝水截止閥；3b』中溫冷凝水截止閥；3c』低溫冷凝水截止閥；4a主蒸汽冷凝水管；4b中溫冷凝水管；4c低溫冷凝水管；5第一級閃蒸罐；5a主蒸汽冷凝水進口 ；5b第一級定壓溢 流閥；6第二級閃蒸罐；6a中溫冷凝水進口 ；6b第二級定壓溢流閥；7第一級閃蒸汽管；8第二級閃蒸汽管；9冷凝水泵；9a泵蒸汽接口 ；9b泵入口 ；9c泵出口 ；10冷凝水回收系統；11背壓調節閥組；I Ia背壓自動調節閥；llb旁通截止閥。
具體實施方式
如圖I所示，二效閃蒸利用系統包括主蒸汽管I、空氣加熱盤管組2、第一級閃蒸罐
5、第二級閃蒸罐6和冷凝水泵9 ;空氣加熱盤管組2包括殼體，殼體的一端設有冷空氣入口2a，另一端設有熱空氣出口 2b，殼體內沿空氣流動方向依次設有冷凝水盤管換熱器、入口段蒸汽盤管換熱器、中段蒸汽盤管換熱器及出口段蒸汽盤管換熱器，各蒸汽盤管換熱器3的進口分別通過主蒸汽閥3a與主蒸汽管I相連，各蒸汽盤管換熱器3的出口分別連接有疏水閥前冷凝水截止閥、疏水閥3d、主蒸汽冷凝水截止閥3a』。各主蒸汽冷凝水截止閥3a』的出口分別接入主蒸汽冷凝水管4a，主蒸汽冷凝水管4a的出口接入第一級閃蒸罐5的主蒸汽冷凝水進口 5a,第一級閃蒸罐5的第一級定壓溢流閥5b的出口通過第一級閃蒸汽管7及第一級閃蒸汽截止閥3b接入中段蒸汽盤管換熱器的入口，中段蒸汽盤管換熱器的疏水閥出口分別設有中溫冷凝水截止閥3b』與主蒸汽冷凝水截止閥3a』並聯連接。各中溫冷凝水截止閥3b』的出口分別接入中溫冷凝水管4b，中溫冷凝水管4b的出口接入第二級閃蒸罐6的中溫冷凝水進口 6a，第二級閃蒸罐6的第二級定壓溢流閥6b的出口通過第二級閃蒸汽管8及第二級閃蒸汽截止閥3c接入入口段蒸汽盤管換熱器的入口，入口段蒸汽盤管換熱器的疏水閥出口分別設有低溫冷凝水截止閥3c』與主蒸汽冷凝水截止閥3a』並聯連接。各低溫冷凝水截止閥3c』的出口分別接入低溫冷凝水管4c，低溫冷凝水管4c的出口接入冷凝水泵9的泵入口 ％，冷凝水泵9的泵出口 9c接入冷凝水盤管換熱器的入口，冷凝水盤管換熱器的出口接入冷凝水回收系統10。入口段蒸汽盤管換熱器的疏水閥出口還分別設有中溫冷凝水截止閥3b』與主蒸汽冷凝水截止閥3a』及低溫冷凝水截止閥3c』並聯連接，各中溫冷凝水截止閥3b』的出口也分別接入中溫冷凝水管4b。第一級閃蒸罐5與第二級閃蒸罐6之間通過背壓調節閥組11實現底部連接，背壓調節閥組11包括前截止閥、背壓自動調節閥11a、後截止閥及旁通截止閥11b，前截止閥、背壓自動調節閥Ila和後截止閥依次串聯，旁通截止閥Ilb並聯在前截止閥的進口與後截止閥的出口之間，背壓自動調節閥Ila根據第二級閃蒸罐6的壓力大小自動調節開度，可為先導式、電動式、氣動式或電氣式。第二級閃蒸罐6與第一級閃蒸罐5之間通過背壓調節閥組11控制冷凝水的流量。第二級閃蒸罐6的底部冷凝水接入冷凝水泵9的泵入口 ％。冷凝水泵9優選採用汽動冷凝水泵，主蒸汽管I通過主蒸汽閥3a與汽動冷凝水泵的泵蒸汽接口 9a連接。該二效閃蒸利用系統在工作時，使用主蒸汽的出口段蒸汽盤管換熱器排放的主蒸汽冷凝水通過主蒸汽冷凝水管4a進入第一級閃蒸罐5閃蒸，第一級閃蒸汽的壓力通過第一級定壓溢流閥5b設定，第一級閃蒸汽進入中段蒸汽盤管換熱器繼續釋放潛熱後成為中溫冷凝水，中溫冷凝水通過中溫冷凝水管4b進入第二級閃蒸罐6再次閃蒸，第二級閃蒸汽的壓力通過第二級定壓溢流閥6b設定，第二級閃蒸汽進入入口段蒸汽盤管換熱器繼續釋放 潛熱，釋放潛熱後成為低溫冷凝水，第二級閃蒸罐6出口的冷凝水在冷凝水盤管換熱器中釋放顯熱後溫度繼續降低，沿程不再閃蒸，避免了汽阻，且冷凝水溫度越低，輸送過程中熱量損失越小。該二效閃蒸利用系統根據蒸汽盤管換熱器總數、主蒸汽壓力、環境溫度、空氣尾溫、被加熱空氣氣量等，可在線調整。例如，在中段蒸汽盤管換熱器的進口處關閉第一級閃蒸汽截止閥3b，開啟主蒸汽閥3a ;在中段蒸汽盤管換熱器的出口處開啟疏水閥前冷凝水截止閥，開啟主蒸汽冷凝水截止閥3a』，關閉中溫冷凝水截止閥3b』，就可以使中段蒸汽盤管換熱器與出口段蒸汽盤管換熱器一樣使用主蒸汽。再例如在入口段蒸汽盤管換熱器的進口處關閉第一級閃蒸汽截止閥3b和第二級閃蒸汽截止閥3c，開啟主蒸汽閥3a ;在入口段蒸汽盤管換熱器的出口處開啟疏水閥前冷凝水截止閥，開啟主蒸汽冷凝水截止閥3a』，關閉中溫冷凝水截止閥3b』和低溫冷凝水截止閥3c 』，就可以使入口段蒸汽盤管換熱器使用主蒸汽。在入口段蒸汽盤管換熱器的進口處關閉主蒸汽閥3a和第二級閃蒸汽截止閥3c，開啟第一級閃蒸汽截止閥3b，在入口段蒸汽盤管換熱器的出口處開啟疏水閥前冷凝水截止閥，開啟中溫冷凝水截止閥3b』，關閉主蒸汽冷凝水截止閥3a』和低溫冷凝水截止閥3c』，就可以使入口段蒸汽盤管換熱器使用第一級閃蒸汽。在入口段蒸汽盤管換熱器的進口處關閉主蒸汽閥3a和第一級閃蒸汽截止閥3b，開啟第二級閃蒸汽截止閥3c，在入口段蒸汽盤管換熱器的出口處開啟疏水閥前冷凝水截止閥，開啟低溫冷凝水截止閥3c』，關閉主蒸汽冷凝水截止閥3a』和中溫冷凝水截止閥3b』，就可以使入口段蒸汽盤管換熱器使用第二級閃蒸汽。開啟疏水閥前冷凝水截止閥後，疏水閥開始工作，關閉疏水閥前冷凝水截止閥，就可以對疏水閥進行維護或更換，不影響系統的運行；根據需要還可以同時關閉某蒸汽盤管換熱器的主蒸汽閥、閃蒸蒸汽截止閥和疏水閥前冷凝水截止閥，中止該蒸汽盤管換熱器的運行。以上所述者，僅為本實用新型之較佳可行實施例而已，非因此局限本實用新型的專利範圍，除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍內。
權利要求1.一種空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統，包括空氣加熱盤管組、冷凝水泵及閃蒸壓力依次遞減的兩個閃蒸罐，所述空氣加熱盤管組包括殼體，所述殼體的一端設有冷空氣入口，另一端設有熱空氣出口，所述殼體內設有多組使用蒸汽壓力沿空氣流動方向依次遞增的蒸汽盤管換熱器，各蒸汽盤管換熱器的出口分別設有疏水閥；靠近熱空氣出口的蒸汽盤管換熱器通過主蒸汽閥與主蒸汽管連接，主蒸汽釋放潛熱後冷凝，主蒸汽冷凝水接入第一級閃蒸罐閃蒸為第一級閃蒸汽，第一級閃蒸汽由第一級閃蒸罐頂部的第一級定壓溢流閥流出後接入比主蒸汽壓力低一個等級的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為一閃冷凝水，一閃冷凝水接入第二級閃蒸罐閃蒸為第二級閃蒸汽，第二級閃蒸汽由第二級閃蒸罐頂部的第二級定壓溢流閥流出後接入比主蒸汽壓力低兩個等級的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為二閃冷凝水，其特徵在於所述空氣加熱盤管組的殼體中最靠近冷空氣入口處設有冷凝水盤管換熱器，所述二閃冷凝水與所述第二級閃蒸罐的底部冷凝水均接入所述冷凝水泵的吸口，所述冷凝水泵的出口接入所述冷凝水盤管換熱器的入口，所述冷凝水盤管換熱器的出口接入冷凝水回收系統。·
專利摘要本實用新型涉及一種空氣加熱盤管組冷凝水餘熱兩效閃蒸利用系統，空氣加熱盤管組的殼體兩端分別設有冷空氣入口和熱空氣出口，殼體內設有多組蒸汽盤管換熱器，靠近熱空氣出口的蒸汽盤管換熱器與主蒸汽管連接，主蒸汽釋放潛熱後冷凝，主蒸汽冷凝水接入一級閃蒸罐閃蒸，一級閃蒸汽接入比主蒸汽壓力稍低的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝，一閃冷凝水接入二級閃蒸罐閃蒸，二級閃蒸汽由二級閃蒸罐流出後接入比主蒸汽壓力更低的蒸汽盤管換熱器釋放潛熱後冷凝成為二閃冷凝水，二閃冷凝水接入冷凝水泵，冷凝水泵的出口接入最靠近冷空氣入口的冷凝水盤管換熱器，冷凝水盤管換熱器的出口接入冷凝水回收系統。該系統能提高蒸汽的利用效率，降低單位產品的能耗。
文檔編號F28D7/04GK202793093SQ20122048482
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者楊曉輝, 張基虎, 楊思倫, 張夢穎 申請人:億恆節能科技江蘇有限公司