CN102494546B - 空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，空气加热盘管组内沿空气流动方向依次设有多组盘管换热器，各盘管换热器的进口分别通过主蒸汽阀与主蒸汽管相连，出口分别连接有疏水阀及高温冷凝水截止阀；各高温冷凝水截止阀的出口分别接入高温冷凝水管，高温冷凝水管的出口接入闪蒸罐，闪蒸罐的定压溢流阀的出口通过闪蒸蒸汽管及闪蒸蒸汽截止阀接入入口段盘管换热器，入口段盘管换热器的疏水阀出口分别设有低温冷凝水截止阀，各低温冷凝水截止阀的出口分别接入低温冷凝水管，低温冷凝水管与闪蒸罐的冷凝水均接入冷凝水泵，冷凝水泵的出口接入冷凝水回收系统。该系统既能保证热空气温度达到工艺要求，又能提高蒸汽的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种热力系统，特别涉及一种空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统。
背景技术
空气加热盘管组通常包括多个并列的盘管换热器，各盘管换热器的进口分别通过主蒸汽阀与主蒸汽管相连，各盘管换热器的出口分别设有疏水阀，各疏水阀的出口分别接入总冷凝水管。蒸汽流过各盘管换热器时与空气换热而释放潜热后，冷凝成相同压力下的高温冷凝水，高温冷凝水经各疏水阀排入总冷凝水管；与此同时，冷空气从空气加热盘管组的一端进入，流经各盘管换热器的外表面，经与蒸汽换热后，变成热空气从空气加热盘管组的另一端流出。
高温冷凝水进入总冷凝水管后，沿程不断压降，部分高温冷凝水闪蒸为蒸汽，体积膨胀1000余倍，流速增加约10倍，致使总冷凝水管中占主导地位的不是冷凝水，而是闪蒸蒸汽，极易形成汽阻；汽阻后疏水阀的背压增加，疏水阀两端压差降低，疏水阀排量下降，导致盘管换热器中产生的冷凝水不能及时排除，换热器效率下降，热空气温度不能达到工艺要求，从而影响正常生产。为保证生产，往往需要开启与疏水阀并联的旁通截止阀进行直排，结果是，排出冷凝水的同时蒸汽通过旁通截止阀泄漏，蒸汽顶着冷凝水在总冷凝水管流动，以克服汽阻阻力；虽保证了生产，但蒸汽利用率降低，单位产品蒸汽消耗增加。因此现有的系统要么不能正常生产，要么蒸汽浪费严重，且冷凝水显热没有得到充分利用。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，既能保证热空气温度达到工艺要求，又能提高蒸汽的利用效率，降低单位产品的能耗，并极大地降低冷凝水回收的难度。
为解决以上技术问题，本发明所提供的空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，包括主蒸汽管、空气加热盘管组、闪蒸罐和冷凝水泵；所述空气加热盘管组包括壳体，所述壳体的一端设有冷空气入口，另一端设有热空气出口，所述壳体内沿空气流动方向依次设有入口段盘管换热器及出口段盘管换热器，各盘管换热器的进口分别通过主蒸汽阀与所述主蒸汽管相连，各盘管换热器的出口分别连接有疏水阀，各疏水阀的出口分别连接有疏水阀后高温冷凝水截止阀；各疏水阀后高温冷凝水截止阀的出口分别接入高温冷凝水管，高温冷凝水管的出口接入所述闪蒸罐的高温冷凝水进口，所述闪蒸罐的定压溢流阀的出口通过闪蒸蒸汽管及闪蒸蒸汽截止阀接入所述入口段盘管换热器的入口，所述入口段盘管换热器的疏水阀出口分别设有低温冷凝水截止阀，所述低温冷凝水截止阀与所述疏水阀后高温冷凝水截止阀并联连接；各低温冷凝水截止阀的出口分别接入低温冷凝水管，所述低温冷凝水管的出口与所述闪蒸罐的低温冷凝水出口均接入所述冷凝水泵，所述冷凝水泵的出口接入冷凝水回收系统。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：（1）运行时，开启出口段盘管换热器进口的主蒸汽阀，开启出口段盘管换热器出口的疏水阀后高温冷凝水截止阀，同时关闭入口段盘管换热器进口的主蒸汽阀，关闭入口段盘管换热器出口的疏水阀后高温冷凝水截止阀，开启入口段盘管换热器进口的闪蒸蒸汽截止阀，开启入口段盘管换热器出口的低温冷凝水截止阀，该状态下，出口段盘管换热器使用主蒸汽，入口段盘管换热器使用闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽来自闪蒸罐，闪蒸蒸汽的压力通过闪蒸罐顶部的定压溢流阀设定。使用主蒸汽的出口段盘管换热器排放的高温冷凝水仍具有较高的温度和压力，通过高温冷凝水管进入闪蒸罐扩压闪蒸，产生温度和压力低于主蒸汽的闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽被送回入口段盘管换热器，与冷空气换热后释放潜热，并冷凝为低温冷凝水，闪蒸罐内闪蒸后的冷凝水是余压降低到0.02MPa以下，温度略高于100℃，基本没有压力、不能自流的低温冷凝水，通过冷凝水泵加压为过冷水，沿程不再闪蒸，避免了汽阻；而且冷凝水温度越低，输送过程中热量损失越小。（2）在空气加热盘管组中，刚进入的低温冷空气首先在入口段盘管换热器与闪蒸蒸汽进行热交换，闪蒸蒸汽的温度较之主蒸汽稍低，由于此时空气温度很低，闪蒸蒸汽与冷空气之间存在较大的温差，具有很好的换热效果；随着向出口端流动，空气温度逐步得到提升，此时在出口段盘管换热器与主蒸汽进行热交换，主蒸汽的温度较高，虽然此时空气的温度已得到提升，但与主蒸汽之间仍存在较大温差，仍保持了很好的换热效果，这种逆流换热的方式总体保持了很高的换热效率。（3）根据需要还可以关闭入口段盘管换热器进口的闪蒸蒸汽截止阀、关闭入口段盘管换热器出口的低温冷凝水截止阀，开启入口段盘管换热器进口的主蒸汽阀，开启入口段盘管换热器出口的疏水阀后高温冷凝水截止阀，该状态下，入口段盘管换热器也使用主蒸汽。（4）使用闪蒸蒸汽的冷空气入口段的盘管换热器的数量可通过主蒸汽阀、闪蒸蒸汽截止阀、疏水阀后高温冷凝水截止阀和与疏水阀后高温冷凝水截止阀并联的低温冷凝水截止阀在线调整；使用主蒸汽的热空气出口段的盘管换热器的数量可通过主蒸汽阀、疏水阀后高温冷凝水截止阀在线调整；某个入口段盘管换热器的主蒸汽阀开启、疏水阀后高温冷凝水截止阀开启、闪蒸蒸汽截止阀关闭、低温冷凝水截止阀关闭时则该盘管换热器使用主蒸汽，某个入口段盘管换热器的主蒸汽阀关闭、疏水阀后高温冷凝水截止阀关闭、闪蒸蒸汽截止阀开启、低温冷凝水截止阀开启时则该盘管换热器使用闪蒸蒸汽。
作为本发明的优选方案，所述冷凝水泵为汽动冷凝水泵，所述主蒸汽管通过主蒸汽阀与所述汽动冷凝水泵的蒸汽接口连接。
作为本发明的优选方案，各所述盘管换热器的出口与各所述疏水阀之间安装有疏水阀前冷凝水截止阀。开启疏水阀前冷凝水截止阀后，疏水阀开始工作，关闭疏水阀前冷凝水截止阀，就可以对疏水阀进行维护或更换，不影响系统的运行；根据需要还可以同时关闭某盘管换热器的主蒸汽阀、闪蒸蒸汽截止阀和疏水阀前冷凝水截止阀，中止该盘管换热器的运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。
图1为本发明空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统的示意图。
图中：1主蒸汽管；2空气加热盘管组；2a冷空气入口；2b热空气出口；3盘管换热器；3a主蒸汽阀；3b闪蒸蒸汽截止阀；3c疏水阀；3a’疏水阀后高温冷凝水截止阀；3b’低温冷凝水截止阀；4a高温冷凝水管；4b低温冷凝水管；5闪蒸罐；5a高温冷凝水进口；5b定压溢流阀；5c低温冷凝水出口； 6闪蒸蒸汽管；7冷凝水泵；7a泵蒸汽接口；7b泵入口；7c泵出口；8冷凝水回收系统。
具体实施方式
如图1所示，本发明空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，包括主蒸汽管1、空气加热盘管组2、闪蒸罐5和冷凝水泵7；空气加热盘管组2包括壳体，壳体的一端设有冷空气入口2a，另一端设有热空气出口2b，壳体内沿空气流动方向依次设有入口段盘管换热器及出口段盘管换热器，各盘管换热器3的进口分别通过主蒸汽阀3a与主蒸汽管1相连，各盘管换热器3的出口分别连接有疏水阀前高温冷凝水截止阀、疏水阀3c、疏水阀后高温冷凝水截止阀3a’；各疏水阀后高温冷凝水截止阀3a’的出口分别接入高温冷凝水管4a，高温冷凝水管4a的出口接入闪蒸罐5的高温冷凝水进口5a，闪蒸罐5的定压溢流阀5b的出口通过闪蒸蒸汽管6及闪蒸蒸汽截止阀3b接入入口段盘管换热器的入口，入口段盘管换热器的疏水阀出口分别设有低温冷凝水截止阀3b’与疏水阀后高温冷凝水截止阀3a’并联连接；各低温冷凝水截止阀3b’的出口分别接入低温冷凝水管4b，低温冷凝水管4b的出口与闪蒸罐5的低温冷凝水出口5c均接入冷凝水泵7的泵入口7b，冷凝水泵7的泵出口7c接入冷凝水回收系统8。
冷凝水泵7优选采用汽动冷凝水泵，主蒸汽管1通过主蒸汽阀3a与汽动冷凝水泵的泵蒸汽接口7a连接。
该闪蒸利用系统在工作时，开启出口段盘管换热器进口的主蒸汽阀3a，开启出口段盘管换热器出口的疏水阀前冷凝水截止阀和疏水阀后高温冷凝水截止阀3a’，同时关闭入口段盘管换热器进口的主蒸汽阀3a，关闭入口段盘管换热器出口的疏水阀后高温冷凝水截止阀3a’，开启入口段盘管换热器进口的闪蒸蒸汽截止阀3b，开启入口段盘管换热器出口的疏水阀前冷凝水截止阀，开启入口段盘管换热器出口的低温冷凝水截止阀3b’，该状态下，出口段盘管换热器使用主蒸汽，入口段盘管换热器使用闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽来自闪蒸罐5，闪蒸蒸汽的压力通过闪蒸罐5顶部的定压溢流阀5b设定。
使用主蒸汽的出口段盘管换热器排放的高温冷凝水仍具有较高的温度和压力，通过高温冷凝水管4a进入闪蒸罐5扩压闪蒸，产生温度和压力低于主蒸汽的闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽被送回入口段盘管换热器，与冷空气换热后释放潜热，并冷凝为低温冷凝水，低温冷凝水通过冷凝水泵7加压为过冷水送往冷凝水回收系统8，沿程不再闪蒸，避免了汽阻，且冷凝水温度越低，输送过程中热量损失越小。
生产中，还可以关闭入口段盘管换热器进口的闪蒸蒸汽截止阀3b及出口的低温冷凝水截止阀3b’，开启入口段盘管换热器进口的主蒸汽阀3a，开启入口段盘管换热器出口的疏水阀前冷凝水截止阀、疏水阀后高温冷凝水截止阀3a’，且即可将该闪蒸利用系统转换为普通的空气加热盘管组使用。根据需要还可以同时关闭某盘管换热器的主蒸汽阀3a、闪蒸蒸汽截止阀3b和疏水阀前冷凝水截止阀，中止该盘管换热器的运行。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，其特征在于：包括主蒸汽管、空气加热盘管组、闪蒸罐和冷凝水泵；所述空气加热盘管组包括壳体，所述壳体的一端设有冷空气入口，另一端设有热空气出口，所述壳体内沿空气流动方向依次设有入口段盘管换热器及出口段盘管换热器，各盘管换热器的进口分别通过主蒸汽阀与所述主蒸汽管相连，各盘管换热器的出口分别连接有疏水阀，各疏水阀的出口分别连接有疏水阀后高温冷凝水截止阀；各疏水阀后高温冷凝水截止阀的出口分别接入高温冷凝水管，高温冷凝水管的出口接入所述闪蒸罐的高温冷凝水进口，所述闪蒸罐的定压溢流阀的出口通过闪蒸蒸汽管及闪蒸蒸汽截止阀接入所述入口段盘管换热器的入口，所述入口段盘管换热器的疏水阀出口分别设有低温冷凝水截止阀，所述低温冷凝水截止阀与所述疏水阀后高温冷凝水截止阀并联连接；各低温冷凝水截止阀的出口分别接入低温冷凝水管，所述低温冷凝水管的出口与所述闪蒸罐的低温冷凝水出口均接入所述冷凝水泵，所述冷凝水泵的出口接入冷凝水回收系统。
2.根据权利要求1所述的空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，其特征在于：所述冷凝水泵为汽动冷凝水泵，所述主蒸汽管通过主蒸汽阀与所述汽动冷凝水泵的蒸汽接口连接。
3.根据权利要求1或2所述的空气加热盘管组冷凝水余热一效闪蒸利用系统，其特征在于：各所述盘管换热器的出口与各所述疏水阀之间安装有疏水阀前冷凝水截止阀。
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