CN102221196A - 全闭式凝结水自动回收泵及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全闭式凝结水自动回收泵及方法，所述全闭式凝结水自动回收泵包括：凝结水增压器，其以蒸汽为动力对凝结水进行加压输送；辅助冷凝器，其促使所述凝结水增压器的操作蒸汽乏汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；以及缓冲罐，其将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水混合后输送至下游管网。本发明在对凝结水实现有效回收输送的同时，对闪蒸汽也进行完全回收，彻底克服了现有凝结水回收技术的缺陷。

Description

全闭式凝结水自动回收泵及方法

技术领域

本发明有关于一种凝结水回收技术，特别是指一种全闭式凝结水自动回收泵及方法。

背景技术

众所周知，蒸汽是应用非常普遍的传热、做功介质，蒸汽中所含热能由显热和潜热组成，其在放出热量之后就变成了高温凝结水，高温凝结水内部仍含有大量的热能，其能量大约是对应蒸汽能量的25％～30％，所以凝结水是非常有价值的能源。凝结水回收的目的在于把排放的凝结水的热量重新用于其他生产过程，以及以凝结水本身作为补水，同时保持蒸汽设备的最高效率。

现有技术中，是采用电动离心泵对凝结水输送回收。由于这种泵的结构及工作原理的要求，离心泵无法加压集水罐内产生的闪蒸汽，这样闪蒸汽就只好对大气排放，白白浪费了。而且，凝结水由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空。泵内凝结水会产生闪蒸汽。这些闪蒸汽会对泵内零部件产生汽蚀，从而损坏泵。第三，离心泵是电力泵，需要单独引线，在石油化工等企业，很多电机及电器必须满足防爆要求，造成购置设备成本和维护成本的上升，并增加了危险因素。

另外，有部分场合采用凝结水自动回收泵回收凝结水，它是一种气体压力控制的泵。凝结水流入泵体使液面上升、浮球浮起，在上切换点触发弹簧机构进行切换，使得操作气体入口阀打开，凝结水在操作气体压力驱动下排出泵外；随着液面浮球下降到下切换点反向触发弹簧机构进行反向切换，使得操作气体出口阀打开，入口阀关闭，泵内重新接纳凝结水进入。

由于这种泵的结构及工作原理的要求，泵在进水时要向泵体外排出操作汽及在泵体内产生的闪蒸汽，都是向大气排放，这样闪蒸汽就白白浪费了，而且也影响环境。

如果能实现凝结水闭式回收，则可达到如下好处：

1.将凝结水回收再利用，可以减少锅炉新鲜补水，节约补给水费、补给水处理费用以及锅炉燃料费用，有效地降低蒸汽成本；

2.闭式回收凝结水和闪蒸汽，可以提高凝结水的回收温度，使锅炉产蒸汽量更多，从而提高锅炉的使用效率；

3.回收凝结水和闪蒸汽，可减少蒸汽泄漏对环境的污染和腐蚀。

然而据不完全统计，我国蒸汽凝结水的回收率目前还不到30％，就是因为在实际应用上存在上述诸多难题。在大力提倡节约能源的今天，如何对高温高压蒸汽凝结水进行闭式回收并加以有效再利用，则是非常重要的节能科技研究课题。

本发明人凭多年从事蒸汽领域研发、制造的经验，历经多次开发、试验、精心设计出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种凝结水闭式回收泵及方法，以改善或克服上述现有凝结水回收技术的缺陷。

本发明的技术解决方案如下：

一种全闭式凝结水自动回收泵，所述全闭式凝结水自动回收泵包括：凝结水增压器，其以蒸汽为动力对凝结水进行加压输送；辅助冷凝器，其促使所述凝结水增压器的操作蒸汽乏汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；以及缓冲罐，其将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水混合后输送至下游管网。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，该凝结水增压器的操作汽入口与外部蒸汽管道相连，其排气口与所述辅助冷凝器相连。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述辅助冷凝器是以空气对流换热方式对进入其内的蒸汽进行冷凝。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述辅助冷凝器包括内装闪蒸汽和乏汽的容器以及容器外壁设置的外部空气冷却器，该外部空气冷却器用于促使该辅助冷凝器内的蒸汽冷凝。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述辅助冷凝器的外部空气冷却器包括容器外壁周边设置的多个散热翅片和导流箍，所述散热翅片的一侧与导流箍连接，另一侧与容器连接，容器、散热翅片及导流箍三者组成多个气流通道。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述散热翅片可以向内延伸进入容器内部，当所述散热翅片向容器内部延伸时，传热效果更好。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述缓冲罐内部设有顶部止回阀，使带压蒸汽和凝结水不能进入辅助冷凝器。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述缓冲罐顶部设有一止回阀，该止回阀带有浮球机构，以阻止相等压力的液体进入辅助冷凝器。

如上所述的全闭式凝结水自动回收泵，其中，所述凝结水增压器包括凝结水气压泵或凝结水电泵。

一种利用如上所述的全闭式凝结水自动回收泵进行凝结水闭式回收的方法，该方法包括：以蒸汽为动力利用凝结水增压器对凝结水进行加压输送；利用辅助冷凝器促使所述凝结水增压器的操作蒸汽排汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；以及将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水在缓冲罐内混合后输送至下游管网。

本发明的特点和优点如下：

1.适用范围广

本发明没有闪蒸汽外排，也无需电气控制，可广泛适用于防爆等级要求高，无电源或禁止使用电源的场所；设备完全零排放，特别适用于对环境排放严格控制的场所。由于没有旋转的密封结构，没有电动机和泵叶轮，完全避免了由凝结水闪蒸而引发的叶轮汽蚀现象。

2.节能节水

本发明完全密闭，缓冲罐与辅助冷凝器的应用保证了没有任何形式漏汽和凝结水闪蒸汽外冒，不会产生热量散失，凝结水温度保持在100℃以上，从而可以将凝结水的热量和水资源全部回收。

3.全自动一体化设计

泵和罐采用撬装式结构，不仅结构紧凑，安装简便，而且自动适应负荷变化，无须人工值守。

4.保护环境

本发明不冒汽，减少热污染；减少温室气体排放；提升企业形象。

附图说明

图1为本发明的全闭式凝结水自动回收泵及方法的一具体实施例的原理框图。

图2为本发明的全闭式凝结水自动回收泵的具体实施例的结构示意图。

图3A、图3B为本发明的一具体实施例所采用的辅助冷凝器的结构示意图。

图4为本发明的一具体实施例所采用的缓冲罐的结构示意图。

附图标号说明：

101、凝结水进水管线          102、凝结水下游输送管线

103、操作蒸汽入口管线        104、蒸汽出汽管线

1、凝结水增压器

2、辅助冷凝器

21、容器                     22、导流箍

23、冷却翅片            24、闪蒸汽入口

25、冷凝液出口

3、缓冲罐

31、缓冲罐本体          32、止回阀

33、闪蒸凝液入口        34、凝结水入口

35、凝结水出口

具体实施方式

为了便于对本发明相关技术方案的透彻理解，下面配合附图及具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明提出一种全闭式凝结水自动回收泵，该全闭式凝结水自动回收泵包括凝结水增压器，其以蒸汽为动力对凝结水进行加压输送；辅助冷凝器，其促使所述凝结水增压器的操作蒸汽乏汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；以及缓冲罐，其将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水混合后输送至下游管网。同时，本发明还提出一种凝结水闭式回收的方法，该方法包括：以蒸汽为动力利用凝结水增压器对凝结水进行加压输送；利用辅助冷凝器促使所述凝结水增压器的操作蒸汽排汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；以及将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水在缓冲罐内混合后输送至下游管网。本发明可以达到对蒸汽凝结水及闪蒸汽进行闭式回收的目的。

较佳地，辅助冷凝器是以空气对流换热方式对进入其内的蒸汽进行冷凝。在一具体实施例中，其本体为一闪蒸汽容器，其外围外部空气冷却器，从而可利用烟囱原理进行散热，蒸汽的热量通过热传导将外部空气加热，受热的空气体积膨胀并向上流动，带动冷空气从下部涌入，形成对流换热，散热使冷凝器内的操作蒸汽乏汽及闪蒸汽温度降低，凝结成水流入缓冲罐；

较佳地，凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水同时进入一缓冲罐，利用增压器的输出压力，将泵压凝结水输送至下游管网。

缓冲罐内侧顶部较佳是设有带浮球机构的止回阀，既可以阻止带压蒸汽和凝结水进入冷凝器，也可以阻止无压凝结水进入冷凝器。

较佳地，凝结水增压器的出口设有止回阀，以使得带压凝结水不能返回凝结水增压器。

如图1、图2所示，为本发明的一具体实施例的原理框图及结构示意图。本实施例中，该全闭式凝结水自动回收泵主要包括一凝结水增压器1、一辅助冷凝器2、一缓冲罐3及相关管路、控制阀门等，其中：

凝结水增压器1的二入口分别与操作蒸汽入口管线103及凝结水进水管线101相连。上游管网中的凝结水从相通管道进入凝结水增压器1，凝结水增压器1利用外部蒸汽将凝结水压力提升，升压后的凝结水直接进入缓冲罐。

优选地，本实施例的凝结水增压器1内部设有控制操作蒸汽启闭的浮球执行机构，从而不需要电气也能方便地对其进行控制。

辅助冷凝器2的蒸汽入口24与凝结水增压器1的排汽口相连；凝结水增压器1中的操作汽和凝结水闪蒸汽经过辅助冷凝器2冷凝成凝结水进入缓冲罐3。

缓冲罐3将由凝结水增压器1增压后的凝结水与来自辅助冷凝器2的蒸汽凝结水混合，输出到下游凝结水管网。

本发明的具体实施例中，辅助冷凝器2包括一内装闪蒸汽和乏汽的本体，该本体外可设有外部空气冷却器，具体地，如图3A、图3B所示，其为本发明一较佳实施例所采用的辅助冷凝器的结构示意图，该辅助冷凝器2的外部空气冷却器包括沿本体的外壁周向设置的筒状的导流箍22和辐射状的散热翅片23，该外部空气冷却器是利用烟囱原理效应，即热空气膨胀上升，从导流箍22上部出口排出热空气，而外面的新鲜冷空气从导流箍22下部入口被吸入，从而促使该辅助冷凝器2内的蒸汽冷凝。

如图3A、图3B所示，辅助冷凝器2的本体是一内装闪蒸汽和乏汽的容器21，沿外壁周边设有多个散热翅片23，翅片23的一侧与导流箍22连接，另一侧与容器21连接，从而使得容器21外壁、翅片23和导流箍22三者组成多个气流通道，其间的空气在受热的情况下膨胀，能够产生空气疾速流动，实现对流换热。

较佳地，辅助冷凝器2的散热翅片23是向内延伸进入容器21内部，从而获得更好的传热效果。

如图4所示，泵压凝结水由缓冲罐3的凝结水入口34进入其内部，聚集稳压混合辅助冷凝器流入的凝结水后，经凝结水出口35流出装置外，去向凝结水总站。缓冲罐3的顶部设有浮球止回阀32，不仅可以阻止带压蒸汽和凝结水进入辅助冷凝器2，也可以阻止无压凝结水进入辅助冷凝器2。

下面以图2所示的本发明的具体实施例对本发明的工作原理做一说明：

1)外部蒸汽凝结水经凝结水进水管线101进入凝结水增压器1，同时，外部引入的操作蒸汽经操作蒸汽入口管道103进入凝结水增压器1，在凝结水增压器1的执行机构的控制下，对泵内凝结水加压；

2)泵内凝结水在操作蒸汽的加压下，由凝结水增压器1出口管线经缓冲罐3的凝结水入口34进入缓冲罐3内，操作蒸汽乏汽及凝结水闪蒸汽经蒸汽出汽管道104进入辅助冷凝器2；

3)操作蒸汽乏汽及凝结水闪蒸汽在辅助冷凝器2中冷凝后的凝结水进入缓冲罐3；

4)增压后的凝结水和蒸汽凝结水在缓冲罐3混合，通过凝结水下游输送管线102被压回凝结水回收总站。

由于本发明是采用高压蒸汽驱动的凝结水增压器对凝结水进行增压、输送，因此无需电力操作。另外，本发明采用的辅助冷凝器，可以对排出的操作汽和闪蒸汽进行回收、冷凝，并输送到下游凝结水管路，实现整套泵的闪蒸汽零排放，凝结水完全被回收；最后，本发明设备完全密闭，实现了凝结水的高温回收，即热量全部回收。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，例如，还可以电泵或其他机械泵替代上述实施例中的凝结水增压器，对外部进入的凝结水进行升压；还可以其他形式的冷凝装置，替代上述实施例中的辅助冷凝器，对蒸汽进行冷凝，此等变化皆应仍属本专利涵盖的范畴。而且，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，但不能理解为实施时必须为具体实施例中所有特征的组合，具体应用时，本发明的产品或方法可以从说明书中描述的各技术特征(包括结构、方法步骤)根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，特此说明。

Claims (10)

1.一种全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述全闭式凝结水自动回收泵包括：

凝结水增压器，其以蒸汽为动力对凝结水进行加压输送；

辅助冷凝器，其促使所述凝结水增压器的操作蒸汽乏汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；

缓冲罐，其将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水混合后输送至下游管网。

2.如权利要求1所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述凝结水增压器的操作汽入口与外部蒸汽管道相连，其排气口与所述辅助冷凝器相连。

3.如权利要求1所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述辅助冷凝器是以空气对流换热方式对进入其内的蒸汽进行冷凝。

4.如权利要求3所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述辅助冷凝器包括内装闪蒸汽和乏汽的容器以及容器外壁设置的外部空气冷却器，该外部空气冷却器用于促使该辅助冷凝器内的蒸汽冷凝。

5.如权利要求4所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述辅助冷凝器的外部空气冷却器包括容器外壁周边设置的多个散热翅片和导流箍，所述散热翅片的一侧与导流箍连接，另一侧与容器连接，所述容器、散热翅片及导流箍三者间组成多个气流通道。

6.如权利要求5所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述散热翅片一侧向内延伸进入容器内部，以获得更好的传热效果。

7.如权利要求1所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述缓冲罐内部设有顶部止回阀，使带压蒸汽和凝结水不能进入辅助冷凝器。

8.如权利要求1所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述缓冲罐顶部设有一止回阀，该止回阀带有浮球机构，以阻止液体进入辅助冷凝器。

9.如权利要求1所述的全闭式凝结水自动回收泵，其特征在于，所述凝结水增压器包括凝结水气压泵或凝结水电泵。

10.一种利用权利要求1至9任一项所述的全闭式凝结水自动回收泵进行凝结水闭式回收的方法，该方法包括：

以蒸汽为动力利用凝结水增压器对凝结水进行加压输送；

利用辅助冷凝器促使所述凝结水增压器的操作蒸汽排汽及凝结水的闪蒸汽冷凝；

将凝结水增压器排出的凝结水与辅助冷凝器排出的凝结水在缓冲罐内混合后输送至下游管网。

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