CN102425780B - 压力容器节能加料器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力容器的加料装置，尤其是适用于高压锅炉和高温高压容器使用。本发明所提供的一种能在压力容器加入液态物料时实现蒸汽热充分交换，减少热能损失，并且结构紧凑的加料装置，包括设置在压力容器上方的储料罐，在储料罐上设置有进水管、出水管和排气管，其中出水管与锅炉进水装置相连，储料罐包括有内部容腔的内胆和进水夹套，在内胆和进水夹套之间设置有中空的进水层；在内胆的上部设置有进水口，所述的进水口使内胆的内部容腔与进水层连通；进水管与进水层连通；在进水管、出水管、排气管上分部安装有控制管路开闭的阀。采用本发明将进入到储料罐中的蒸汽热能充分利用，提高了蒸汽的热使用效率，实现节能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力容器的加料装置，尤其是适用于高压锅炉加水和高温高压容器持续添加液态料使用。
背景技术
目前在给锅炉、压力容器补充水时，通常采用高压泵注入，需要消耗大量能源，噪音也大，影响环境，同时还需要修建水池等设施。
中国专利号89100759.8公开了一种“自动连续节能锅炉给水器”它是在锅炉上方安装水箱，通过水箱中向锅炉中输水，通过水的重力作用流入锅炉中，从而实现不需要设置水泵的目的。但该结构由于将锅炉中的蒸汽通入到贮水箱后，蒸汽只起到平衡贮水箱向锅炉加水时压力的作用，不具有良好的热交换效果。当再需要通过进水箱向贮水箱进水时，蒸汽就必须向外排放，虽然通过净水水池能够增加一些换热，但效果不好，并且其结构也不紧凑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能在压力容器加入液态物料时实现蒸汽热充分交换，减少热能损失，并且结构紧凑的加料装置。
本发明解决其技术问题所采用压力容器节能加料器，包括设置在压力容器上方的储料罐，在储料罐上设置有进水管、出水管和排气管，其中出水管与锅炉进水装置相连，所述储料罐包括有内部容腔的内胆和进水夹套，在内胆和进水夹套之间设置有中空的进水层；在内胆的上部设置有进水口，所述的进水口使内胆的内部容腔与进水层连通；所述的进水管与进水层连通；在所述进水管、出水管、排气管上分部安装有控制管路开闭的进水阀、出水阀、排气泄压阀。
作为本发明的一种改进，在进水夹套的外面设置有保温层。
作为本发明的另一种改进，所述的进水口安装有喷洒喷头。
所述的内胆的横截面由至少两个矩形或圆形组成，且相互连通；或在所述的内胆的外侧安装有换热片。
所述的排气管在进水层中成盘绕状。
在内胆中还设置有进气管，所述的进气管的一端与锅炉进水装置相连，另一端穿入储料罐后设置在内胆内部容腔中，所述进气管上安装有排气控制阀。
所述进气管从储料罐的下部穿入内胆内部容腔，且进气管的出气端设置在内胆内部容腔的上部。
所述的进水阀、出水阀、排气泄压阀和排气控制阀采用电磁控制阀，上述的进水阀、排气泄压阀、出水阀和排气控制阀与控制系统相连。
在所述的内胆内部容腔中设置有水电阻测量装置，上述水电阻测量装置与控制系统相连。
所述压力容器为高压锅炉或高压蒸馏器、高压反应釜。
采用本发明的加料器在不用锅炉供水泵的情况下，将进入到储料罐中的蒸汽热能充分利用，对储料罐中的补水进行加热，然后再输入到锅炉中，这样就提高了蒸汽的热使用效率，减少排气所带走的热能，实现节能的目的。本发明的节能加料器还可用于化工生产中的压力容器设备，如反应釜、蒸馏设备等，当需要向高压容器中添加液态物料时，将液态物料先输送到储料罐中，再加入到高压容器中，也能实现节能和提高热效率的目的。特别是对于高压容器，如高压锅炉、高压蒸馏器、反应釜等，由于蒸汽压力大、温度高，其节能更加明显。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是储料罐第一种结构的横截面示意图；
图3是储料罐第二种结构的横截面示意图；
图4是储料罐第三种结构的横截面示意图；
图5是排气管第一种布置示意图；
图6是排气管第二种布置示意图。
图中标记：1-储料罐，2-进水层，3-进水夹套，4-保温层，5-排气管，6-锅炉，7-进水口，8-排气口，9-排气泄压阀，10-进气管，11-出水管，12-出水阀，13-进水管，14-进水阀，15-进水压力传感器，17-水电阻测量装置，18-上水位水电阻测量器，19-下水位水电阻测量器，20-内胆，21-换热片，22-排气控制阀。
具体实施方式
本发明的压力容器节能加料器，包括设置在压力容器上方的储料罐1，在储料罐1上设置有进水管、出水管和排气管，其中出水管与锅炉进水装置相连，储料罐1包括有内部容腔的内胆20和进水夹套3，在内胆20和进水夹套3之间设置有中空的进水层2。在内胆20的上部设置有进水口7，所述的进水口7使内胆20的内部容腔与进水层2连通。所述的进水管13与进水层2连通；在所述进水管13、出水管11、排气管5上分部安装有控制管路开闭的进水阀14、出水阀12、排气泄压阀9。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
实施例一
如图1所示，包括设置在高压锅炉6上方的用于加水的储料罐1，在储料罐1上设置有进水管13、出水管11和排气管5，其中出水管11与锅炉进水装置相连。储料罐1包括有内部容腔的内胆20和进水夹套3，在内胆20和进水夹套3之间设置有中空的进水层2；进水管13与进水层2连通。在内胆20的上部设置有进水口7，进水口7使内胆20的内部容腔与进水层2连通。在进水管13、出水管11和排气管5分部安装有控制管路开闭的进水阀14、出水阀12、排气泄压阀9。
储料罐1向锅炉加水的过程为：打开进水管13上的进水阀14、排气管5上的排气泄压阀9，将普通压力水源通过进水管13放入储料罐1中，当储料罐1中的水位达到设定的控制高度后，关闭进水阀14、排气泄压阀9之后，再打开出水管11上的出水阀12，在重力作用下水流入锅炉达到加水的目的；放完储料罐1中的水或水位降到设置的高度后关闭出水阀12，打开排气泄压阀9、进水阀14，重复对储料罐1进水。由于在打开出水管11上的出水阀12后，锅炉中的蒸汽将通过出水管11进入到储料罐1中，蒸汽处于储料罐1上的上部，如不能实现蒸汽与储料罐1中的水充分的热交换，最终蒸汽将通过排气管5排除，造成能源浪费。为此，本发明通过设置在储料罐1的内胆20和进水夹套3之间进水层2，补充加的水在储料罐1向锅炉加水时间段内，停留在进水层2中，通过内胆20的热传导增加蒸汽与进水层2中水之间的热交换时间，提高节能效率。同时将进水层2的进水口7设置在内胆20的上部，在向内胆20中进水时，也能提高蒸汽与进水的热交换效率。
为了减少进水层2中水在加热后的热量损失，在进水夹套3的外面设置有保温层4。在进水口7上安装有喷洒喷头，进水成小颗粒或雾状，增加补充加的水在通过进水口7进入内胆20的容腔时，水与蒸汽之间的热交换效率。
如图2所示，内胆20的横截面采用两个矩形组成，且两个矩形用连接通道接通，如图3所示，内胆20的横截面由三个圆形组成，这样的目的都是为了增加内胆20与进水层2中的水的接触面积，从而进行充分的热交换。当然内胆20也可以采用3个以上的矩形、两个圆形或者3个以上圆形，甚至其他截面形状，相对于一般普通单个圆形或矩形内胆增加接触面积，都能达到提高热交换效率的目的。如图4所示的另一提高热交换效率的方式，是在内胆的外侧安装换热片21。
虽然采用上述多种方式能够提高热交换的效率，但是不可避免的，在排气管5排除的气体中，往往还是会带走部分热能，因此如图5、6所示，将排气管5在进水层2中成盘绕状，延长蒸汽通过排气管5时在进水层2与水的热交换时间，增加了吸热面积，这样也能进一步提高节能的效果。
在采用出水管11将锅炉中的蒸汽排到储料罐1的内胆20中时，出水管11同时保证向锅炉进水和向内胆排气，容易造成进水不畅和效率降低，因此在内胆20中还设置有进气管10，该进气管10的一端与锅炉进水装置相连，另一端穿入储料罐1后设置在内胆20内部容腔中，同时在进气管10上安装有排气控制阀22，排气控制阀22的开闭与出水阀12同步开关，这样出水管11就只起到进水的作用，提高进水的效率。为了减少进气管10中蒸汽将进气管10加热后的热量散失，如图1所示，进气管10从储料罐1的下部穿入内胆20内部容腔，并将进气管10的出气端设置在内胆20内部容腔的上部，并向下成勾形，使其出气端口向下，防止从进水口7喷洒的冷水进水管中。
为了提高本发明节能加料器的自动化控制水平，上述的进水阀14、出水阀12、排气泄压阀9、排气控制阀22采用电磁控制阀，且与加料器的计算机控制系统相连。储料罐在内胆20内部容腔中设置有水电阻测量装置17，且与控制系统相连，通过水电阻测量装置17的上水位水电阻测量器18和下水位水电阻测量器19检测到的内胆20中的水位变化，就能对进水阀14、出水阀12、排气泄压阀9、排气控制阀22的全自动控制，实现控制储料罐1中的水位高低，提高工作效率，降低事故率。
实施例二
将本发明用于化工行业的蒸馏设备，如将含酒精溶剂物质蒸馏的过程，将实施例一中的锅炉1作为高压蒸馏器，在生产过程中，当需要向蒸馏器添加液态物料时，采用实施例一相同的方式，先在储料罐1充入液态物料，然后再加入到高压蒸馏器中。冷的液态物料在储料罐1被高压蒸馏器中输出的热气预加热，温度升高，也能实现节能的目的。
Claims (10)
1.压力容器节能加料器，包括设置在压力容器上方的储料罐料箱，在储料罐上设置有进水管、出水管和排气管，其中出水管与锅炉进水装置相连，其特征在于，
所述储料罐（1）包括有内部容腔的内胆（20）和进水夹套（3），在内胆（20）和进水夹套（3）之间设置有中空的进水层（2），所述进水层（2）以内胆（20）和进水夹套（3）为壁，所述进水层（2）通过内胆（20）进行热传导；
在内胆（20）的上部设置有进水口（7），所述的进水口（7）使内胆（20）的内部容腔与进水层（2）连通；
所述的进水管（13）与进水层（2）连通；
在所述进水管（13）、出水管（11）、排气管（5）上分部安装有控制管路开闭的进水阀(14)、出水阀(12)、排气泄压阀(9)。
2.如权利要求1所述的压力容器节能加料器，其特征在于，在进水夹套（3）的外面设置有保温层（4）。
3.如权利要求1所述的压力容器节能加料器，其特征在于，所述的进水口（7）安装有喷洒喷头。
4.如权利要求1所述的压力容器节能加料器，其特征在于，所述的内胆（20）的横截面由至少两个矩形或圆形组成，且相互连通；或在所述的内胆（20）的外侧安装有换热片（21）。
5.如权利要求1所述的压力容器节能加料器，其特征在于，所述的排气管（5）在进水层（2）中成盘绕状。
6.如权利要求1所述的压力容器节能加料器，其特征在于，在内胆（20）中还设置有进气管（10），所述的进气管（10）的一端与锅炉进水装置相连，另一端穿入储料罐（1）后设置在内胆（20）内部容腔中，所述进气管（10）上安装有排气控制阀（22）。
7.如权利要求6所述的压力容器节能加料器，其特征在于，所述进气管（10）从储料罐（1）的下部穿入内胆（20）内部容腔，且进气管（10）的出气端设置在内胆（20）内部容腔的上部。
8.如权利要求6所述的压力容器节能加料器，其特征在于，所述的进水阀（14）、出水阀（12）、排气泄压阀（9）和排气控制阀（22）采用电磁控制阀，上述的进水阀（14）、排气泄压阀（9）、出水阀（12）和排气控制阀（22）与控制系统相连。
9.如权利要求8所述的压力容器节能加料器，其特征在于，在所述的内胆（20）内部容腔中设置有水电阻测量装置（17），上述水电阻测量装置（17）与控制系统相连。
10.如权利要求1所述的压力容器节能加料器，其特征在于，所述压力容器为高压锅炉或高压蒸馏器、高压反应釜。
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