CN102759009A - 蒸汽凝结水常压排放器 - Google Patents

Abstract

本发明属于蒸汽热力系统的排水器件，尤其涉及一种蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：包括上盖、设有冷凝水入口的壳体，所述壳体内腔置有自上而下依次排列的排水分路盘和排量温度调控盘，所述排水分路盘上轴向设有与壳体内腔相通的分水通道，所述排量温度调控盘上设有与分水通道连通的排水圆孔，所述排水圆孔与固接在底盖上的蒸汽凝结水排水管连通，所述排水分路盘圆周径向设有圆孔，所述圆孔与排量控制阀连接。有益效果：蒸汽凝结水常压排放器可彻底解决现在使用疏水阀因其不具备调整排水温度功能所造成的一系列蒸汽能源浪费问题。

Description

蒸汽凝结水常压排放器

技术领域

本发明属于蒸汽热力系统的排水器件，尤其涉及一种可以彻底解决热力系统不同工况下高温凝结水排放造成热能损失的蒸汽凝结水常压排放器。

背景技术

目前，国内外的蒸汽热力系统中普遍使用疏水阀作为系统节点的排水器件，其功能是为排除蒸汽放热后产生的蒸汽凝结水。在供输汽管网中因管阻及管道保温等因素造成的蒸汽放热所产生的凝结水，如不及时排出会影响供汽压力及温度。供热管网形成凝结水的温度为整个系统中的最低供汽温度；蒸汽加热设备在生产过程中放热形成的蒸汽凝结水如不及时排出会直接影响产品质量及生产效率。蒸汽加热设备中凝结水的形成温度为加热设备的最低使用温度。

上述两种情况，供汽管网压力在绝压0.5Mpa以上，所形成的凝结水温度一般在150度以上（即，整个系统中的最低供汽温度）。蒸汽加热设备形成凝结水的温度少数在120度以下，（即，加热设备的最低使用温度）绝压在0.2Mpa以下；大多数蒸汽加热设备形成凝结水的温度在133—165度之间，绝压在0.3—0.7Mpa之间；还有一些特殊工况加热设备其凝结水的形成温度在165度以上，压力在0.7Mpa以上。以上所述形成凝结水的温度即为加热设备的最低使用温度。由此可见，疏水阀所排出的蒸汽凝结水温度和压力均在上述范围之内。

申请人（申请号03258426.1）公开了一种多孔径转盘式喷嘴型输水器，本新型包括阀体，阀体内部由中间的隔断分隔成上下两个空腔，上空腔为冷凝过滤室，其侧壁上开有进气孔和排污孔，其上端为端盖；在中间隔断内开有Z字形冷凝水流道，在下空腔内安装一个喷嘴转盘，该转盘由下端盖可转动固定在下空腔内，转盘上固定的转动轴从下端盖上的孔中穿出，其末端安装转动手轮，在下端盖上开有一个冷凝水排放口。该疏水器可将系统管路中的冷凝水全部排除；不需关闭蒸汽系统，通过旋转多孔径转盘可随时对疏水器的排量进行调整，以满足因季节变化造成的蒸汽系统排放冷凝水不等的问题，达到最大限度地节约能源的目的。解决现有疏水器浪费能源及喷嘴口径不可调的问题。其缺陷是安装数量多、成本高，调整范围小，需要在现场调整很长时间。申请人多年在不同工况条件下的供汽管网中安装上述多孔径转盘式喷嘴型输水器过程中发现和总结出疏水阀是一个多少年来被人们忽视的耗能产品。

由始以来，疏水阀实现了蒸汽热力系统不同工况的凝结水自动排放问题。解决了在供汽系统和蒸汽加热设备中因凝结水不能及时排放造成的供汽品质下降以及影响产品质量及产量问题。但是，目前使用的疏水阀不管其结构及类型如何变化，其最主要性能指标仅仅是以“漏气率及寿命”来定义。疏水阀的漏汽率指标是指单位时间内疏水阀漏出新鲜蒸汽的量；其寿命指标：在寿命使用期内维持疏水阀正常工作不漏汽。实际上，在使用过程中，疏水阀很难杜绝蒸汽泄漏问题，故疏水阀实际是一个“普遍使用”但又没有引起人们关注的“耗能”器件。业内人士对疏水阀的理解仅仅局限于“疏水阀能自动排水，在排水的过程中蒸汽的泄漏越少越好”片面认识。而对疏水阀排高温凝结水造成的能源浪费及浪费程度有多大的问题并没有引起人们的足够认识。

然而，疏水阀仅仅从上述“不可排除的泄漏问题”即将其定义为蒸汽系统的耗能器件是远远不够的。申请人经过数年对蒸汽系统及疏水器的研究和系统改造实践，得到的结论是：疏水阀耗能问题的实质和关键还有以下两点：即蒸汽耗能指标，

1、高温带压蒸汽凝结水排放时的热能损失问题

当高温带压凝结水通过疏水阀排出系统外时，凝结水在瞬间产生汽化，其温度由高降至100度以下，压力由高降至绝压0.1Mpa以下，其水的热焓值由高降至418KJ/kg以下，这部分热焓值随二次汽化蒸汽排放至大气中。高温高压蒸汽凝结水的热损失详见附表一。

高压凝结水二次汽化值表一

2、高温带压蒸汽凝结水排放时造成的系统泄压问题

（1）因为疏水阀排放蒸汽凝结水的温度及压力是所用蒸汽加热设备的最低使用温度和压力，即为带压排放，所以会导致系统泄压；

（2）在形成不同温度蒸汽凝结水的过程中，因蒸汽在用汽设备内连续放热，连续形成凝结水，在凝结水形成过程中，由于温度不同就会夹含不同比例的蒸汽。

申请人经过大量的蒸汽热力系统工程实践，发现并找出了蒸汽热力系统无功损耗造成的蒸汽热能浪费问题，是由于使用疏水阀排出大量高温凝结水造成的。高温凝结水排放造成的系统泄压使蒸汽的浪费在10%左右。

继而进一步总结出：蒸汽凝结水的排放温度不管形成过程中的温度有多高，而其排出的温度都应控制在100℃以下；凝结水的排出压力不管形成过程中的有多高，而排出压力都应控制在绝压0.1Mpa以下。即，蒸汽热力系统凝结水排放应以“常压排放为标准”。

但是，目前使用的各种疏水阀根本不具备调整和控制出水温度的功能，也就无法使蒸汽热力系统凝结水排放达到上述“常压排放标准”。

当今，国际社会都在为节能减排做贡献之时，亟待彻底解决热力系统不同工况的高温凝结水排放造成的热能损失这一世界空白的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种可以彻底解决热力系统不同工况下高温凝结水排放造成热能损失的蒸汽凝结水常压排放器，可以使蒸汽热力系统凝结水排放达到“常压排放标准”。即，排出的温度控制在100℃以下，排出压力控制在绝压0.1Mpa以下。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：包括上盖、设有冷凝水入口的壳体、排水分路盘、排量控制阀、排量温度调控盘、下锁母和底盖及蒸汽凝结水回收管，所述壳体上端与上盖螺接，壳体下端与底盖螺接，所述壳体下端的外圆螺接有下锁母，所述壳体内腔置有自上而下依次排列的排水分路盘和排量温度调控盘，所述排水分路盘上轴向设有与壳体内腔相通的分水通道，所述排量温度调控盘上设有与分水通道连通的排水圆孔，所述排水圆孔与固接在底盖上的蒸汽凝结水排水管连通，所述排水分路盘圆周径向设有圆孔，所述圆孔与排量控制阀连接。

所述排量控制阀包括阀杆压兰、调控扳把、锥形阀杆和阀杆外套，所述阀杆外套与排水分路盘圆孔固接，所述锥形阀杆外套及与其配合的锥形阀杆上同心设有与分水通道连通的垂直圆孔，所述垂直圆孔与分水通道及排量温度调控盘上的排水圆孔连通，所述阀杆外套中心锥孔与阀杆锥形部位滑动配合，所述阀杆贯穿阀杆压兰中心孔，所述阀杆压兰与壳体连接孔固接，所述阀杆外端头连接有调控扳把。

所述排量温度调控盘上排水圆孔的形状呈文氏喷嘴型。

所述排量温度调控盘上排水圆孔的单孔排水量控制在250kg/h以下。

所述排水分路盘的分水通道和所述排量温度调控盘的排水圆孔和排水分路盘圆周上的排量控制阀以及底盖上的蒸汽凝结水排水管设置的数量一一对应相等，所述排量温度调控盘的排水圆孔孔径不同。

一种蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：包括上盖、设有冷凝水入口的壳体、排水分路盘、排量控制阀、排量温度调控盘、下锁母和底盖及蒸汽凝结水排水管，所述壳体上端与上盖螺接，壳体下端与底盖螺接，所述壳体下端的外圆螺接有下锁母，所述排水分路盘设置1-8个分别与壳体内腔相通的分水通道，所述排量温度调控盘中心设有立轴，所述立轴与排量温度调控盘模压固接，立轴贯穿上盖，立轴端部设有旋转扳把，所述排量温度调控盘轴向设置1-8组的排水圆孔，1—8组为同排等径孔数所述排水圆孔通过旋转扳把及立轴旋转带动排量温度调控盘与所述分水通道连通，所述排水分路盘圆周径向设有圆孔，所述圆孔与排量控制阀连接。

所述排量温度调控盘上排水圆孔的形状呈文氏喷嘴型，所述排量温度调控盘的排水圆孔的单孔排水量控制在250kg/h以下，所述排水分路盘的分水通道和底盖上的蒸汽凝结水回收管的数量一一对应，所述排水圆孔的数量等于单体同排等径孔数×流量调控级别。

所述排水分路盘上设有钢球定位装置，所述钢球定位装置的钢球与排量温度调控盘上表面的圆窝吻合。

所述排量温度调控盘材料采用聚四氟乙烯制成。

有益效果：蒸汽凝结水常压排放器可彻底解决现在使用的疏水阀因其不具备调整排水温度功能所造成的一系列蒸汽能源浪费问题。

附图说明

图1是本发明实施例1为开关排量调整型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例2为转盘旋转变径型的结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是实施例1系统安装示意图；

图6是实施例1中例1的开关示意图；

图7是实施例1中例2的开关示意图；

图8是实施例2的系统安装示意图；

图9是实施例2的例3的示意图。

图中：1、上盖，2、壳体，2-1、冷凝水入口，3、过滤网，4、排水分路盘，4-1、分水通道，5、排量控制阀，5-1、调控扳把，5-2、阀杆压兰，5-3、阀杆，5-4、阀杆外套，5-5、圆孔，6、排量温度调控盘，6-1、排水圆孔，7、下锁母，8、底盖，9、蒸汽凝结水回收管，10、旋转扳把，11、钢球定位装置，12、钢球。A、加热设备，B、凝结水常压排放器。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图所示，

实施例1

一种开关排量调整型蒸汽凝结水常压排放器，包括上盖1、设有冷凝水入口2-1的壳体2、排水分路盘4、排量控制阀5、排量温度调控盘6、下锁母7和底盖8，所述壳体上端与上盖螺接，壳体下端与底盖螺接，所述壳体下端的外圆螺接有下锁母，所述壳体内腔置有自上而下依次排列的排水分路盘和排量温度调控盘，所述排水分路盘上轴向设有四至六个与壳体内腔相通的分水通道4-1（本例设置六个），所述排量温度调控盘上设有与分水通道相同数量且孔径不同的排水圆孔6-1，所述排水圆孔与分水通道连通，所述排水圆孔与固接在底盖上的蒸汽凝结水回收管9连通，所述排水分路盘圆周上径向设有排量控制阀5。所述排水圆孔的形状呈文氏喷嘴型。所述排水圆孔的排量控制在250kg/h以下。所述排量控制阀5包括阀杆压兰5-2、调控扳把5-1、锥形阀杆5-3和阀杆外套5-4，所述阀杆外套与排水分路盘固接，所述阀杆外套及阀杆上分别垂直设有与分水通道连通的圆孔5-5，所述阀杆外套中心为锥形与阀杆锥形部位滑动配合，所述阀杆贯穿阀杆压兰中心孔，所述阀杆压兰与壳体连接孔螺接，所述阀杆外端头连接有调控扳把。所述壳体内腔置有过滤网3。

工作原理：

为满足蒸汽热力系统复杂多变的工况及不同加热设备凝结水排放的要求，凝结水常压排放器的设计要在满足不同工况凝结水排量要求的同时，将凝结水的排出温度都能控制在100度以下。排量控制阀的数量与排水分路盘的分水通道相等，排量控制阀的安装位置分别放在排水分路盘的通道中间部位，通过阀门的开启大小及开阀的数量来控制凝结水的排量。凝结水通过排水分路盘及排量控制阀阀杆外套及阀杆上的圆孔5-5进入排量温度调控盘，排量温度调控盘上设有与分路盘通道数量相同的排水圆孔6-1，排水圆孔6-1的设计尺寸范围要满足不同压力及温度的高温带压凝结水，在排出时都能控制在100度以下。而排量的调控要根据不同工况凝结水排量的要求，通过开合相对排量温度调控盘上某个排量孔的阀门来完成。排量控制阀5—8上设有与排量温度调控盘排孔流量相关符号标记，以方便排量的调控。以图1结构为例，其排量调整范围如下表：

开阀序号用A来表示；关阀序号用B来表示，表二

A	B	A	B	A	B	A	B	A	B
										1-2-3-4-5	6	1-2-3-4	5-6	1-2-3	4-5-6	1-2	3-4-5-	1	2-3-4-5-6
1-2-3-4-6	5	1-2-3-5	4-6	1-2-4	3-5-6	1-3	2-4-5-	2	1-3-4-5-6
										1-2-3-5-6	4	1-2-3-6	4-5	1-2-5	3-4-6	1-4	2-3-5-	3	1-2-4-5-6
1-2-4-5-6	3	1-2-4-5	3-6	1-2-6	3-4-5	1-5	2-3-4-	4	1-2-3-5-6
										1-3-4-5-6	2	1-2-4-6	3-5	1-3-4	2-5-6	1-6	2-3-4-	5	1-2-3-4-6
2-3-4-5-6	1	1-2-5-6	3-4	1-3-5	2-4-6	2-3	1-4-5-	6	1-2-3-4-5
												1-3-4-5	2-6	1-3-6	2-4-5	2-4	1-3-5-
		1-3-4-6	2-5	2-3-4	1-5-6	2-5	1-3-4-
												1-3-5-6	2-4	2-3-5	1-4-6	2-6	1-3-4-
		1-4-5-6	2-3	2-3-6	1-4-5	3-4	1-2-5-
												2-3-4-5	1-6			3-5	1-2-4-
		2-3-4-6	1-5			3-6	1-2-4-
												2-3-5-6	1-4			4-5	1-2-3-
		2-4-5-6	1-3			4-6	1-2-3-
																5-6	1-2-3-

开5个阀门排量为6种；开4个阀门排量为14种；开3个阀门排量为20种；开2个阀门排量为15种；开1个阀门排量为6种；全开阀门排量为1种。

合计：排量调整范围为62种。

以设计排量温度调控盘的排水圆孔数为六个为例，相对其孔径的变化数量与孔数相同。通过开合某个或某几个控制阀门来控制凝结水排量。此设计的排量控制方法是以排列组合的数学模式来进行，它可实现本发明单体结构简单，而排量调整范围倍增的实用效果。凝结水通过排量温度调控盘将凝结水送入底盖的蒸汽凝结水排水管，凝结水通过联接头与回收管路联接。

例1、如图5、6所示，某蒸汽加热设备小时用汽量为68kg，其加热设备A末端安装Ⅰ号、“排量组合型”凝结水常压排放器B。调试时首先关闭1—5号流量控制阀，6号阀门对应的流量温度控制盘喷嘴排量为71.3kg/h，大于设备68kg/h的用汽量，此时只需根据流量计的瞬时流量来调整6号流量控制阀门，使其流量达到用汽量的使用值即可。

例2、如图5、7所示，如某蒸汽加热设备小时用汽量为105kg，安装排放器的型号与例一相同，调试时首先根据表三数据开启3、4、5排量控制阀门，其余关闭，此时排放器的合计排量为：3号喷嘴排量+4号喷嘴排量+5号喷嘴排量=23.3+36.4+54.5=114.2kg/h；114.2kg/h大于105kg/h的用汽量，为满足用汽设备的排放要求，可根据流量计的瞬时流量将三个流量控制阀其中的某一个关小达到加热设备的用汽值即排水值。

凝结水排放器类型：开关组合型

排量测试压力0.4Mpa    型号：Ⅰ

表三

名称	开关序号	排量kg/h
				1	5.8
	2	13
				3	23.3
	4	36.4
				5	54.5
	6	76.3
			合计	6	204.3

实施例2

一种转盘旋转变径型蒸汽凝结水常压排放器，包括上盖1、设有冷凝水入口2-1的壳体2、排水分路盘4、排量控制阀5、排量温度调控盘6、下锁母7和底盖8，所述壳体上端与上盖螺接，壳体下端与底盖螺接，所述壳体下端的外圆螺接有下锁母，所述壳体内腔置有自上而下依次排列的排水分路盘和排量温度调控盘，所述排水分路盘上轴向设有一至八个与壳体内腔相通的分水通道4-1（本例设置两个）所述排量温度调控盘上设有排水圆孔6-1，所述排水圆孔与分水通道连通，所述排水圆孔与固接在底盖上的蒸汽凝结水排水管9连通，所述排水圆孔为1—8组，1—8组为同排等径孔数所述排量温度调控盘中心设有立轴，所述立轴与其模压固接，所述立轴贯穿上盖其端部设有旋转扳把10，所述排量温度调控盘的某组排水圆孔通过旋转扳把旋转后分别与分水通道连通。所述排水分路盘圆周上径向设有排量控制阀5。所述排水分路盘上设有钢球定位装置11，所述钢球定位装置的钢球12与排量温度调控盘上表面的圆窝吻合。所述排量温度调控盘上排水圆孔的形状呈文氏喷嘴型，所述排量温度调控盘的排水圆孔的单孔排水量控制在250kg/h以下，所述排水分路盘的分水通道和底盖上的蒸汽凝结水回收管的数量一一对应，所述排水圆孔的数量等于单体同排等径孔数×流量调控级别。

工作原理：

本实施例排量调控功能是通过旋转排量温度调控盘上某组不同孔径的排水圆孔来实现。根据调控范围（或调控级别）设有不同孔径的排水圆孔，旋转排量温度调控盘的开孔数为N=A×B，A为定径同排孔数，B为流量调控级别。在调控排量时通过旋转旋转排量温度调控盘旋转扳把连同旋转排量温度调控盘旋转，使其孔径变化达到调控排量的目的。其流量调控范围为有级调控。为加大单体蒸汽凝结水常压排放器的排量调控范围，在单体蒸汽凝结水常压排放器上设有N个排量控制阀5，做为排量的辅助调控，通过调控开合大小和开闭来控制流量以提高有级流量调控的排量范围及精度。

蒸汽凝结水常压排放器以同排孔数分为六种为例，其调控级别及构件相关参数如下：

表四

工作过程

壳体冷凝水入口接蒸汽加热设备凝结水排出口或接供汽管路凝结水排出口，凝结水通过过滤网进入排水分路盘，排水分路盘分水通道的数量依常压排放器的单体排量来设定，现设计为1—8个通道。其功能是将凝结水分别输送至旋转排量温度调控盘的排水圆孔，旋转排量温度调控盘的排水孔其形状为文氏喷嘴，其同排孔的数量及位置尺寸与排水分路盘相同。凝结水通过旋转排量温度调控盘喷嘴流入底盖的蒸汽凝结水排水管，通过底盖连接头连接回水管路。

例3，如图8、9所示、某蒸汽加热设备的小时用汽量为135kg/h，其末端配装Ⅰ号旋转变径型凝结水排放器（排放器技术指标如表五），安装调试时先将温度调控盘扳手旋转至第六档位，此时排量为142.6kg/h大于设备用汽量，在根据流量计瞬时流量调整流量控制开关大小达到加热设备用汽量即排水量的要求。

表五

凝结水排放器类型：旋转变径型

排量测试压力0.4Mpa  型号：Ⅰ结构为两孔同排

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：包括上盖、设有冷凝水入口的壳体、排水分路盘、排量控制阀、排量温度调控盘、下锁母和底盖及蒸汽凝结水回收管，所述壳体上端与上盖螺接，壳体下端与底盖螺接，所述壳体下端的外圆螺接有下锁母，所述壳体内腔置有自上而下依次排列的排水分路盘和排量温度调控盘，所述排水分路盘上轴向设有与壳体内腔相通的分水通道，所述排量温度调控盘上设有与分水通道连通的排水圆孔，所述排水圆孔与固接在底盖上的蒸汽凝结水排水管连通，所述排水分路盘圆周径向设有圆孔，所述圆孔与排量控制阀连接。

2.根据权利要求1所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排量控制阀包括阀杆压兰、调控扳把、锥形阀杆和阀杆外套，所述阀杆外套与排水分路盘圆孔固接，所述锥形阀杆外套及与其配合的锥形阀杆上同心设有与分水通道连通的垂直圆孔，所述垂直圆孔与分水通道及排量温度调控盘上的排水圆孔连通，所述阀杆外套中心锥孔与阀杆锥形部位滑动配合，所述阀杆贯穿阀杆压兰中心孔，所述阀杆压兰与壳体连接孔螺接，所述阀杆外端头连接有调控扳把。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排量温度调控盘上排水圆孔的形状呈文氏喷嘴型。

4.根据权利要求3所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排量温度调控盘上排水圆孔的单孔排水量控制在250kg/h以下。

5.根据权利要求1所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排水分路盘的分水通道和所述排量温度调控盘的排水圆孔和排水分路盘圆周上的排量控制阀以及底盖上的蒸汽凝结水排水管设置的数量一一对应相等，所述排量温度调控盘的排水圆孔孔径不同。

6.一种蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：包括上盖、设有冷凝水入口的壳体、排水分路盘、排量控制阀、排量温度调控盘、下锁母和底盖及蒸汽凝结水排水管，所述壳体上端与上盖螺接，壳体下端与底盖螺接，所述壳体下端的外圆螺接有下锁母，所述排水分路盘设置1-8个分别与壳 体内腔相通同排分水通道，所述排量温度调控盘中心设有立轴，所述立轴与排量温度调控盘模压固接，立轴贯穿上盖，立轴端部设有旋转扳把，所述排量温度调控盘轴向设置1-8组的排水圆孔，1-8组为同排等径孔数所述排水圆孔通过旋转扳把及立轴旋转带动排量温度调控盘与所述分水通道连通，所述排水分路盘圆周径向设有圆孔，所述圆孔与排量控制阀连接。

7.根据权利要求6所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排量温度调控盘上排水圆孔的形状呈文氏喷嘴型，所述排量温度调控盘的排水圆孔的单孔排水量控制在250kg/h以下，所述排水分路盘的分水通道和底盖上的蒸汽凝结水排水管的数量一一对应，所述排水圆孔的数量等于单体同排等径孔数×流量调控级别。

8.根据权利要求6所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排水分路盘上设有钢球定位装置，所述钢球定位装置的钢球与排量温度调控盘上表面的圆窝吻合。

9.根据权利要求1或6所述的蒸汽凝结水常压排放器，其特征是：所述排量温度调控盘材料采用聚四氟乙烯制成。 

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