CN104085941A - 冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，承压缓冲罐设有位于上层的第一、三进水管和位于下层的第二、四进水管；混合冷凝水分别通过第三、四换热器与合成氨除盐水、变换除盐水间接换热后分别接入第二、四进水管，合成氨除盐水和变换除盐水通过第三、四换热器换热后分别接入第一、三进水管；缓冲罐乏汽进入第一换热器被冷却成为缓冲罐乏汽冷凝水经冷凝水收集罐和第二水泵补入承压缓冲罐，同时不凝性气体排放；缓冲罐出水由第一水泵送入高压除氧器，除氧箱排水管经第三水泵接入锅炉补水管；承压缓冲罐的内腔中下部安装有强制混合叶轮，承压缓冲罐底板连接有排污管。该装置冷凝水余热利用率高且运行可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，可用于碱厂生产线产生的高温冷凝水和经加热的除盐水的回收。
背景技术
为防止热力设备及其管道腐蚀，并防止不凝性气体混入蒸汽而降低蒸汽品质，必须除去溶解在锅炉补水中的溶解氧及其它不凝性气体，往往通过除氧器来实现。根据亨利定律和道尔顿定律，对于溶解于水中的各种气体，在一定的压力下，水的温度越高，溶解度越低；或者在一定的压力下，气体的分压力越低，该气体的溶解度越低。热力除氧就是把锅炉补水加热到相应的压力下的饱和温度时，蒸汽分压力将接近于水面上全压力，溶于水中的各种气体的分压力接近于零，因此，水就不具有溶解气体的能力，溶于水中的气体就被析出，从而清除水中的氧和其他气体。热力除氧器包括除氧头和除氧箱，除氧头位于除氧箱上部，除氧头的侧壁上部连接有除氧头进水管，除氧头的侧壁下部连接有除氧蒸汽管，除氧头的顶部连接有除氧头排汽管，除氧箱的下部连接有除氧箱排水管。
碱厂生产线中，因大量使用蒸汽会产生很多冷凝水，如煅烧炉冷凝水、流化床冷凝水和干铵冷凝水等，冷凝水经闪蒸利用后的温度仍有135℃~155℃。此外，合成氨及变换工序会使用大量的除盐水作为间接冷却水，经加热后的合成氨冷却除盐水的温度约60℃~80℃，经加热的变换冷却除盐水的温度约60℃~95℃。因产生的冷凝水和冷却除盐水的温度较高，水质又符合锅炉补水的要求，各碱厂往往将以上蒸汽冷凝水和冷却除盐水回收至大气式除氧器的除氧箱中，再由除氧箱通过水泵送至锅炉作为锅炉补水。
以上回收方式存在如下不足之处：1. 除氧器为大气式，工作温度约104℃，而冷凝水和除盐水混合后的实际温度远远超过104℃，故超过部分只能通过除氧头和与除氧器连通的闪蒸罐大量冒空，浪费大量余热资源和水资源。2. 冷凝水和除盐水温差大，通过直接混合传热，热量很难在瞬间达到平衡，故除氧箱内容易产生热爆，影响设备安全运行。3. 锅炉补水的间歇性与冷凝水产生的连续性存在矛盾：当锅炉不补水或补水量不大时，煅烧炉冷凝水进除氧器的阀门开度较小，系统憋压，煅烧炉排冷凝水不畅；当锅炉大量补水时，煅烧炉冷凝水进除氧器的阀门开度大，系统背压降低，煅烧炉蒸汽串至除氧器，加剧余热的排放。4. 除氧箱容积有限，不能在锅炉单元和生产单元之间形成有效缓冲。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，冷凝水余热利用率高且可以确保锅炉补水的波动不影响用汽单元的正常运行。
为解决以上技术问题，本发明的一种冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，135℃~155℃的煅烧炉冷凝水、流化床冷凝水和干铵冷凝水分别进入煅烧炉冷凝水管、流化床冷凝水管和干铵冷凝水管，60℃~80℃的合成氨冷却除盐水进入合成氨除盐水管，60℃~95℃的变换冷却除盐水进入变换除盐水管；所述煅烧炉冷凝水管、流化床冷凝水管和干铵冷凝水管分别接入冷凝水集水管，还包括第三换热器、第四换热器和封闭的承压缓冲罐，所述承压缓冲罐的圆周上垂直连接有第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管，所述第一进水管和第三进水管的管口相对且高度方向上相互错开，所述第二进水管与第四进水管的管口相对且高度方向上相互错开，所述第一进水管和第三进水管的高度高于所述第二进水管与第四进水管；所述冷凝水集水管的出口分别与所述第三换热器的第三换热器混合冷凝水进口和第四换热器的第四换热器混合冷凝水进口连接，所述第三换热器的第三换热器混合冷凝水出口与所述第二进水管相连接，所述第四换热器的第四换热器混合冷凝水出口与所述第四进水管相连接；所述合成氨除盐水管与所述第三换热器的第三换热器合成氨除盐水进口连接，所述第三换热器的第三换热器合成氨除盐水出口与所述第一进水管连接，所述变换除盐水管与第四换热器变换除盐水进口连接，所述第四换热器的第四换热器变换除盐水出口与所述第三进水管连接；所述承压缓冲罐的顶壁中部连接有缓冲罐排汽管，所述缓冲罐排汽管上由下往上依次安装有逆止阀和第一控制阀；所述第一控制阀的出口与第一换热器的第一换热器缓冲罐乏汽进口连接，所述第一换热器的第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口与冷凝水收集罐的缓冲罐乏汽冷凝水进水管连接，所述冷凝水收集罐的冷凝水收集罐出水管与第二水泵的入口连接，所述第二水泵的出口管接入所述承压缓冲罐中；所述第一换热器的第一换热器循环冷却水进口和第一换热器循环冷却水出口分别与外部的循环冷却水管连接构成循环，第一换热器循环冷却水进口的入口管道上安装有第三控制阀，第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口的出口管上安装有竖直向上伸出的第一不凝性气体排放管；所述承压缓冲罐中设有开口向上的缓冲罐出水管，所述缓冲罐出水管的下端穿过承压缓冲罐的底板与第一水泵的入口连接，所述第一水泵的出口经第五控制阀接入高压除氧器的除氧头进水管，所述高压除氧器的除氧箱排水管接入第三水泵的入口，所述第三水泵的出口接入锅炉补水管，外部蒸汽通过第四控制阀接入除氧蒸汽管，所述高压除氧器的除氧头顶部连接有排放除氧乏汽和不凝性气体的除氧头排汽管；所述承压缓冲罐的底板上设有排污口，所述排污口与排污管连接，所述排污管上安装有第二控制阀；所述承压缓冲罐的内腔中下部安装有强制混合叶轮，所述强制混合叶轮固定连接在强制混合叶轮轴上，所述强制混合叶轮轴垂直向下穿过承压缓冲罐的底板且与承压缓冲罐底板之间实现密封，所述强制混合叶轮轴的下端连接有强制混合叶轮驱动电机。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：⑴煅烧炉冷凝水、流化床冷凝水和干铵冷凝水首先进入冷凝水集水管成为混合冷凝水，混合冷凝水、合成氨冷却除盐水和变换冷却除盐水分别进入承压缓冲罐中，混合后从缓冲罐出水管排出，由第一水泵送入高压除氧器进行深度除氧，以满足高压锅炉对含氧量的要求；除氧头水汽混合产生的除氧乏汽和水中溢出的氧气等不凝性气体从除氧头顶部的除氧头排汽管排出。⑵承压缓冲罐可以承受一定压力并且水位可以在较大范围内调整，可以弥补锅炉补水的间歇性与冷凝水产生的连续性之间的矛盾，在用汽单元与锅炉补水系统之间形成隔离和缓冲，确保锅炉补水的波动不影响用汽单元的正常运行，避免当锅炉补水量小时，冷凝水管网背压高，煅烧炉、流化床及干铵系统出现憋压排冷凝水不畅；也避免了当锅炉大量补水时，冷凝水管网背压低，煅烧炉及流化床系统的蒸汽串至除氧器，加剧余热的排放。⑶合成氨冷却除盐水和变换冷却除盐水的温度稍低且含有氧气等不凝性气体，混合冷凝水温度高且不含氧气等不凝性气体，合成氨冷却除盐水、变换冷却除盐水与混合冷凝水混和后温度上升，且承压缓冲罐工作压力为承压缓冲罐混合水温度对应的饱和压力，氧气及其它不凝性气体的分压力接近于零，溶解度接近于零，溢出承压缓冲罐水面后随缓冲罐乏汽从缓冲罐排汽管排出，实现一级除氧；经过一级除氧的水由缓冲罐出水管排出经第一水泵和第五控制阀送入高压除氧器的除氧头进水管，外部蒸汽从除氧蒸汽管和第四控制阀进入除氧头对进水进行二级除氧，除氧头水汽混合产生的除氧乏汽和氧气等不凝性气体从除氧头排汽管排出，经过二级除氧的水由第三水泵送入锅炉作为锅炉补水。⑷缓冲罐排汽管上的逆止阀可以确保大气不会倒灌至承压缓冲罐中，防止引入外界氧气。⑸第一控制阀通过控制缓冲罐乏汽的排放量，使承压缓冲罐内维持一定的压力，以便充分吸纳冷凝水和除盐水的热量，减少缓冲罐乏汽排放及热量的损失，既节能又环保。⑹提高了锅炉补水温度，降低了单位蒸汽煤耗。⑺温度相对较低、密度较高的合成氨冷却除盐水和变换冷却除盐水从位置较高的第一进水管和第三进水管进入，温度相对较高、密度较低的混合冷凝水从位置较低的第二进水管与第四进水管进入承压缓冲罐，可以在承压缓冲罐内形成自然对流，促进充分换热。⑻随着工作时间的增加，承压缓冲罐底部会积聚一定的杂质，水质会下降，此时可以打开第二控制阀，从排污管排出水质变差的水，确保锅炉补水水质。⑼135℃~155℃的煅烧炉冷凝水、135℃~155℃的流化床冷凝水和135℃~155℃的干铵冷凝水首先分别进入冷凝水集水管进行混合，混合冷凝水再分别进入第三换热器和第四换热器与60℃~80℃的合成氨除盐水和60℃~95℃的变换除盐水进行间接换热，混合冷凝水的温度降低，合成氨除盐水和变换除盐水的温度升高，缩小了混合冷凝水与除盐水的温差，使承压缓冲罐内的温度场更加均匀，避免热爆的发生；⑽当合成氨冷却除盐水、变换冷却除盐水与混合冷凝水的温差较大时，仅靠自然换热，罐内温度仍然很难分布均匀，容易在承压缓冲罐内形成温度差，此时开启强制混合叶轮对罐内储水进行强制混合，促进罐内温度分布的均匀性；⑾承压缓冲罐排放的缓冲罐乏汽进入第一换热器被循环冷却水间接冷却后冷凝成缓冲罐乏汽冷凝水进入冷凝水收集罐中，由第二水泵补入承压缓冲罐，回收了缓冲罐乏汽所携带的大部分水和部分热量。⑿缓冲罐乏汽冷凝后，随缓冲罐乏汽排出的氧气等不凝性气体仍为气态，从第一不凝性气体排放管排出；不凝性气体密度小，第一不凝性气体排放管竖直向上伸出利于不凝性气体的排放。
作为本发明的优选方案，所述第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管位于承压缓冲罐内的管口分别连接有沿水平面及承压缓冲罐的内圆周壁延伸的环形布水管，各所述环形布水管的中下部分别均匀分布有向承压缓冲罐的轴线射流的喷射孔，各所述喷射孔的轴线与水平面成30°~45°夹角且分别与承压缓冲罐的轴线相交。每路进水均通过布置了喷射孔的罐内环形管出水，水流自喷射孔向斜下方喷出，以抛物状与罐内水体接触，延长了与罐内水体的接触时间，实现充分换热，避免热爆。
作为本发明的优选方案，所述承压缓冲罐的内腔底部安装有扰动叶轮，所述扰动叶轮固定连接在扰动叶轮轴上，所述扰动叶轮轴垂直向下穿过承压缓冲罐的底板且与承压缓冲罐底板之间实现密封，所述扰动叶轮轴的下端连接有扰动叶轮驱动电机；所述扰动叶轮轴偏离所述承压缓冲罐的轴线，所述承压缓冲罐的底板内壁安装有涡流挡板，所述涡流挡板垂直于底板且沿底板直径方向延伸。当需要排污时，杂质往往积聚在承压缓冲罐的底部，很难随水流排出，此时开启扰动叶轮使底部水流转动可以将杂质漾起；如果水流呈稳定的环流状态，则对杂质的扰动效果不够好，本发明的扰动叶轮轴偏离承压缓冲罐的轴线，可以避免使水流呈现稳定的环流状态；底板内壁安装的涡流挡板更加可以彻底破坏环流，使水流出现湍流状态，更利于杂质的扰动与排出。
作为本发明的优选方案，所述排污口设有多个，分为内圈排污口和外圈排污口两组，各内圈排污口均匀分布在离承压缓冲罐轴线较近的圆周上，各外圈排污口均匀分布在离承压缓冲罐轴线较远的圆周上，各内圈排污口与各外圈排污口分布在底板的不同直径上。在底板的多个方位上分布更多的排污口，可以提高排污效率，减少排水量。
作为本发明的优选方案，所述内圈排污口和外圈排污口各设有四个，各内圈排污口所在直径与相邻的外圈排污口所在直径之间的夹角为45°。内圈排污口与外圈排污口在圆周方向上错开排列，在以承压缓冲罐轴线为中心向外辐射的八个方向均设有排污口，可以使排污更加均匀合理，效果更好，在最短的时间内排除尽量多的污物，减少排水量。
作为本发明的优选方案，所述承压缓冲罐的内腔底部安装有采样管，所述采样管伸出承压缓冲罐外且与采样冷却器相连接，所述采样冷却器的出口管路上安装有在线电导率检测仪和在线Ph值检测仪。可以实时检测罐内混合水的电导率和Ph值。
作为本发明的优选方案，所述在线电导率检测仪和在线Ph值检测仪的信号线分别接入PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第二控制阀的控制线相连接；当PLC控制器检测到在线电导率检测仪提供的电导率大于设定值或在线Ph值检测仪提供的Ph值超过设定范围时控制第二控制阀打开，当PLC控制器检测到在线电导率检测仪提供的电导率小于设定值且在线Ph值检测仪提供的Ph值在设定范围内时控制第二控制阀关闭。PLC控制器可以根据在线电导率检测仪提供的电导率和在线Ph值检测仪提供的Ph值，自动控制扰动叶轮和第二控制阀的启闭，提高系统的自动化水平。
作为本发明的优选方案，所述第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管上分别安装有温度传感器和流量计，所述承压缓冲罐的液相空间的不同方位和不同高度共安装有多个温度传感器，所述承压缓冲罐的气相空间安装有压力传感器。温度传感器可以检测出各进水管和承压缓冲罐的水温，流量计可以测量出各进水管的实际流量。
作为本发明的优选方案，所述压力传感器、各所述温度传感器和各所述流量计的信号线分别接入PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第一控制阀的控制线相连接；当PLC控制器检测到t>t0或p>p0时控制第一控制阀的开度加大，当PLC控制器检测到t<t0或p<p0时控制第一控制阀的开度减小；其中t为所述承压缓冲罐液相空间的各温度传感器所测水温的平均值，p为所述压力传感器所测的压力值；t0为PLC控制器的设定温度值，且t0=(t1×m1+t2×m2+t3×m3+t4×m4)÷(m1+m2+m3+m4)×安全系数，t1、t2、t3和t4分别为第一、第二、第三和第四进水管上的温度传感器所探测到的水温，m1、m2、m3和m4分别为第一、第二、第三和第四进水管上的流量计所测量到的流量；p0为PLC控制器的设定压力值，且p0为t0温度下对应的水蒸汽的饱和压力值，安全系数取0.8~0.95。PLC控制器的设定温度值取各进水管的加权平均水温t0，水蒸汽的饱和压力p0与水温t0存在一一对应关系，当罐内温度大于设定温度或罐内压力大于设定压力时，PLC控制器控制第一控制阀的开度加大，以加大缓冲罐乏汽的排放；当罐内温度低于设定温度或罐内压力低于设定压力时，PLC控制器控制第一控制阀的开度减小，防止排汽过量甚至出现罐外空气倒灌；采用PLC控制器根据水温及压力自动调节第一控制阀的开度，提高了系统的自动化水平，避免缓冲罐乏汽的超量排放，确保承压缓冲罐工作在允许的最大压力/温度下，既节能又环保。
作为本发明的优选方案，所述第三换热器混合冷凝水进口的入口管道上安装有第七控制阀，所述第四换热器混合冷凝水进口的入口管道上安装有第八控制阀，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第七控制阀和第八控制阀的控制线相连接，所述PLC控制器根据所述第一进水管和第二进水管上的温度传感器所探测到的水温控制所述第七控制阀的开度；所述PLC控制器根据所述第三进水管和第四进水管上的温度传感器所探测到的水温控制所述第八控制阀的开度；所述第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口的出口管上安装有探测缓冲罐乏汽冷凝水温度的第九温度传感器，所述第九温度传感器的信号线接入PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第三控制阀的控制线相连接，所述PLC控制器根据第九温度传感器检测到的温度高低控制第三控制阀的开度大小。
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为本发明冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置的示意图。
图2为本发明中承压缓冲罐第三进水管部位的局部剖视图。
图3为本发明中承压缓冲罐的底板俯视图。
图中：PLC.PLC控制器；
E1.承压缓冲罐；E1a.排污口；E1b.涡流挡板；E1c.强制混合叶轮；E1d.扰动叶轮；E1e.采样管；
G1.第一进水管；G2.第二进水管；G3.第三进水管；G4.第四进水管；G5.缓冲罐排汽管；G6.缓冲罐出水管；G7.排污管；Vd.逆止阀；V1.第一控制阀；B1.第一水泵；T1.第一温度传感器；T2.第二温度传感器；T3.第三温度传感器；T4.第四温度传感器；T5.第五温度传感器；T6.第六温度传感器；T7.第七温度传感器；T8.第八温度传感器；P.压力传感器；V2.第二控制阀；M1.第一流量计；M2.第二流量计；M3.第三流量计；M4.第四流量计；
Q.采样冷却器；Q1.在线电导率检测仪；Q2.在线Ph值检测仪；
S1.煅烧炉冷凝水管；S2.流化床冷凝水管；S3.干铵冷凝水管；S4.其它冷凝水管；S0.冷凝水集水管；Y1.合成氨除盐水管；Y2.变换除盐水管；
H1.第一换热器；H1a.第一换热器循环冷却水进口；H1b.第一换热器循环冷却水出口；H1c.第一换热器缓冲罐乏汽进口；H1d.第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口；H1e.第一不凝性气体排放管；T9.第九温度传感器；V3.第三控制阀；
E2.冷凝水收集罐；E2a.冷凝水收集罐出水管；E2b.缓冲罐乏汽冷凝水进水管；B2.第二水泵；
E3.高压除氧器；E3a.除氧蒸汽管；E3b.除氧头进水管；E3c.除氧头排汽管；E3d.除氧箱排水管；B3.第三水泵；V4.第四控制阀；V5.第五控制阀；
H3.第三换热器；H3a. 第三换热器合成氨除盐水进口；H3b. 第三换热器合成氨除盐水出口； H3c.第三换热器混合冷凝水进口； H3d.第三换热器混合冷凝水出口；V7.第七控制阀；
H4.第四换热器；H4a. 第四换热器变换除盐水进口；H4b. 第四换热器变换除盐水出口； H4c.第四换热器混合冷凝水进口；H4d.第四换热器混合冷凝水出口； V8.第八控制阀。
具体实施方式
如图1所示，本发明冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，包括封闭的承压缓冲罐E1、第三换热器H3和第四换热器H4。135℃~155℃的煅烧炉冷凝水进入煅烧炉冷凝水管S1，135℃~155℃的流化床冷凝水进入流化床冷凝水管S2，135℃~155℃的干铵冷凝水进入干铵冷凝水管，60℃~80℃的合成氨冷却除盐水进入合成氨除盐水管Y1，60℃~95℃的变换冷却除盐水进入变换除盐水管Y2，煅烧炉冷凝水管S1、流化床冷凝水管S2和干铵冷凝水管S3分别接入冷凝水集水管S0， 也可以将其它冷凝水管S4接入冷凝水集水管S0。
承压缓冲罐E1的圆周上垂直连接有第一进水管G1、第二进水管G2、第三进水管G3和第四进水管G4，第一进水管G1和第三进水管G3的管口相对且高度方向上相互错开，第二进水管G2与第四进水管G4的管口相对且高度方向上相互错开，第一进水管G1和第三进水管G3的高度高于第二进水管G2与第四进水管G4。合成氨冷却除盐水和变换冷却除盐水升温后分别接入第一进水管G1和第三进水管G3，混合冷凝水降温后分别接入第二进水管G2和第四进水管G4；承压缓冲罐E1的顶壁中部连接有缓冲罐排汽管G5，缓冲罐排汽管G5上由下往上依次安装有逆止阀Vd和第一控制阀V1。
第一控制阀V1的出口与第一换热器H1的第一换热器缓冲罐乏汽进口H1c连接，第一换热器H1的第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口H1d与冷凝水收集罐E2的缓冲罐乏汽冷凝水进水管E2b连接，冷凝水收集罐E2的冷凝水收集罐出水管E2a与第二水泵B2的入口连接，第二水泵B2的出口管接入承压缓冲罐E1中；第一换热器H1的第一换热器循环冷却水进口H1a和第一换热器循环冷却水出口H1b分别与外部的循环冷却水管连接构成循环，即第一换热器循环冷却水进口H1a与低温的循环冷却水管连接，第一换热器循环冷却水出口H1b与高温的循环冷却水管连接，第一换热器循环冷却水进口H1a的入口管道上安装有第三控制阀V3，第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口H1d的出口管上安装有竖直向上伸出的第一不凝性气体排放管H1e，第一不凝性气体排放管H1e上安装有截止阀。第一不凝性气体排放管H1e优选安装于第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口管的最高处，最佳安装于第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口管的拐弯下行的反方向。
承压缓冲罐E1中设有开口向上的缓冲罐出水管G6，缓冲罐出水管G6的下端穿过承压缓冲罐E1的底板与第一水泵B1的入口连接，第一水泵B1的出口经第五控制阀V5接入高压除氧器E3的除氧头进水管E3b，高压除氧器E3的除氧箱排水管E3d接入第三水泵B3的入口，第三水泵B3的出口接入锅炉补水管，外部蒸汽通过第四控制阀V4接入除氧蒸汽管E3a，高压除氧器E3的除氧头顶部连接有排放除氧乏汽和不凝性气体的除氧头排汽管E3c。
承压缓冲罐E1的底板上设有排污口E1a，排污口E1a与排污管G7连接，排污管G7上安装有第二控制阀V2。
冷凝水集水管S0的出口分别与第三换热器H3的第三换热器混合冷凝水进口H3c和第四换热器H4的第四换热器混合冷凝水进口H4c连接，第三换热器H3的第三换热器混合冷凝水出口H3d与第二进水管G2相连接，第四换热器H4的第四换热器混合冷凝水出口H4d与第四进水管G4相连接；合成氨除盐水管Y1与第三换热器H3的第三换热器合成氨除盐水进口H3a连接，第三换热器H3的第三换热器合成氨除盐水出口H3b与第一进水管G1连接，变换除盐水管Y2与第四换热器变换除盐水进口H4a连接，第四换热器H4的第四换热器变换除盐水出口H4b与第三进水管G3连接。
工作时，135℃~155℃的煅烧炉冷凝水、135℃~155℃的流化床冷凝水和135℃~155℃的干铵冷凝水首先分别进入冷凝水集水管S0进行混合，其它冷凝水也可以进入冷凝水集水管S0进行混合，混合冷凝水再分别进入第三换热器H3和第四换热器H4与60℃~80℃的合成氨除盐水和60℃~95℃的变换除盐水进行间接换热，混合冷凝水的温度降低，合成氨除盐水和变换除盐水的温度升高，缩小了混合冷凝水与除盐水的温差，使承压缓冲罐内的温度场更加均匀。温度相对较低、密度较高的合成氨冷却除盐水和变换冷却除盐水分别从位置较高的第一进水管G1和第三进水管G3进入；温度相对较高、密度较低的混合冷凝水从位置较低的第二进水管G2与第四进水管G4进入承压缓冲罐E1，可以在承压缓冲罐内形成自然对流，促进充分换热。合成氨冷却除盐水、变换冷却除盐水与混合冷凝水混和后从缓冲罐出水管G6排出，由第一水泵B1送入高压除氧器E3进行二级除氧。合成氨冷却除盐水和变换冷却除盐水的温度稍低且含有氧气等不凝性气体，混合冷凝水温度高且不含氧气等不凝性气体，合成氨冷却除盐水、变换冷却除盐水与混合冷凝水混和后温度上升，且承压缓冲罐E1的工作压力为承压缓冲罐混合水温度所对应的饱和压力，氧气及其它不凝性气体的分压力接近于零，溶解度接近于零，溢出承压缓冲罐水面后随缓冲罐乏汽从缓冲罐排汽管G5排出，实现一级除氧；经过一级除氧的水由缓冲罐出水管G6排出经第一水泵B1和第五控制阀V5送入高压除氧器E3的除氧头进水管E3b，外部蒸汽从除氧蒸汽管E3a和第四控制阀V4进入除氧头对进水进行二级除氧，除氧乏汽和氧气等不凝性气体从除氧头排汽管E3c排出，经过二级除氧的水从除氧箱排水管E3d排出，由第三水泵B3送入锅炉作为锅炉补水。
缓冲罐乏汽从第一换热器缓冲罐乏汽进口H1c进入第一换热器H1，被循环冷却水间接冷却后成为缓冲罐乏汽冷凝水从第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口H1d排出，该缓冲罐冷凝水从缓冲罐乏汽冷凝水进水管E2b进入冷凝水收集罐E2，再从冷凝水收集罐出水管E2a进入第二水泵B2，第二水泵B2将其泵入承压缓冲罐E1中，随缓冲罐乏汽排出的氧气等不凝性气体从第一不凝性气体排放管H1e排出。缓冲罐排汽管G5上的逆止阀Vd可以确保大气不会倒灌至承压缓冲罐E1中，防止引入外界氧气。第一控制阀V1可以控制缓冲罐乏汽的排放量，使承压缓冲罐E1内维持一定的压力，以便充分吸纳冷凝水和除盐水的热量，减少缓冲罐乏汽排放及热量的损失，提高了锅炉补水温度，降低了单位蒸汽煤耗。随着工作时间的增加，承压缓冲罐E1底部会积聚一定的杂质，水质会下降，此时可以打开第二控制阀V2，从排污管G7排出水质变差的水，确保锅炉补水水质。
作为改进，第一进水管G1上安装有第一温度传感器T1和第一流量计M1，第二进水管G2上安装有第二温度传感器T2和第二流量计M2，第三进水管G3上安装有第三温度传感器T3和第三流量计M3，第四进水管G4上安装有第四温度传感器T4和第四流量计M4。承压缓冲罐E1的液相空间的不同方位和不同高度共安装有多个温度传感器，例如在高低不同部位分别安装有第五温度传感器T5、第六温度传感器T6、第七温度传感器T7和第八温度传感器T8。承压缓冲罐E1的气相空间还安装有压力传感器P。
为提高系统的自动化水平，第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3、第四温度传感器T4、第五温度传感器T5、第六温度传感器T6、第七温度传感器T7、第八温度传感器T8、第一流量计M1、第二流量计M2、第三流量计M3、第四流量计M4和压力传感器P的信号线分别接入PLC控制器的相应信号输入端，PLC控制器的相应信号输出端与第一控制阀V1的控制线相连接。
当PLC控制器检测到t>t0或p>p0时控制第一控制阀V1的开度加大，当PLC控制器检测到t<t0或p<p0时控制第一控制阀V1的开度减小；其中t为承压缓冲罐液相空间的各温度传感器所测水温的平均值，例如为第五温度传感器T5、第六温度传感器T6、第七温度传感器T7和第八温度传感器T8所测水温的平均值；p为压力传感器P所测的压力值；t0为PLC控制器的设定温度值，且t0=(t1×m1+t2×m2+t3×m3+t4×m4)÷(m1+m2+m3+m4)×安全系数，t1、t2、t3和t4分别为第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3和第四温度传感器T4所探测到的水温，m1、m2、m3和m4分别为第一流量计M1、第二流量计M2、第三流量计M3和第四流量计M4所测量到的流量。p0为PLC控制器的设定压力值，且p0为t0温度下对应的水蒸汽的饱和压力值，安全系数取0.8~0.95。
PLC控制器的设定温度值取各进水管的加权平均水温t0，水蒸汽的饱和压力p0与水温t0存在一一对应关系，当罐内温度大于设定温度或罐内压力大于设定压力时，PLC控制器控制第一控制阀V1的开度加大，以加大缓冲罐乏汽的排放；当罐内温度低于设定温度或罐内压力低于设定压力时，PLC控制器控制第一控制阀V1的开度减小，防止排汽过量甚至出现罐外空气倒灌。采用PLC控制器根据水温及压力自动调节第一控制阀V1的开度，提高了系统的自动化水平，避免缓冲罐乏汽的超量排放，确保承压缓冲罐工作在允许的最大压力/温度下，既节能又环保。
为提高自动化水平，第三换热器混合冷凝水进口H3c的入口管道上安装有第七控制阀V7，第四换热器混合冷凝水进口H4c的入口管道上安装有第八控制阀V8，PLC控制器的相应信号输出端与第七控制阀V7和第八控制阀V8的控制线相连接，PLC控制器根据第一进水管上的第一温度传感器T1和第二进水管上的第二温度传感器T2所探测到的水温控制第七控制阀V7的开度；PLC控制器根据第三进水管上的第三温度传感器T3和第四进水管上的第四温度传感器T4所探测到的水温控制第八控制阀V8的开度。
作为改进，第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口H1d的出口管上安装有探测缓冲罐乏汽冷凝水温度的第九温度传感器T9，第九温度传感器T9可以检测第一换热器H1的所排缓冲罐乏汽冷凝水的温度，第九温度传感器的信号线接入PLC控制器的相应信号输入端，PLC控制器的相应信号输出端与第三控制阀V3的控制线相连接，PLC控制器根据第九温度传感器T9检测到的温度高低控制第三控制阀V3的开度大小，以控制进入第一换热器H1的冷却水流量。
承压缓冲罐E1的内腔底部可以安装有采样管E1e，采样管E1e伸出承压缓冲罐E1外且与采样冷却器Q相连接，采样冷却器Q的出口管路上安装有在线电导率检测仪Q1和在线Ph值检测仪Q2，以实时检测罐内混合水的电导率和Ph值。
为提高系统的自动化水平，在线电导率检测仪Q1和在线Ph值检测仪Q2的信号线分别接入PLC控制器的相应信号输入端，PLC控制器的相应信号输出端与第二控制阀V2的控制线相连接；当PLC控制器检测到在线电导率检测仪Q1提供的电导率大于设定值或在线Ph值检测仪Q2提供的Ph值超过设定范围时控制第二控制阀V2打开，当PLC控制器检测到在线电导率检测仪Q1提供的电导率小于设定值且在线Ph值检测仪Q2提供的Ph值在设定范围内时控制第二控制阀V2关闭，实现根据在线电导率检测仪Q1提供的电导率和在线Ph值检测仪Q2提供的Ph值，自动控制第二控制阀V2的启闭。
如图2所示，作为改进，第一进水管G1、第二进水管G2、第三进水管G3和第四进水管G4位于承压缓冲罐内的管口分别连接有沿水平面及承压缓冲罐的内圆周壁延伸的环形布水管，图2中以第三进水管G3为例，各环形布水管的中下部分别均匀分布有向承压缓冲罐的轴线射流的喷射孔，各喷射孔的轴线与水平面成30°~45°夹角且分别与承压缓冲罐的轴线相交。每路进水均通过布置了喷射孔的罐内环形管出水，水流自喷射孔向斜下方喷出，以抛物状与罐内水体接触，延长了与罐内水体的接触时间，实现充分换热，避免热爆。
如图1所示，当合成氨冷却除盐水、变换冷却除盐水与混合冷凝水的温差较大时，仅靠自然换热，罐内温度仍然很难分布均匀，容易在承压缓冲罐E1内形成温度差。可以在承压缓冲罐的内腔中下部安装强制混合叶轮E1c，强制混合叶轮E1c固定连接在强制混合叶轮轴上，强制混合叶轮轴垂直向下穿过承压缓冲罐的底板且与承压缓冲罐底板之间实现密封，强制混合叶轮轴的下端连接有强制混合叶轮驱动电机，强制混合叶轮轴优选位于承压缓冲罐的轴线上。开启强制混合叶轮E1c对罐内储水进行强制混合，促进罐内温度分布的均匀性。
由于杂质积聚在承压缓冲罐的底部，排污时很难随水流排出，可以在承压缓冲罐的内腔底部安装扰动叶轮E1d，扰动叶轮E1d固定连接在扰动叶轮轴上，扰动叶轮轴垂直向下穿过承压缓冲罐的底板且与承压缓冲罐底板之间实现密封，扰动叶轮轴的下端连接有扰动叶轮驱动电机，开启扰动叶轮E1d使底部水流转动可以将杂质漾起，利于排出。
扰动叶轮轴优选偏离承压缓冲罐的轴线，以避免使水流呈现稳定的环流状态。
如图3所示，作为改进，承压缓冲罐的底板内壁可以安装有涡流挡板E1b，涡流挡板E1b垂直于底板且沿底板直径方向延伸，涡流挡板E1b可以彻底破坏环流，使水流出现湍流状态，更利于杂质的扰动与排出。
排污口E1a可以设有多个，例如分为内圈排污口和外圈排污口两组，各内圈排污口均匀分布在离承压缓冲罐轴线较近的圆周上，各外圈排污口均匀分布在离承压缓冲罐轴线较远的圆周上，各内圈排污口与各外圈排污口分布在承压缓冲罐底板的不同直径上。
内圈排污口和外圈排污口优选各设有四个，内圈排污口与外圈排污口在圆周方向上错开排列，在相位上依次错开45°设置，四个内圈排污口呈菱形布置，四个外圈排污口呈正方形布置，各内圈排污口所在直径与相邻的外圈排污口所在直径之间的夹角为45°。
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，整个装置可以共用一个PLC控制器，也可以各单元由各自的PLC控制器控制。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 (10)
1.一种冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，135℃~155℃的煅烧炉冷凝水、流化床冷凝水和干铵冷凝水分别进入煅烧炉冷凝水管、流化床冷凝水管和干铵冷凝水管，60℃~80℃的合成氨冷却除盐水进入合成氨除盐水管，60℃~95℃的变换冷却除盐水进入变换除盐水管；所述煅烧炉冷凝水管、流化床冷凝水管和干铵冷凝水管分别接入冷凝水集水管，其特征在于：还包括第三换热器、第四换热器和封闭的承压缓冲罐，所述承压缓冲罐的圆周上垂直连接有第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管，所述第一进水管和第三进水管的管口相对且高度方向上相互错开，所述第二进水管与第四进水管的管口相对且高度方向上相互错开，所述第一进水管和第三进水管的高度高于所述第二进水管与第四进水管；所述冷凝水集水管的出口分别与所述第三换热器的第三换热器混合冷凝水进口和第四换热器的第四换热器混合冷凝水进口连接，所述第三换热器的第三换热器混合冷凝水出口与所述第二进水管相连接，所述第四换热器的第四换热器混合冷凝水出口与所述第四进水管相连接；所述合成氨除盐水管与所述第三换热器的第三换热器合成氨除盐水进口连接，所述第三换热器的第三换热器合成氨除盐水出口与所述第一进水管连接，所述变换除盐水管与第四换热器变换除盐水进口连接，所述第四换热器的第四换热器变换除盐水出口与所述第三进水管连接；所述承压缓冲罐的顶壁中部连接有缓冲罐排汽管，所述缓冲罐排汽管上由下往上依次安装有逆止阀和第一控制阀；所述第一控制阀的出口与第一换热器的第一换热器缓冲罐乏汽进口连接，所述第一换热器的第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口与冷凝水收集罐的缓冲罐乏汽冷凝水进水管连接，所述冷凝水收集罐的冷凝水收集罐出水管与第二水泵的入口连接，所述第二水泵的出口管接入所述承压缓冲罐中；所述第一换热器的第一换热器循环冷却水进口和第一换热器循环冷却水出口分别与外部的循环冷却水管连接构成循环，第一换热器循环冷却水进口的入口管道上安装有第三控制阀，第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口的出口管上安装有竖直向上伸出的第一不凝性气体排放管；所述承压缓冲罐中设有开口向上的缓冲罐出水管，所述缓冲罐出水管的下端穿过承压缓冲罐的底板与第一水泵的入口连接，所述第一水泵的出口经第五控制阀接入高压除氧器的除氧头进水管，所述高压除氧器的除氧箱排水管接入第三水泵的入口，所述第三水泵的出口接入锅炉补水管，外部蒸汽通过第四控制阀接入除氧蒸汽管，所述高压除氧器的除氧头顶部连接有排放除氧乏汽和不凝性气体的除氧头排汽管；所述承压缓冲罐的底板上设有排污口，所述排污口与排污管连接，所述排污管上安装有第二控制阀；所述承压缓冲罐的内腔中下部安装有强制混合叶轮，所述强制混合叶轮固定连接在强制混合叶轮轴上，所述强制混合叶轮轴垂直向下穿过承压缓冲罐的底板且与承压缓冲罐底板之间实现密封，所述强制混合叶轮轴的下端连接有强制混合叶轮驱动电机。
2.根据权利要求1所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管位于承压缓冲罐内的管口分别连接有沿水平面及承压缓冲罐的内圆周壁延伸的环形布水管，各所述环形布水管的中下部分别均匀分布有向承压缓冲罐的轴线射流的喷射孔，各所述喷射孔的轴线与水平面成30°~45°夹角且分别与承压缓冲罐的轴线相交。
3.根据权利要求1所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述承压缓冲罐的内腔底部安装有扰动叶轮，所述扰动叶轮固定连接在扰动叶轮轴上，所述扰动叶轮轴垂直向下穿过承压缓冲罐的底板且与承压缓冲罐底板之间实现密封，所述扰动叶轮轴的下端连接有扰动叶轮驱动电机；所述扰动叶轮轴偏离所述承压缓冲罐的轴线，所述承压缓冲罐的底板内壁安装有涡流挡板，所述涡流挡板垂直于底板且沿底板直径方向延伸。
4.根据权利要求1所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述排污口设有多个，分为内圈排污口和外圈排污口两组，各内圈排污口均匀分布在离承压缓冲罐轴线较近的圆周上，各外圈排污口均匀分布在离承压缓冲罐轴线较远的圆周上，各内圈排污口与各外圈排污口分布在底板的不同直径上。
5.根据权利要求4所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述内圈排污口和外圈排污口各设有四个，各内圈排污口所在直径与相邻的外圈排污口所在直径之间的夹角为45°。
6.根据权利要求1所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述承压缓冲罐的内腔底部安装有采样管，所述采样管伸出承压缓冲罐外且与采样冷却器相连接，所述采样冷却器的出口管路上安装有在线电导率检测仪和在线Ph值检测仪。
7.根据权利要求1所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述在线电导率检测仪和在线Ph值检测仪的信号线分别接入PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第二控制阀的控制线相连接；当PLC控制器检测到在线电导率检测仪提供的电导率大于设定值或在线Ph值检测仪提供的Ph值超过设定范围时控制第二控制阀打开，当PLC控制器检测到在线电导率检测仪提供的电导率小于设定值且在线Ph值检测仪提供的Ph值在设定范围内时控制第二控制阀关闭。
8.根据权利要求1所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管上分别安装有温度传感器和流量计，所述承压缓冲罐的液相空间的不同方位和不同高度共安装有多个温度传感器，所述承压缓冲罐的气相空间安装有压力传感器。
9.根据权利要求8所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述压力传感器、各所述温度传感器和各所述流量计的信号线分别接入PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第一控制阀的控制线相连接；当PLC控制器检测到t>t0或p>p0时控制第一控制阀的开度加大，当PLC控制器检测到t<t0或p<p0时控制第一控制阀的开度减小；其中t为所述承压缓冲罐液相空间的各温度传感器所测水温的平均值，p为所述压力传感器所测的压力值；t0为PLC控制器的设定温度值，且t0=(t1×m1+t2×m2+t3×m3+t4×m4)÷(m1+m2+m3+m4)×安全系数，t1、t2、t3和t4分别为第一、第二、第三和第四进水管上的温度传感器所探测到的水温，m1、m2、m3和m4分别为第一、第二、第三和第四进水管上的流量计所测量到的流量；p0为PLC控制器的设定压力值，且p0为t0温度下对应的水蒸汽的饱和压力值，安全系数取0.8~0.95。
10.根据权利要求9所述的冷凝水除盐水间接换热强制混合乏汽回收二级除氧装置，其特征在于：所述第三换热器混合冷凝水进口的入口管道上安装有第七控制阀，所述第四换热器混合冷凝水进口的入口管道上安装有第八控制阀，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第七控制阀和第八控制阀的控制线相连接，所述PLC控制器根据所述第一进水管和第二进水管上的温度传感器所探测到的水温控制所述第七控制阀的开度；所述PLC控制器根据所述第三进水管和第四进水管上的温度传感器所探测到的水温控制所述第八控制阀的开度；所述第一换热器缓冲罐乏汽冷凝水出口的出口管上安装有探测缓冲罐乏汽冷凝水温度的第九温度传感器，所述第九温度传感器的信号线接入PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的相应信号输出端与所述第三控制阀的控制线相连接，所述PLC控制器根据第九温度传感器检测到的温度高低控制第三控制阀的开度大小。
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