CN103807846A - 真空排气加热装置及热量回收再利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空排气加热装置，包括真空泵，还包括能串接在凝结回水循环回路中且通过排气输出管与所述真空泵相连接的真空排气加热器。还提供一种利用所述真空排气加热装置进行热量回收再利用的方法，包括以下步骤：第一步，利用真空泵将凝汽器中主要含有饱和水蒸气的不凝结的低温低压气体抽排到真空排气加热器中；第二步，所述低温低压气体进入所述真空排气加热器中后压力增加，所述饱和水蒸气随着压力不断增加凝结成水，同时释放出汽化热，利用该汽化热对经过所述真空排气加热器中凝结回水回路中的凝结回水进行加热；第三步，将所述真空排气加热器中的未凝结的部分气体通过不凝结汽排放装置排出，同时将多余的凝结水排出所述真空排气加热器。

Description

真空排气加热装置及热量回收再利用的方法

技术领域

本发明涉及热力蒸汽发电设备领域，尤其涉及一种针对凝汽式热力蒸汽发电机组的真空排气系统进行热量回收的装置，还涉及到一种利用上述装置进行热量回收再利用的方法。

 

背景技术

众所周知，凝汽器是使汽轮机排汽冷却凝结成水，并在其中形成真空的热交换器，主要用于汽轮机动力装置中。凝汽器除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。所以，真空排气装置是对于凝汽器很重要的一个装置，真空排气装置排出凝汽器中不凝结的气体，保持凝汽器中的真空度，当用使用真空泵大量排出凝汽器中的空气时，就增加了凝汽器中的真空度，通常真空泵从凝汽器中抽出的物质中低温饱和水蒸气是主要的成分，该低温饱和水蒸气中含有大量的汽化热，在现有技术中，是利用真空泵将该低温饱和水蒸气直接排入大气层中，这样就将大量的热量和水分排到外界环境中，不但浪费了宝贵的热能和水，而且还有污染环境的可能。

发明内容

根据本发明提供一种真空排气加热装置，该真空排气加热装置对经由真空泵排出的气体进行回收， 利用所述气体中饱和蒸汽凝结成水时所释放出的汽化热来加热冷凝回水，从而达到对由真空泵抽出的低温饱和水蒸气的回收再利用的目的，既节省了能量消耗和水的消耗，同时也降低了对周围环境进行污染的风险。

上述真空排气加热装置的技术解决方案是：一种真空排气加热装置包括真空泵，还包括能串接在凝结回水循环回路中且通过排气输出管与所述真空泵相连接的真空排气加热器。

所述真空排气加热器包括罐体、设置在所述罐体上的凝结回水出口与凝结回水入口、设置在所述罐体内且两端分别连接所述凝结回水出口与凝结回水入口的凝结回水管路、与所述罐体连接的不凝结器排放装置、设置在所述罐体底部的排水管路和设置在该排水管路上的节流阀。

对上述技术方案的进一步改进为：还包括利用所述罐体内的高温凝结水对所述凝结回水管路进行喷淋的循环喷淋装置。

所述循环喷淋装置包括于所述罐体底部与所述节流阀之间设置在所述排水管路上的输水泵、设置在所述罐体内顶端的喷淋喷头以及连接该喷淋喷头和所述输水泵与所述节流阀之间的排水管路的循环喷淋管。

上述喷淋喷头的数量优选为4个。该喷淋喷头的数量可根据实际工况所需进行灵活的增加或减少。

对上述技术方案的再进一步的改进为：所述排水管路的出水端接入所述凝结回水循环回路中。这样，不但回收再利用了热量，同时也回收再利用了水。

根据本发明，还提供一种热量回收再利用的方法，其包括以下步骤：

第一步，利用真空泵将凝汽器中主要含有饱和水蒸气的不凝结的低温低压气体抽排到真空排气加热器中，从而增加凝结器的真空度；

第二步，所述低温低压气体进入所述真空排气加热器中后压力增加，所述饱和水蒸气随着压力不断增加凝结成水，同时释放出汽化热，利用该汽化热对经过所述真空排气加热器中凝结回水回路中的凝结回水进行加热；

第三步，将所述真空排气加热器中的未凝结的部分气体通过不凝结汽排放装置排出，同时将多余的凝结水排出所述真空排气加热器。

对上述热量回收再利用方法技术方案的更进一步的改进在于：在所述第二步之后增加利用所述真空排气加热器中的高温凝结水对所述凝结回水回路中的凝结回水进行循环喷淋加热的步骤。

上述循环喷淋加热的步骤会加快汽液在罐体内的扰动，提高水这种不良导体与进行加热的热交换管网进行热交换的效率。

根据本发明，将通过真空泵排出的热量和水回收再利用，利用所收集的凝结水和汽化热来加热返回锅炉工作的凝结回水，从而减少凝结回水循环回路中低压加热器的热量消耗和水的消耗。

另一方面，可加大真空泵的使用，进一步提高凝汽器的真空度，或者在等同凝汽器真空度的情况下把很多由汽轮机排出的蒸汽在未凝结之前抽排到外面，此时被抽排的气体主要是水蒸气，也就是将本来由凝汽器（冷却系统）带走的大量汽化热直接压入到真空排气加热器中，这样，此真空泵其实就变成了一个热泵，热泵的特点就是将蒸汽状态的热量通过抽排搬运到一个容器里面，或者到达另外一个空间内，把携带大量热比的热量散发出来，因此所抽的水蒸气里面含有大量的热，此时的真空泵就是一个典型的热泵的应用。所以加大真空泵就不单单是增大凝汽器的真空度，而是加大了热量搬运的一个技术效果，充分利用所搬运过来的热量，在保持了凝汽器工作的同时又搬运了大量的热量。即通过真空泵的运用来回收凝汽器中所散失的大量的热量，进行热能的充分的利用。

 

附图说明

图1为根据本发明实施例真空排气加热装置所适用系统的连接示意图；

图2为根据本发明实施例真空排气加热器的示意简图。

 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，在凝汽式热力蒸汽发电系统中包含一种真空排气加热装置10，该真空排气加热装置10包括真空泵11，还包括能串接在凝结回水循环回路20中且通过排气输出管7与所述真空泵11相连接的真空排气加热器12。所述真空泵11与上述系统中的凝汽器连接，用于抽排凝汽器中的气体和水蒸气，增加凝汽器中的真空度。

如图2所示，所述真空排气加热器12包括罐体1、设置在所述罐体1上的凝结回水出口2与凝结回水入口3、设置在所述罐体1内且两端分别连接所述凝结回水出口2与凝结回水入口3的凝结回水管路9、与所述罐体1连接的不凝结器排放装置8、设置在所述罐体1底部的排水管路22和设置在该排水管路22上的节流阀5。所述节流阀5的作用是保持罐体1里面液面水位不要太高或太低，当罐体1中存储的多余水量太大时，就打开节流阀5利用输水泵提供的压力将新生成的凝结水量排出。

还包括利用所述罐体1内的高温凝结水对所述凝结回水管路9进行喷淋的循环喷淋装置30。

所述循环喷淋装置30包括于所述罐体1底部与所述节流阀5之间设置在所述排水管路22上的输水泵4、设置在所述罐体1内顶端的喷淋喷头31以及连接该喷淋喷头31和所述输水泵4与所述节流阀5之间的排水管路22的循环喷淋管6。这样能形成一个比较好的回路，让水分或喷雾的水汽能充分的吸收经由排气输出管7过来的真空排气在达到一个大气压时释放的凝结水的汽化热，并且通过喷雾的水的流动尽可能好效果的将热量传递给凝结回水管路9中的凝结回水。

上述喷淋喷头31的数量优选为4个。所述排水管路22的出水端接入所述凝结回水循环回路20中。

根据本发明，另一实施例为一种利用上述真空排气加热装置10进行热量回收再利用的方法，其包括以下步骤：

第一步，利用真空泵11将凝汽器中主要含有饱和水蒸气的不凝结的低温低压气体经由排气输出管7抽排到真空排气加热器12中，从而增加凝结器的真空度；

第二步，所述低温低压气体进入所述真空排气加热器12中后压力增加，所述饱和水蒸气随着压力不断增加凝结成水，同时释放出汽化热，利用该汽化热对经过所述真空排气加热器12中凝结回水循环回路20中的凝结回水进行加热，达到回收热量再利用的目的；

第三步，将所述真空排气加热器12中的未凝结的部分气体通过不凝结汽排放装置8排出，同时将多余的凝结水通过排水管路22 排出所述真空排气加热器。

根据本发明，还有一实施例对上述方法进行改进，即在上述第二步之后增加利用所述真空排气加热器12中的高温凝结水通过循环喷淋装置30对所述凝结回水循环回路20中的凝结回水进行循环喷淋加热的步骤。

本发明所提供的实施例中，在真空泵抽真空过程中，接近0.1个大气压（即在凝汽器工作压力为10千帕左右的情况下）下的饱和蒸汽的温度约为40度，当通过真空泵将饱和蒸汽排入大气层时，其外界大气压力为1个大气压，真空泵正常工作时的压差也就是一个大气压与0.1个大气压之间的压差。现在利用本发明提供的真空排气加热装置将所排放的气体收集起来，在真空排气加热器罐体中达到一个大气压时，此时饱和蒸汽的压力是一个大气压，饱和蒸汽的温度也最终达到100度（摄氏度），如低于100度，则该饱和蒸汽凝结成水，同时放出大量的汽化热，在放出汽化热时，随着压力的不断增加，其中温度最终会达到100度，也就是说在10千帕左右压力下的约40度左右的饱和水蒸气在进入真空排气加热罐体后经过释放汽化热使罐体内温度升高到100度，达到并保持在1个大气压。因为高于一个大气压的部分，即没有凝结的那部分水分、空气就从不凝结气排放装置以接近于一个大气压的压力排放出去。这样在不增加真空泵做功的前提下获得了低压饱和蒸汽的回收再利用的良好技术效果。

如果提高真空泵的性能，相应地可适当提高在不凝结气排放装置处的排气压力，这样可使得真空排气加热罐体中的温度能进一步的升高。上述情况可根据实际需要，在考虑真空泵工作效率与经济性比率的基础上，在实践中可综合各种情况进行相应的调整。

以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种真空排气加热装置，包括真空泵，其特征在于:还包括能串接在凝结回水循环回路中且通过排气输出管与所述真空泵相连接的真空排气加热器。

2.根据权利要求1所述的真空排气加热装置，其特征在于:所述真空排气加热器包括罐体、设置在所述罐体上的凝结回水出口与凝结回水入口、设置在所述罐体内且两端分别连接所述凝结回水出口与凝结回水入口的凝结回水管路、与所述罐体连接的不凝结器排放装置、设置在所述罐体底部的排水管路和设置在该排水管路上的节流阀。

3.根据权利要求2所述的真空排气加热装置，其特征在于:还包括利用所述罐体内的高温凝结水对所述凝结回水管路进行喷淋的循环喷淋装置。

4.根据权利要求3所述的真空排气加热装置，其特征在于:所述循环喷淋装置包括于所述罐体底部与所述节流阀之间设置在所述排水管路上的输水泵、设置在所述罐体内顶端的喷淋喷头以及连接该喷淋喷头和所述输水泵与所述节流阀之间的排水管路的循环喷淋管。

5.根据权利要求4所述的真空排气加热装置，其特征在于:所述喷淋喷头的数量为4个。

6.根据权利要求2所述的真空排气加热装置，其特征在于:所述排水管路的出水端接入所述凝结回水循环回路中。

7.一种热量回收再利用的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，利用真空泵将凝汽器中主要含有饱和水蒸气的不凝结的低温低压气体抽排到真空排气加热器中，从而增加凝结器的真空度；

第二步，所述低温低压气体进入所述真空排气加热器中后压力增加，所述饱和水蒸气随着压力不断增加凝结成水，同时释放出汽化热，利用该汽化热对经过所述真空排气加热器中凝结回水回路中的凝结回水进行加热；

第三步，将所述真空排气加热器中的未凝结的部分气体通过不凝结汽排放装置排出，同时将多余的凝结水排出所述真空排气加热器。

8.根据权利要求7所述的热量回收再利用的方法，其特征在于：在所述第二步之后增加利用所述真空排气加热器中的高温凝结水对所述凝结回水回路中的凝结回水进行循环喷淋加热的步骤。

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