CN102937286B - 从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法 - Google Patents

Abstract

从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法，可以提高余热蒸汽使用率，节能效果明显。其主要有膨胀管、热交换器、扩压管、凝结水出口、蒸汽管道、高压蒸汽发生器、高压给水进口、高压蒸汽出口组成。余热蒸汽进入膨胀管与从高压蒸汽发生器出来的一部分蒸汽混合后以较高的流速从膨胀管流出，然后进入热交换器与从高压蒸汽发生器出来的另一部分蒸汽进行间接热交换，然后进入扩压管进行扩压升温成为高温蒸汽。从高压蒸汽发生器出来的另一部分蒸汽放热成为凝结水排出。从扩压管排出的高温蒸汽在高压蒸汽发生器内加热高压给水，降温后从高压蒸汽发生器排出，分别进入膨胀管、热交换器。高压给水在高压蒸汽发生器内被高温蒸汽加热成为高压蒸汽后排出。

Description

从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法

技术领域

本发明属于热处理及设备技术领域，特别涉及一种从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法。

背景技术

在冶金、化工、建材等行业生产过程中会产生大量的余热，将这些余热利用起来可以节省大量能源。目前余热利用的最好方法就是生产余热蒸汽，使用余热蒸汽可以采暖、真空冶炼、发电等。但是余热蒸汽的温度压力比较低，在真空冶炼、发电等场合使用效果不稳定、效率低下，大都用在少量采暖上，使得低温低压余热蒸汽的适用场合非常有限，低温低压余热蒸汽不能广泛应用，大量的余热就得不到利用白白浪费。

发明内容

为了广泛应用低温低压余热蒸汽，使大量余热能得到充分利用，本发明的任务是提供一种从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法。它使低压蒸汽转换为高压蒸汽有了可能，应用范围进一步扩大，解决了低品位热能利用的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明根据气体膨胀规律选择膨胀管，使余热蒸汽在其管内进行膨胀，余热蒸汽动能增加、压力及温度下降，然后进入热交换器与从高压蒸汽发生器出来的低压中温余热蒸汽进行间接换热。前一部分余热蒸汽温度低吸收热量，然后在扩压管内进行扩压，其动能下降、压力及温度上升。由于这部分余热蒸汽增加了热量，其温度上升幅度大于在膨胀管内的下降幅度，最终温度高于原始温度，成为高温蒸汽。后一部分余热蒸汽温度高放出热量，由于其放出大量显热和汽化潜热，这部分余热蒸汽最终变成凝结水排放。

成为高温的余热蒸汽通过蒸汽管道进入高压蒸汽发生器，在高压蒸汽发生器中与高压给水进行间接热交换，放出热量温度降至中温蒸汽后排出。高压给水吸收热量汽化为高压蒸汽。

为了有效利用从高压蒸汽发生器排出的中温余热蒸汽，节省余热蒸汽用量，将中温余热蒸汽分成二部分：一部分进入膨胀管与膨胀过程中的余热蒸汽混合，混合后的蒸汽继续膨胀降温；另一部分进入热交换器与温度下降后的混合蒸汽进行间接热交换。

从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法目前还没有，本发明属于首创。由于高压蒸汽的用途非常广泛，使用本发明，余热蒸汽的使用率大幅度提高，大量的余热就可以得到充分利用，节能效果非常明显。

附图说明

附图是本发明的一种从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的工艺流程示意图。

具体实施方式

参看附图，本发明是一种从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的工艺，它包括膨胀管1、热交换器2、扩压管3、凝结水出口4、蒸汽管道5、高压蒸汽发生器6、高压给水进口7、高压蒸汽出口8。

膨胀管1是圆锥管结构，蒸汽在管内进行膨胀降温。膨胀管1进口端与蒸汽管道5连接，膨胀管1出口端与热交换器2膨胀蒸汽进口端连接，膨胀管1中部通过蒸汽管道5与高压蒸汽发生器6低压蒸汽出口相连；

热交换器2内设有换热管，管内通入膨胀蒸汽，管外通入加热蒸汽，管内外蒸汽可以进行热交换。热交换器2膨胀蒸汽进口端与膨胀管1出口端连接，其膨胀蒸汽出口端与扩压管3进口端连接；热交换器2加热蒸汽进口通过蒸汽管道5与高压蒸汽发生器6低压蒸汽出口相连，其下部底端与凝结水出口4连接；

扩压管3是圆锥管结构，加热后的膨胀蒸汽在管内进行扩压升温。扩压管3进口端与热交换器2膨胀蒸汽出口端连接，其出口端通过蒸汽管道5与高压蒸汽发生器6低压蒸汽进口相连；

凝结水出口4是接口短管，其两端分别于热交换器2下部底端、凝结水管道进行连接；

高压蒸汽发生器6内设有热交换管，管内外两侧分别通入低压高温蒸汽、高压给水，两者可以通过管壁进行热交换。高压蒸汽发生器6低压蒸汽进口通过蒸汽管道5与扩压管3出口端相连，其低压蒸汽出口通过蒸汽管道5分别与热交换器2加热蒸汽进口、膨胀管1中部相连；高压蒸汽发生器6下部设有高压给水进口7，其上部设有高压蒸汽出口8；

高压给水进口7是接口短管，其两端分别与高压蒸汽发生器6下部、高压给水管道进行连接；

高压蒸汽出口8是接口短管，其两端分别与高压蒸汽发生器6上部、高压蒸汽管道进行连接。

本发明从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的工作原理如下：

余热蒸汽通过蒸汽管道5进入膨胀管1进行膨胀，压力和温度不断降低，速度逐渐增大。当余热蒸汽降低到一定的压力后与从高压蒸汽发生器6出来的一部分中温低压蒸汽混合，混合后的蒸汽在膨胀管1中继续降压降温膨胀，最后以较高的流速从膨胀管1流出，然后进入热交换器2。在热交换器2内，膨胀蒸汽与直接进入的从高压蒸汽发生器6出来的另一部分中温低压蒸汽通过换热管进行间接热交换，吸收热量，然后进入扩压管3进行扩压升温。具有高速、低压、低温的膨胀蒸汽，进入扩压管3以后，速度逐渐降低，压力和温度逐步升高，最后蒸汽以较高温度从扩压管3排出，成为高温蒸汽。从高压蒸汽发生器6出来的另一部分中温低压蒸汽，进入热交换器2后，与换热管内的膨胀蒸汽进行间接热交换，放出大量显热和汽化潜热，其最后成为凝结水，从凝结水出口4排出。

从扩压管3排出的高温蒸汽，通过蒸汽管道5进入高压蒸汽发生器6。在高压蒸汽发生器6内，高温蒸汽通过热交换管加热高压给水，加热后温度降至中温从高压蒸汽发生器6排出，然后通过蒸汽管道5分别进入膨胀管1、热交换器2进行上述工作。高压给水通过高压给水进口7进入高压蒸汽发生器6，在高压蒸汽发生器6内，高压给水被高温蒸汽加热汽化成为高压蒸汽。高压蒸汽通过高压蒸汽出口8排出，然后通过高压蒸汽管道送出。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (3)

1.从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法，其特征是余热蒸汽通过蒸汽管道(5)进入膨胀管(1)进行膨胀，膨胀降压到一定的压力后与从高压蒸汽发生器(6)出来的一部分中温低压蒸汽混合，混合后的蒸汽在膨胀管(1)中继续降压降温膨胀，最后以较高的流速从膨胀管(1)流出，然后进入热交换器(2)与直接进入的从高压蒸汽发生器(6)出来的另一部分中温低压蒸汽通过换热管进行间接热交换，吸收热量后进入扩压管(3)进行扩压升温，最后以较高温度从扩压管(3)排出，成为高温蒸汽；

从高压蒸汽发生器(6)出来的另一部分中温低压蒸汽，进入热交换器(2)后，与换热管内的膨胀蒸汽进行间接热交换，放出热量后成为凝结水，从凝结水出口(4)排出；

从扩压管(3)排出的高温蒸汽，通过蒸汽管道(5)进入高压蒸汽发生器(6)，通过热交换管加热高压给水，加热后温度降至中温从高压蒸汽发生器(6)排出，然后通过蒸汽管道(5)分别进入膨胀管(1)、热交换器(2)；

高压给水通过高压给水进口(7)进入高压蒸汽发生器(6)，被高温蒸汽加热汽化成为高压蒸汽，高压蒸汽通过高压蒸汽出口(8)排出，然后经过高压蒸汽管道送出。

2.由权利要求1所述的从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法，其特征是包括膨胀管(1)、热交换器(2)、扩压管(3)、凝结水出口(4)、蒸汽管道(5)、高压蒸汽发生器(6)、高压给水进口(7)、高压蒸汽出口(8)。

3.由权利要求1所述的从低压蒸汽吸收热量获取高压蒸汽的方法，其特征是：

膨胀管(1)是圆锥管结构，膨胀管(1)进口端与蒸汽管道(5)连接，膨胀管(1)出口端与热交换器(2)膨胀蒸汽进口端连接，膨胀管(1)中部通过蒸汽管道(5)与高压蒸汽发生器(6)低压蒸汽出口相连；

热交换器(2)内设有换热管，热交换器(2)膨胀蒸汽进口端与膨胀管(1)出口端连接，其膨胀蒸汽出口端与扩压管(3)进口端连接；热交换器(2)加热蒸汽进口通过蒸汽管道(5)与高压蒸汽发生器(6)低压蒸汽出口相连，其下部底端与凝结水出口(4)连接；

扩压管(3)是圆锥管结构，扩压管(3)进口端与热交换器(2)膨胀蒸汽出口端连接，其出口端通过蒸汽管道(5)与高压蒸汽发生器(6)低压蒸汽进口相连；

凝结水出口(4)是接口短管，其两端分别与热交换器(2)下部底端、凝结水管道进行连接；

高压蒸汽发生器(6)内设有热交换管，高压蒸汽发生器(6)的低压蒸汽进口通过蒸汽管道(5)与扩压管(3)出口端相连，其低压蒸汽出口通过蒸汽管道(5)分别与热交换器(2)加热蒸汽进口、膨胀管(1)中部相连；高压蒸汽发生器(6)下部设有高压给水进口(7)，其上部设有高压蒸汽出口(8)；

高压给水进口(7)是接口短管，其两端分别与高压蒸汽发生器(6)下部、高压给水管道进行连接；

高压蒸汽出口(8)是接口短管，其两端分别与高压蒸汽发生器(6)上部、高压蒸汽管道进行连接。