CN102116466B - 一种高参数蒸汽产生装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高参数蒸汽产生装置及方法，通过蒸汽压缩机进行抽蒸汽，使得太阳能或热泵蒸发器、汽包内负压，以降低沸点，产生大量的具有高温高压的高参数饱和蒸汽，从而能够利用太阳能或热泵蒸发器等耗能低，污染少，成本低的加热装置来产生高参数的蒸汽，供给热用户使用，给企业产生巨大效益。

Description

一种高参数蒸汽产生装置及方法
技术领域
本发明属于蒸汽产生技术，具体涉及一种高参数蒸汽产生装置及产生方法。
背景技术
在工业系统或生活中，会需要一部分高参数（即高温高压、高焓值）的蒸汽，如食堂蒸饭、纺织业用等，其参数为压力大约1MPa左右的饱和温度，或过热蒸汽。目前，由于太阳能或热泵内的介质一般只能达到60-80℃温度，无法产生高参数的蒸汽。
目前，蒸汽产生系统通常采用以下方案： 
方案一：
采用化学燃料，如油、煤、天然气、生物质能等，通过锅炉燃烧产生蒸汽。该方案的缺点是造价较高，系统复杂，占地面积大，燃料消耗量大，污染严重。
方案二：
采用电锅炉产生蒸汽，该方案的缺点是高品位的电能消耗高，运行费用高。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高参数蒸汽生产装置及方法，能够利用太阳能或热泵产生高参数蒸汽，以降低能耗。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一方面，一种高参数蒸汽产生装置，其特征在于，包括：
太阳能蒸发器、汽包、热泵蒸发器和蒸汽压缩机，太阳能蒸发器一端设有进水管，汽包与太阳能蒸发器连通，汽包一侧通过管道及循环泵与热泵蒸发器连通，汽包上端连有蒸汽输出管，蒸汽压缩机设于蒸汽输出管上。
所述蒸汽压缩机前后的蒸汽输出管上各接有一汽水分离器，汽水分离器还通过管道与汽包相连。
所述太阳能蒸发器另一端还设有排污管，排污管上设有排污电磁阀。
所述汽包上还设有压力计和温度计。
另一方面，一种高参数蒸汽产生方法，其特征在于，包括以下步骤：
a．通过进水管向太阳能蒸发器、汽包内进行注水，并在汽包内留有产生蒸汽的空间；
b．通过太阳能蒸发器吸收太阳能将太阳能蒸发器及汽包内的水加热至60-80℃；若温度低于60℃，还采用热泵蒸发器通过循环泵对太阳能蒸发器及汽包内的水进行循环辅助加热，当温度超过70℃则停止辅助加热；
c．当太阳能或热泵蒸发器、汽包内温度高于70℃时，启动蒸汽压缩机，通过蒸汽输出管进行抽蒸汽，使太阳能或热泵蒸发器、汽包内保持负压，以降低沸点，在汽包内产生大量的低温低压的饱和蒸汽，再通过蒸汽压缩机提高输出的饱和蒸汽参数；
所述产生的饱和蒸汽通过蒸汽输出管输出时，通过通过在蒸汽压缩机前后的设置汽水分离器进行汽水分离，分离出的水通过管道回流至汽包；
所述蒸汽产生过程中，还定时打开排污电磁阀，将注入水中的结垢离子通过蒸汽蒸发浓缩后排出。
采用上述技术方案，该高参数蒸汽产生装置及方法通过蒸汽压缩机进行抽蒸汽，使得太阳能或热泵蒸发器、汽包内负压，以降低沸点，产生大量的低温低压的蒸汽，通过蒸汽压缩机压缩成具有高温高压的高参数饱和蒸汽，从而能够利用太阳能或热泵蒸发器等耗能低，污染少，成本低的加热装置来产生高参数的蒸汽，供给热用户使用，给企业产生巨大效益。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1为本发明的高参数蒸汽产生装置的结构示意图。 
具体实施方式
如图1所示，本发明的高参数蒸汽产生装置，包括太阳能蒸发器1、汽包6、热泵蒸发器2和蒸汽压缩机8，太阳能蒸发器1一端设有进水管12，进水管12上设有进水电磁阀5，汽包6与太阳能蒸发器1连通，汽包6一侧通过管道及循环泵3与热泵蒸发器2连通，汽包6上端连有蒸汽输出管9，蒸汽压缩机8设于蒸汽输出管9上，在蒸汽压缩机8前后的蒸汽输出管9上各接有一汽水分离器7a、7b，汽水分离器7a、7b还通过管道与汽包6相连。所述太阳能蒸发器1另一端还设有排污管13，排污管13上设有排污电磁阀6。所述汽包6上还设有压力计10和温度计11，用以实时监测汽包6内压力和温度。
本发明的高参数蒸汽产生方法，采用上述装置来进行高参数蒸汽的产生，包括以下步骤：
a．通过打开进水电磁阀5并通过进水管12向太阳能蒸发器1、汽包6内进行注水，并在汽包6内留有产生蒸汽的空间（非注满）；
b．通过太阳能蒸发器1吸收太阳能将太阳能蒸发器1及汽包6内的水加热至60-80℃；若温度低于某一设定值，如60℃，还可采用热泵蒸发器2利用空气能、水能、地热能等清洁能源，并通过循环泵3对太阳能蒸发器1及汽包6内的水进行循环辅助加热，当温度超过某一设定值，如70℃，则停止辅助加热；
c．当太阳能或热泵蒸发器1、2、汽包6内温度高于某一设定值，如70℃时，启动蒸汽压缩机8，通过蒸汽输出管9进行抽蒸汽，降低太阳能或热泵蒸发器2、汽包6内的压力，一般为在这个温度下的饱和压力，如60℃为0.02MPa（绝对压力）、70℃为0.0312MPa，该饱和压力为负压，并始终保持负压，用以降低沸点，在汽包内产生大量的低温低压的饱和蒸汽，再通过蒸汽压缩机提高输出的饱和蒸汽参数；d．产生的饱和蒸汽通过蒸汽输出管9输出时，通过蒸汽压缩机8前后的汽水分离器7a、7b进行汽水分离，分离出的水通过管道回流至汽包6；
f．在蒸汽产生过程中，定时打开排污电磁阀，将注入水中的结垢离子通过蒸汽蒸发浓缩后由排污管排出，避免发生结垢和腐蚀。
综上所述，采用本发明的高参数蒸汽产生装置及方法，可通过利用清洁、可再生能源将包括补水在内的蒸汽加热到某一个温度稳定，再通过蒸汽压缩机8保持汽包6和蒸发器1、2内的压力为在这个温度下的饱和压力，使得其内的水通过吸收热能转化为在这压力下的饱和蒸汽，再通过蒸汽压缩机8将蒸汽提高至需要的压力和温度的高参数蒸汽，整个过程节能环保，符合社会可持续发展的要求。
但是，本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。

Claims (7)

1.一种高参数蒸汽产生装置，其特征在于，包括：
太阳能蒸发器、汽包、热泵蒸发器和蒸汽压缩机，太阳能蒸发器一端设有进水管，汽包与太阳能蒸发器连通，汽包一侧通过管道及循环泵与热泵蒸发器连通，汽包上端连有蒸汽输出管，蒸汽压缩机设于蒸汽输出管上。
2.根据权利要求1所述的高参数蒸汽产生装置，其特征在于：
所述蒸汽压缩机前后的蒸汽输出管上各接有一汽水分离器，汽水分离器还通过管道与汽包相连。
3.根据权利要求1所述的高参数蒸汽产生装置，其特征在于：
所述太阳能蒸发器另一端还设有排污管，排污管上设有排污电磁阀。
4.根据权利要求1所述的高参数蒸汽产生装置，其特征在于：
所述汽包上还设有压力计和温度计。
5.一种高参数蒸汽产生方法，其特征在于，包括以下步骤：
a．通过进水管向太阳能蒸发器、汽包内进行注水，并在汽包内留有产生蒸汽的空间；
b．通过太阳能蒸发器吸收太阳能将太阳能蒸发器及汽包内的水加热至60-80℃；若温度低于60℃，还采用热泵蒸发器通过循环泵对太阳能蒸发器及汽包内的水进行循环辅助加热，当温度超过70℃则停止辅助加热；
c．当太阳能或热泵蒸发器、汽包内温度高于70℃时，启动蒸汽压缩机，通过蒸汽输出管进行抽蒸汽，使太阳能或热泵蒸发器、汽包内保持负压，以降低沸点，在汽包内产生大量的低温低压的饱和蒸汽，再通过蒸汽压缩机提高输出的饱和蒸汽参数。
6.根据权利要求5所述的高参数蒸汽产生方法，其特征在于：
所述产生的饱和蒸汽通过蒸汽输出管输出时，通过在蒸汽压缩机前后的设置汽水分离器进行汽水分离，分离出的水通过管道回流至汽包。
7.根据权利要求5或6所述的高参数蒸汽产生方法，其特征在于：在蒸汽产生过程中，还定时打开排污电磁阀，将注入水中的结垢离子通过蒸汽蒸发浓缩后排出。
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