CN103742331A - 一种内燃机车蒸汽换热加温设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机车蒸汽换热加温设备，包括：蒸汽循环管路、水循环管路、换热器、减温器、控制器；其中，蒸汽循环管路包括蒸汽进气管、电动调压阀以及蒸汽出气管；蒸汽进气管与外部的蒸汽管路连通，在蒸汽进气管上安装有电动调压阀，电动调压阀在控制器的控制下开启或闭合；蒸汽进气管与减温器连通，蒸汽进气管最终连接到换热器的进气口；换热器的出气口与蒸汽出气管连通；水循环管路包括水箱、进水管、循环水泵、加热循环支路、回水管以及补水泵；进水管与减温器连通，一端连通到换热器的进水口，换热器的出水口通过管路连接到加热循环支路的入口；加热循环支路的出口与回水管连通；进水管与回水管首尾连通，形成一闭合回路。

Description

一种内燃机车蒸汽换热加温设备

技术领域

本发明涉及内燃机车维护领域，特别涉及一种内燃机车蒸汽换热加温设备。

背景技术

在我国北方地区，冬季由于环境温度较低，内燃机车在待机时为了保证机车油水温度保持在机车正常运用的要求温度以上，或者长时间停用时为了避免由于管路冰冻而产生机破事故，必须想办法进行机车油水的升温操作。目前最常用的办法就是机车停用但不停机，通过机车保持运作状态来确保油水温度在规定的范围之内。该方法存在的问题主要有：

1、消耗大量的燃油和润滑油，产生高额的燃料消耗费用；

2、大量燃油的燃烧对环境污染严重；

3、机车起机升温，产生噪音污染，对附近的人员工作生活带来影响；

4、机车在非作业状态下长时间起机运行，使机车的有效利用率降低，机车维修维护成本提高。

发电厂、炼钢厂等大型企业在生产过程中会产生大量的余热余能，若能将这些余热余能作为机车加温的热源，必将能够提高能源的利用效率，减少燃料消耗和环境污染，节约成本。但在现有技术中尚不存在利用生产余热保养处于待机状态或停用状态内燃机车的相关设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中尚不存在利用生产余热保养处于待机状态或停用状态内燃机车的相关设备的缺陷，从而提供一种内燃机车蒸汽换热加温设备。

为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机车蒸汽换热加温设备，包括：蒸汽循环管路、水循环管路、换热器1、减温器2、控制器3；其中，

所述蒸汽循环管路包括蒸汽进气管41、电动调压阀42以及蒸汽出气管43；所述蒸汽进气管41与外部的蒸汽管路连通，在所述蒸汽进气管41上安装有电动调压阀42，所述电动调压阀42在所述控制器3的控制下开启或闭合；所述蒸汽进气管41的某一中间位置与用于降低蒸汽温度的减温器2连通，所述蒸汽进气管41最终连接到所述换热器1的进气口11；所述换热器1的出气口12与所述蒸汽出气管43连通；

所述水循环管路包括水箱51、进水管52、循环水泵53、加热循环支路54、回水管55以及补水泵56；所述进水管52的某一中间位置与所述减温器2连通，其一端连通到换热器1的进水口13，所述换热器1的出水口14通过一管路连接到加热循环支路54的入口；所述加热循环支路54的出口与回水管55连通；所述进水管52与回水管55首尾连通，形成一闭合回路；所述进水管52上还通过补水泵56与水箱51连通，以在必要的时候补充水循环管路中的水；在所述进水管52或回水管55中安装有循环水泵53，通过循环水泵53带动水在水循环管路中的流动。

上述技术方案中，在所述水循环管路中还设置有用于排除水循环管路中空气的自动排气阀。

上述技术方案中，在所述水循环管路中的回水管55上还设置有用来抑制管路中的水压变化的膨胀罐57。

上述技术方案中，所述换热器1包括进气口11、出气口12、进水口13与出水口14，其中的进气口11、出气口12同属于一条连通管路，所述进水口13、出水口14同属于另一条连通管路；这两条连通管路之间相互隔离，在这两条连通管路中流动的蒸汽对水做传导换热。

上述技术方案中，所述换热器1为板式换热器。

上述技术方案中，所述控制器3与电动调压阀42配合，对蒸汽的输入量进行调整；包括：在水循环管路中设置若干个温度传感器，所述温度传感器所采集的温度信息传输到所述控制器，所述控制器根据该温度信息发出控制指令到电动调压阀42，通过控制电动调压阀42的阀口开闭或阀口打开程度来调整蒸汽的输入量。

上述技术方案中，所述控制器3与补水泵56配合，实现对水循环管路中的水量补充过程；包括：在水循环管路中设置若干个压力传感器，当压力传感器检测到水循环管路中的水压降低时，控制器控制补水泵56运转，从所述水箱51中抽水补入水循环管路，当水压达到指定值后，补水泵56停止运转。

上述技术方案中，所述加热循环支路54有多条，所述多条加热循环支路采用并联式安装方式。

本发明的优点在于：

1、本发明利用冶金企业生产过程中的余热余能作为机车加温的热源，能够有效降低能耗。

2、本发明通过减温器和换热器的组合使用，能够有效提高蒸汽热量的吸收利用率。

3、本发明通过调压阀与控制器的应用能够实现高炉余热的节约利用。

附图说明

图1是本发明的内燃机车蒸汽换热加温设备在一个实施例中的结构示意图。

图面说明

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明的内燃机车蒸汽换热加温设备能够利用企业在生产过程中所得到的余热对内燃机车进行加温。

参考图1，在一个实施例中，本发明的内燃机车蒸汽换热加温设备包括：蒸汽循环管路、水循环管路、换热器1、减温器2、控制器3；其中，

所述蒸汽循环管路包括蒸汽进气管41、电动调压阀42以及蒸汽出气管43；所述蒸汽进气管41与外部的蒸汽管路连通，在所述蒸汽进气管41上安装有电动调压阀42，所述电动调压阀42在所述控制器3的控制下开启或闭合；所述蒸汽进气管41的某一中间位置与用于降低蒸汽温度的减温器2连通，所述蒸汽进气管41最终连接到换热器1的进气口11；所述换热器1的出气口12与所述蒸汽出气管43连通，通过蒸汽出气管43将蒸汽凝结水和部分蒸汽引入到机车清洁整备用水箱，回收蒸汽凝结水并利用蒸汽凝结水的余温，加热水箱中的存水。

所述水循环管路包括水箱51、进水管52、循环水泵53、加热循环支路54、回水管55以及补水泵56；所述进水管52的某一中间位置与减温器2连通，其一端连通到换热器1的进水口13，所述换热器1的出水口14通过一管路连接到加热循环支路54的入口；所述加热循环支路54的出口与回水管55连通；所述进水管52与回水管55首尾连通，形成一闭合回路；所述进水管52上还通过补水泵56与水箱51连通，以便在必要的时候补充水循环管路中的水；在所述进水管52或回水管55中安装有循环水泵53，通过循环水泵53带动水在水循环管路中的流动。

下面对本发明中的各个部件做进一步的说明。

换热器1包括进气口11、出气口12、进水口13与出水口14，其中的进气口11、出气口12同属于一条连通管路，所述进水口13、出水口14同属于另一条连通管路。这两条连通管路之间相互隔离，在这两条连通管路中流动的蒸汽可对水做传导换热。在本实施例中，所述换热器1为板式换热器，在其他实施例中也可换用其他类型的换热器。

所述减温器2用于降低高温蒸汽的温度以及升高待加温的水的温度。工业生产所产生的蒸汽通常温度很高，如炼钢厂中的高炉余热回收后的蒸汽温度在160℃左右，若直接通过板式换热器换热存在两个问题，一是板式换热器内部的橡胶密封件无法承受如此高的温度，导致板式换热器的损坏；二是如此高温的蒸汽通过板式换热器时蒸汽的热量无法充分释放，导致能源的浪费。为了保护蒸汽换热设备的稳定性和不造成热源的浪费，本发明中使用减温器2对高温蒸汽降温和待加温水源的一次升温，蒸汽通过减温器2后温度降低到120℃，而需升温的水通过减温器后，吸收蒸汽的热量，实现第一次升温，水通过减温器后再进入换热器1，在换热器1内实现第二次升温。

所述控制器3用于对蒸汽循环管路中的蒸汽输入量进行调整，还用于对水循环管路中的水量补充过程进行控制。

所述控制器3与电动调压阀42配合，对蒸汽的输入量进行调整。水循环管路中可设置若干个温度传感器，所述温度传感器所采集的温度信息传输到所述控制器3，所述控制器3根据该温度信息发出控制指令到电动调压阀42，通过控制电动调压阀42的阀口开闭或阀口打开程度来调整蒸汽的输入量。例如，设定水循环管路中待加热水的温度低于40℃时，电动调节阀42处于全开位，保证水循环管路中的水能够快速加温，当温度上升并高于40℃后，电动调节阀42随着温度的升高逐步缩小阀口开度，当待加热的水温度达到90℃时，此时水循环管路中的水已经达到额定温度，电动调节阀42完全关闭以节约蒸汽。当水循环管路中的水的温度低于90℃时，电动调节阀42又可在控制器3的控制下，根据水温自动调节阀口开度，从而使水循环管路中的水温能够稳定在规定的温度范围内。通过控制器3与电动调压阀42的上述配合，可实现对余热能源的节约利用。

所述控制器3与补水泵56配合，实现对水循环管路中的水量补充过程。水循环管路中可设置若干个压力传感器，当压力传感器检测到水循环管路中的水压降低时，控制器3控制补水泵56运转，从所述水箱51中抽水补入水循环管路，当水压达到指定值后，补水泵56停止运转。补水泵56不仅可以起到补充循环水的作用，还能够起到稳定水循环管路水压的作用。

所述加热循环支路54可以有多条，在本实施例中，所述加热循环支路有六条，如图1中所示，这六条支路采用并联式安装方式，该安装方式可以减少各条支路压力不均现象的发生，还能减小发生水压波动状况。

以上是对本发明的内燃机车蒸汽换热加温设备的一种实现方式的描述。在其他实施例中，本发明的内燃机车蒸汽换热加温设备还可以有其他改进。例如，在一个实施例中，在水循环管路中还设置有自动排气阀，该自动排气阀能够及时排除水循环管路中的空气，避免由于空气的存在所产生的冲击和振动。在又一个实施例中，水循环管路中的回水管55上还设置有膨胀罐57，通过膨胀罐57来抑制管路中的水压变化，从而起到平衡水压的作用。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，包括：蒸汽循环管路、水循环管路、换热器（1）、减温器（2）、控制器（3）；其中，

所述蒸汽循环管路包括蒸汽进气管（41）、电动调压阀（42）以及蒸汽出气管（43）；所述蒸汽进气管（41）与外部的蒸汽管路连通，在所述蒸汽进气管（41）上安装有电动调压阀（42），所述电动调压阀（42）在所述控制器（3）的控制下开启或闭合；所述蒸汽进气管（41）的某一中间位置与用于降低蒸汽温度的减温器（2）连通，所述蒸汽进气管（41）最终连接到所述换热器（1）的进气口（11）；所述换热器（1）的出气口（12）与所述蒸汽出气管（43）连通；

所述水循环管路包括水箱（51）、进水管（52）、循环水泵（53）、加热循环支路（54）、回水管（55）以及补水泵（56）；所述进水管（52）的某一中间位置与所述减温器（2）连通，其一端连通到换热器（1）的进水口（13），所述换热器（1）的出水口（14）通过一管路连接到加热循环支路（54）的入口；所述加热循环支路（54）的出口与回水管（55）连通；所述进水管（52）与回水管（55）首尾连通，形成一闭合回路；所述进水管（52）上还通过补水泵（56）与水箱（51）连通，以在必要的时候补充水循环管路中的水；在所述进水管（52）或回水管（55）中安装有循环水泵（53），通过循环水泵（53）带动水在水循环管路中的流动。

2.根据权利要求1所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，在所述水循环管路中还设置有用于排除水循环管路中空气的自动排气阀。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，在所述水循环管路中的回水管（55）上还设置有用来抑制管路中的水压变化的膨胀罐（57）。

4.根据权利要求1或2或3所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，所述换热器（1）包括进气口（11）、出气口（12）、进水口（13）与出水口（14），其中的进气口（11）、出气口（12）同属于一条连通管路，所述进水口（13）、出水口（14）同属于另一条连通管路；这两条连通管路之间相互隔离，在这两条连通管路中流动的蒸汽对水做传导换热。

5.根据权利要求4所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，所述换热器（1）为板式换热器。

6.根据权利要求1或2或3所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，所述控制器（3）与电动调压阀（42）配合，对蒸汽的输入量进行调整；包括：在水循环管路中设置若干个温度传感器，所述温度传感器所采集的温度信息传输到所述控制器，所述控制器根据该温度信息发出控制指令到电动调压阀（42），通过控制电动调压阀（42）的阀口开闭或阀口打开程度来调整蒸汽的输入量。

7.根据权利要求1或2或3所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，所述控制器（3）与补水泵（56）配合，实现对水循环管路中的水量补充过程；包括：在水循环管路中设置若干个压力传感器，当压力传感器检测到水循环管路中的水压降低时，控制器控制补水泵（56）运转，从所述水箱（51）中抽水补入水循环管路，当水压达到指定值后，补水泵（56）停止运转。

8.根据权利要求1或2或3所述的内燃机车蒸汽换热加温设备，其特征在于，所述加热循环支路（54）有多条，所述多条加热循环支路采用并联式安装方式。

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