CN101280695A - 蒸汽回收设备 - Google Patents

Abstract

在本发明的蒸汽回收设备中，将从蒸汽热使用设备排出的液相热水和气相蒸汽的气液混合流体减压喷射到闪蒸罐中而使其再蒸发，并使残留的液相热水分离到下部，经由回收管线从闪蒸罐的上部导出气相蒸汽并利用压缩机将其压缩后回流到供应管线中，利用压力检测机构检测闪蒸罐内的压力，并利用控制机构根据压力检测机构所检测到的闪蒸罐内的压力控制压缩机的容量。根据这样的结构，从蒸汽热使用设备排出的气液两相的使用后的蒸汽回收气相蒸汽，能够有效地利用回收的蒸汽。

Description

蒸汽回收设备

技术领域

本发明涉及一种蒸汽回收设备，用于从对蒸汽加以利用后的气液两相的混合流体中回收气相蒸汽而对其进行再利用。

背景技术

例如，存在利用蒸汽使涡轮机旋转从而驱动发电机的发电设备那样的消耗蒸汽的热能的各种蒸汽热使用设备。在这样的蒸汽热使用设备中，热量被消耗掉后的蒸汽的一部分或者全部消耗潜热而变为液相热水，并被排出。特别是，在从蒸汽热使用设备排出液相热水与蒸汽的气液混合流体时，期望回收具有潜热的气相蒸汽并进行再利用，从而提高能量效率。

例如，根据日本特开平5-100088号公报，在使用蒸汽涡轮机的发电装置中，使利用气水分离器从高压蒸汽中分离出的水份向闪蒸罐中喷出，产生低压的蒸汽，利用该低压蒸汽加热向蒸发器供给的水，由此进行热回收。

但是，由于能够利用低压蒸汽的量有限，所以在该公报的设备中，剩余的低压蒸汽被送到凝汽器，蒸汽的能量特别是利用价值很高的潜热没有得到利用而被废弃。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种蒸汽回收设备，能够从自蒸汽热使用设备排出的气液两相的使用后的蒸汽中回收气相蒸汽而有效地利用回收的蒸汽。

实现上述目的的本发明是一种蒸汽回收设备，用于从气液混合流体中回收气相蒸汽，其中该气液混合流体是从使用蒸汽供应管线所供给的蒸汽热的蒸汽热使用设备排出的液相热水和气相蒸汽的气液混合流体，该蒸汽回收设备包括：闪蒸罐，将从上述蒸汽热使用设备排出的气液混合流体减压喷射而使其再蒸发，并将残留的液相热水分离到下部；回收管线，从上述闪蒸罐的上部导出气相蒸汽，并利用压缩机将该气相蒸汽压缩后回流到上述供应管线中；压力检测机构，检测上述闪蒸罐内的压力；以及控制机构，根据上述压力检测机构所检测到的上述闪蒸罐内的压力控制上述压缩机的容量。

根据该方案，由于将从蒸汽热使用设备排出的气液混合流体减压喷射到闪蒸罐中而使气液混合流体的一部分再蒸发，通过压缩机仅对与液相热水分离后的气相蒸汽加压加热而回流到蒸汽供应管线中，所以能够在蒸汽热使用设备中完全地利用由闪蒸罐得到的蒸汽。即，能够最大限度地回收从蒸汽热使用设备排出的气液混合流体的热能，并没有浪费地对该热能加以利用。

此外，回流到蒸汽供应管线中的蒸汽是被螺杆压缩机加压加热后的干燥蒸汽，所以能够改善供给到蒸汽热使用设备的蒸汽的干燥度，并改善蒸汽热使用设备的效率。此外，由于将闪蒸罐的压力控制为恒定，所以由闪蒸罐分离出的热水的温度恒定，还能够有效地利用回收的热水。

此外，在本发明的蒸汽回收设备中，上述压缩机优选是容量随着转速上升而增加的容积式压缩机，上述控制机构优选是控制上述压缩机的容量以使上述闪蒸罐内的压力接近预先设定的目标值的例如PID控制器。

附图说明

图1是包括本发明的一个实施方式的蒸汽回收设备的系统的概要图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

图1表示具有本发明的一个实施方式的蒸汽回收设备1并向蒸汽热使用设备2供给蒸汽的系统的概要。

蒸汽热使用设备2例如有发电设备中的热交换器、蒸煮谷类的装置、用于通过蒸汽使由于热分解有机性废弃物而气化生成的焦油改性的改性炉等处理设备。

在该系统中，从蒸汽汇集器3供给例如压力Po＝6barG、温度为159℃的蒸汽，利用控制阀4调节流量，同时经由供应管线5向蒸汽热使用设备2导入蒸汽(barG的G是指大气压为0时的表压)。蒸汽热使用设备2例如具有测量处理温度的温度传感器6。而且，控制器7控制控制阀4的开度，以便将处理温度控制在由来自控制台8的输入预先设定的目标值。

例如，控制器7进行PID控制，即，计算蒸汽热使用设备2的温度与目标值的偏差，并将用负常数乘以计算出的偏差所得的值、用负常数乘以该偏差的积分值所得的值、用负常数乘以该偏差的微分值所得的值加到当前的控制阀4的开度的控制输出中。

在蒸汽热使用设备2中，在处理过程中蒸汽被利用从而热量被带走。于是，蒸汽的一部分冷凝而变为液相，低压的气液混合流体排出到蒸汽回收设备1。蒸汽回收设备1具有闪蒸罐9、设有螺杆压缩机10的回收管线11、热水泵12。

从蒸汽热使用设备2排出的低压的气液混合流体被减压喷射到闪蒸罐9内。由此，从蒸汽热使用设备2排出的气液混合流体被进一步减压到压力Pf，处于液相的热水的一部分再次蒸发。

在闪蒸罐9中，由于液相热水在其自重的作用下向下方落下，所以气相蒸汽分离并积存在上部，液相热水分离并积存在下部。闪蒸罐9的上部的蒸汽从设有螺杆压缩机10的回收管线11被导出。此外，闪蒸罐9的下部的热水被热水泵12导出，经由热水管线13而被移送到未图示的热水回收设备中。另外，热水泵12将闪蒸罐9内的热水的液面控制为保持在既定的范围内。

此外，闪蒸罐9具有检测内部的压力Pf的压力传感器(压力检测机构)14、和防止异常的压力上升的安全阀15。

蒸汽回收设备1还具有作为螺杆压缩机10的驱动源的马达16、控制马达16的转速的驱动器17、和输出设定信号Cs的控制器(控制机构)18，该设定信号Cs确定由驱动器17对马达16设定的驱动转速设定值。

螺杆压缩机10是在壳体内具有相互啮合的阴阳一对螺杆转子、利用螺杆转子的旋转吸入蒸汽、并将其压缩后排出的容积式的压缩机。螺杆压缩机10的容量(输出)与马达16的转速成比例。

由此，螺杆压缩机10经由回收管线11而从闪蒸罐9吸引与马达16的转速成比例的量的蒸汽，并在其内部对蒸汽进行压缩加热后将蒸汽导入到供应管线5中。

此外，螺杆压缩机10，为了不让油等混入到蒸汽中而优选是无油式螺杆压缩机。

此外，驱动器17例如是根据从控制器18输入的设定信号Cs而决定输出频率的转换器(变频器)。

向控制器18输入压力传感器14的检测值Pf。而且，控制器18逐级改变驱动器17的设定信号Cs，以便改变螺杆压缩机10的容量，来消除该检测值Pf与经控制台19预先设定的目标压力Ps之间的偏差(Pf-Ps)。

例如，控制器18进行PID控制，即，计算闪蒸罐9的压力Pf相对于目标压力Ps的偏差(Pf-Ps)，并将计算出的偏差(Pf-Ps)乘以正常数所得的值、偏差(Pf-Ps)的积分值乘以正常数所得的值、偏差(Pf-Ps)的微分值乘以正常数所得的值加到当前的驱动器17的设定值Cs上。

由此，将闪蒸罐9的压力Pf保持在目标压力Ps，闪蒸罐9内的热水的温度与压力Ps下的饱和水蒸汽的温度一致而保持恒定。例如，在压力Pf＝Ps＝0barG(大气压)时，热水的温度为100℃。

这样，通过使送到热水回收设备的热水的温度恒定，能够提高热水回收设备的热水利用效率。

此外，从闪蒸罐9导出到回收管线11中的蒸汽由螺杆压缩机10压缩加热到压力6barG、温度159℃以上，并回流到供应管线5。因此，从回收管线11回流的过热蒸汽能够改善供应管线5中的蒸汽的干燥度，还能够改善蒸汽热使用设备2的效率。

此外，从蒸汽热使用设备2导入闪蒸罐9或在闪蒸罐9中再蒸发的蒸汽的压力Pf被保持恒定。由于闪蒸罐9的容积恒定，所以这意味着，与新导入闪蒸罐9中或再次蒸发的蒸汽相同量的蒸汽借助螺杆压缩机10经由回收管线11向供应管线5中回流。

即，由蒸汽回收设备1的闪蒸罐9得到的蒸汽全部都经由回收管线11而回流到供应管线5中，在蒸汽热使用设备2中全部被有效利用。

在本实施方式中，与在锅炉中新产生与经由回收管线11而回流到供应管线5中的蒸汽相同量的蒸汽所需要的能量相比，蒸汽回收设备1的消耗电力即马达16的消耗电力减少例如20％左右，能够实现大幅的节能化。

Claims (3)

1.一种蒸汽回收设备，用于从气液混合流体中回收气相蒸汽，其中该气液混合流体是从使用蒸汽供应管线所供给的蒸汽热的蒸汽热使用设备排出的液相热水和气相蒸汽的气液混合流体，

该蒸汽回收设备包括：

闪蒸罐，将从上述蒸汽热使用设备排出的气液混合流体减压喷射而使其再蒸发，并将残留的液相热水分离到下部；

回收管线，从上述闪蒸罐的上部导出气相蒸汽，并利用压缩机将该气相蒸汽压缩后回流到上述供应管线中；

压力检测机构，检测上述闪蒸罐内的压力；

以及控制机构，根据上述压力检测机构所检测到的上述闪蒸罐内的压力控制上述压缩机的容量。

2.如权利要求1所述的蒸汽回收设备，其特征在于，上述压缩机的容量随着转速的上升而增加。

3.如权利要求1或2所述的蒸汽回收设备，其特征在于，上述控制机构控制上述压缩机的容量，使得上述闪蒸罐内的压力接近预先设定的目标值。