CN105180142B - 一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统和方法，涉及发电厂吹灰疏水回收利用技术领域。该系统包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱；在所述疏水箱的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统；在所述疏水箱的上端设置有一喷水减温器，所述喷水减温器通过连接管路与一凝结水系统连接；在所述疏水箱的下部连接有用于将疏水箱中的冷却水抽离的疏水泵。本发明能够解决吹灰前暖管的疏水和蒸汽直接排放到废水池或外界环境中会造成能源的浪费的问题。

Description

一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统和方法

技术领域

本发明涉及发电厂吹灰疏水回收利用技术领域，尤其涉及一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统和方法。

背景技术

当前，在发电厂中，为了保持锅炉受热面的清洁，降低排烟损失，防止金属管壁超温以及炉内结焦，提高锅炉效率和机组的安全性，必须定期对锅炉受热面进行吹灰。而在吹灰运行前，一般需要先进行暖管以防发生水击现象，然后再投入吹灰器进行吹灰处理。

如图1所示，当前吹灰后的疏水一般是排至疏水箱11中，再流入集水井12或经过疏水泵13流至凝汽器14后，加以循环利用。然而，当前的吹灰疏水回收系统仅对吹灰后的疏水进行了回收，却未对吹灰前暖管的疏水和蒸汽进行回收。实际上暖管后的疏水和蒸汽一般会排入废水池或直接排入环境中，由于暖管后的疏水和蒸汽较为清洁，且具有一定的温度，直接排放到废水池或外界环境中会造成能源的浪费。

发明内容

本发明的实施例提供一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统和方法，以解决当前的吹灰疏水回收系统仅对吹灰后的疏水进行了回收，却未对吹灰前暖管的疏水进行回收，造成能源的浪费问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统，包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱；在所述疏水箱的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统；在所述疏水箱的上端设置有一喷水减温器，所述喷水减温器通过连接管路与一凝结水系统连接；在所述疏水箱的下部连接有用于将疏水箱中的冷却水抽离的疏水泵。

具体的，所述传输系统设置有一第一阀门；所述喷水减温器与所述凝结水系统之间的连接管路上设置有一第二阀门。

另外，在所述疏水箱的上端还设置有安全阀。

进一步的，所述疏水泵的出口连接定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口。

一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，应用于上述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统；该吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，包括：

根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量；

确定所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量；

将喷水减温器与凝结水系统之间的连接管路上的第二阀门开启，并启动所述喷水减温器，在疏水箱中建立冷却环境；

开启第一阀门，将待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽通入所述疏水箱；

当所述疏水箱中的水位上升到一第一预设位置时，开启疏水泵，将所述疏水箱中的水通入定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口；

当所述疏水箱中的水位下降到一第二预设位置时，关闭所述疏水泵。

具体的，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，包括：

根据公式：

确定将吹灰暖管疏水和蒸汽传送到疏水箱的疏水管路的疏水通流面积A；其中，d为所述疏水管路的直径。

进一步的，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

确定疏水箱入口的总阻力系数K；其中，ξ为局部阻力系数；在疏水管路的弯头处，根据一预先设置的与ξ的关系曲线，确定所述ξ；在所述疏水箱中，λ为沿程阻力系数，其中，l为所述疏水管路的管长；d₂为所述疏水箱的直径；d₁为所述疏水管路的直径；k为所述疏水管路的管壁粗糙度；R为弯头的半径。

此外，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

计算疏水管路中的蒸汽速度ω，以及疏水管路中任意两段距离间的阻力△P；其中，ρ为疏水管路中的蒸汽密度。

另外，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽中的临界疏水量D_cr；其中，q_r为临界流量系数，所述q_r是根据一预先设置的q_r与总阻力系数K之间的关系曲线获取的；P为疏水管路与疏水箱连接处入口处的蒸汽压力。

另外，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

D_S＝3.6ωAρ

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽中的蒸汽量D_S。

进一步的，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水量D_st。

进一步的，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

计算喷水减温器所需喷出的减温水量D_j；其中，H为回收水焓值；H_j为减温水焓值；H_st为待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水焓值。

具体的，所述确定所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量，包括：

根据公式：

D_总＝D_st+D_j

计算所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量D_总。

本发明实施例提供的一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统和方法，该系统包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱；在所述疏水箱的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统；在所述疏水箱的上端设置有一喷水减温器，所述喷水减温器通过连接管路与一凝结水系统连接；在所述疏水箱的下部连接有用于将疏水箱中的冷却水抽离的疏水泵。通过该系统，可以对吹灰前暖管的疏水和蒸汽进行回收，节约了能源，避免了暖管后的疏水和蒸汽直接排放到废水池或外界环境中造成的能源浪费的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的吹灰疏水回收系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法的流程图；

图4为本发明实施例中的疏水管路的弯头处的与局部阻力系数ξ的关系曲线示意图；

图5为本发明实施例中的临界流量系数q_r与总阻力系数K之间的关系曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例提供的一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统10，包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱101；在疏水箱101的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统102；在疏水箱101的上端设置有一喷水减温器103，喷水减温器103通过连接管路与一凝结水系统104连接；在疏水箱101的下部连接有用于将疏水箱101中的冷却水抽离的疏水泵105。

在一实施例中，如图2所示，传输系统102设置有一第一阀门106；喷水减温器103与凝结水系统104之间的连接管路上设置有一第二阀门107。

另外，如图2所示，在疏水箱101的上端还设置有安全阀108。

进一步的，该疏水泵105的出口1051可以连接定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口，从而实现将吹灰暖管疏水和蒸汽回收利用到上述各结构中。

本发明实施例提供的一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统，该系统包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱；在疏水箱的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统；在疏水箱的上端设置有一喷水减温器，喷水减温器通过连接管路与一凝结水系统连接；在疏水箱的下部连接有用于将疏水箱中的冷却水抽离的疏水泵。通过该系统，可以对吹灰前暖管的疏水和蒸汽进行回收，节约了能源，避免了暖管后的疏水和蒸汽直接排放到废水池或外界环境中造成的能源浪费的问题。

如图3所示，本发明实施例提供的一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，应用于上述的图2所对应的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统10；该吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，包括：

步骤201、根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量。

步骤202、确定吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量。

步骤203、将喷水减温器与凝结水系统之间的连接管路上的第二阀门开启，并启动喷水减温器，在疏水箱中建立冷却环境。

步骤204、开启第一阀门，将待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽通入疏水箱。

当待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽通入疏水箱后，首先会扩容以降低温度，进而接触喷水减温器喷洒的水雾，急剧冷却，蒸汽凝结为水，从而收集到疏水箱的底部。

步骤205、当疏水箱中的水位上升到一第一预设位置时，开启疏水泵，将疏水箱中的水通入定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口。

此处，将疏水箱中的水通入与水温度最为接近的低压加热器入口，效果最佳，不但可以实现对吹灰暖管疏水和蒸汽的回收，还可以实现对吹灰暖管疏水的热量的部分回收。

步骤206、当疏水箱中的水位下降到一第二预设位置时，关闭疏水泵。

这样，维持水位在一定区间，即使在没进行吹灰时运行，该吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统也仅相当于疏水泵在循环，对于汽机的影响较小，可实现无干扰运行。

本发明实施例提供的一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，应用于吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统，该系统包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱；在疏水箱的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统；在疏水箱的上端设置有一喷水减温器，喷水减温器通过连接管路与一凝结水系统连接；在疏水箱的下部连接有用于将疏水箱中的冷却水抽离的疏水泵。首先确定喷水减温器所需喷出的减温水量以及吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量。之后喷水减温器与凝结水系统之间的连接管路上的第二阀门开启，并启动喷水减温器，在疏水箱中建立冷却环境。然后，开启第一阀门，将待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽通入疏水箱。当疏水箱中的水位上升到一第一预设位置时，开启疏水泵，将疏水箱中的水通入定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口。当疏水箱中的水位下降到一第二预设位置时，关闭疏水泵。这样，通过该吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，可以对吹灰前暖管的疏水和蒸汽进行回收，节约了能源，避免了暖管后的疏水和蒸汽直接排放到废水池或外界环境中造成的能源浪费的问题。

值得说明的是，吹灰暖管疏水在向疏水箱中通的时候，可以分为三个阶段：

第一阶段，管道中、疏水箱(疏水箱相当于一个扩容器)入口工质温度低于疏水箱减温减压阀后的温度，该阶段的水减压后可以直接回收，不需要减温。

第二阶段，管道中工质温度升至饱和温度，此管道内水减压后部分会变成蒸汽，要回收这个阶段内的疏水必须对其进行减温减压处理，但由于蒸汽的量并不大，所需减温水量也很小。

第三阶段，管道中、疏水箱入口的工质温度高于饱和温度，此时管道内流动的是蒸汽，需要进行减温减压后才能回收，进入疏水箱后的所有蒸汽均为过热蒸汽，需要比上述第二阶段更多的减温水量。

值得说明的是，上述的步骤201的根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，可以包括：

首先根据公式：

确定将吹灰暖管疏水和蒸汽传送到疏水箱的疏水管路的疏水通流面积A；其中，d为疏水管路的直径。在疏水管路布置前，可以预先确定管长、管径及弯头的个数。

之后，根据公式：

确定疏水箱入口的总阻力系数K；其中，ξ为局部阻力系数；在疏水管路的弯头处，根据一预先设置的与ξ的关系曲线，确定ξ；在疏水箱中，λ为沿程阻力系数，其中，l为疏水管路的管长；d₂为疏水箱的直径；d₁为疏水管路的直径；k为疏水管路的管壁粗糙度；R为弯头的半径。

值得说明的是，该预先设置的与ξ的关系曲线可以如图4所示，在图4所示的坐标系中，横坐标为纵坐标为ξ，α表示弯头角度。可见，在确定弯头角度和的情况下，可以从该与ξ的关系曲线中，直接获知ξ的值。

另外，在中，一般疏水箱的直径d₂远远大于疏水管路的直径d₁，从而可得ξ的值约等于1。

之后，可以根据公式：

计算疏水管路中的蒸汽速度ω，以及疏水管路中任意两段距离间的阻力△P，单位为Pa；其中，ρ为疏水管路中的蒸汽密度，单位为kg/m³。该疏水管路中任意两段距离间的阻力△P由两部分组成，分别是沿程阻力△P_l与局部阻力△P_j。

之后，可以根据公式：

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽中的临界疏水量D_cr；其中，q_r为临界流量系数，q_r是根据一预先设置的q_r与总阻力系数K之间的关系曲线获取的；P为疏水管路与疏水箱连接处入口处的蒸汽压力。

值得说明的是，该临界流量系数q_r的获取，可以通过如图5所示的一预先设置的q_r与总阻力系数K之间的关系曲线获得。在图5所示的坐标系中，横坐标为总阻力系数K；而纵坐标为q_r。因此，在根据上述过程获取到总阻力系数K之后，可以直接根据该图5中的关系曲线，确定临界流量系数q_r。

之后，可以根据公式：

D_S＝3.6ωAρ

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽中的蒸汽量D_S。

之后，可以根据公式：

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水量D_st。

从而，可以根据公式：

计算喷水减温器所需喷出的减温水量D_j；其中，H为回收水焓值；H_j为减温水焓值；H_st为待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水焓值。

另外，上述步骤202中的确定吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量，可以根据如下公式实现：

D_总＝D_st+D_j

即吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量D_总为待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水量D_st和喷水减温器所需喷出的减温水量D_j的和。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，应用于一种吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统；所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统，包括一用于收集吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水箱；在所述疏水箱的侧边连接有用于传输吹灰暖管疏水和蒸汽的传输系统；在所述疏水箱的上端设置有一喷水减温器，所述喷水减温器通过连接管路与一凝结水系统连接；在所述疏水箱的下部连接有用于将疏水箱中的冷却水抽离的疏水泵；

所述传输系统设置有一第一阀门；所述喷水减温器与所述凝结水系统之间的连接管路上设置有一第二阀门；

在所述疏水箱的上端还设置有安全阀；

所述疏水泵的出口连接定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口；

所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，包括：

根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量；

确定所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量；

将喷水减温器与凝结水系统之间的连接管路上的第二阀门开启，并启动所述喷水减温器，在疏水箱中建立冷却环境；

开启第一阀门，将待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽通入所述疏水箱；

当所述疏水箱中的水位上升到一第一预设位置时，开启疏水泵，将所述疏水箱中的水通入定期排污扩容器、凝汽器热井、除氧器或者低压加热器入口；

当所述疏水箱中的水位下降到一第二预设位置时，关闭所述疏水泵。

2.根据权利要求1所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，包括：

根据公式：

$A=\frac{{\mathrm{\πd}}^2}{4}$

确定将吹灰暖管疏水和蒸汽传送到疏水箱的疏水管路的疏水通流面积A；其中，d为所述疏水管路的直径。

3.根据权利要求2所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

$K=\sqrt{\frac{1}{\mathrm{\λ}\frac{l}{d}+\mathrm{\Σ}\mathrm{\ξ}}}$

确定疏水箱入口的总阻力系数K；其中，ξ为局部阻力系数；在疏水管路的弯头处，根据一预先设置的与ξ的关系曲线，确定所述ξ；在所述疏水箱中，λ为沿程阻力系数，其中，l为所述疏水管路的管长；d₂为所述疏水箱的直径；d₁为所述疏水管路的直径；k为所述疏水管路的管壁粗糙度；R为弯头的半径。

4.根据权利要求3所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\ω}=K\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\ρ}}}\\ \mathrm{\Δ}P=\mathrm{\λ}\frac{l}{d}\·\frac{{\mathrm{\ρ\ω}}^2}{2}+\mathrm{\Σ}\mathrm{\ξ}\·\frac{{\mathrm{\ρ\ω}}^2}{2}\end{array}\right.$

计算疏水管路中的蒸汽速度ω，以及疏水管路中任意两段距离间的阻力△P；其中，ρ为疏水管路中的蒸汽密度。

5.根据权利要求4所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

$D_{cr}=0.748\×{10}^3{q}_{r}A\sqrt{10P\mathrm{\ρ}}$

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽中的临界疏水量D_cr；其中，q_r为临界流量系数，所述q_r是根据一预先设置的q_r与总阻力系数K之间的关系曲线获取的；P为疏水管路与疏水箱连接处入口处的蒸汽压力。

6.根据权利要求5所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

D_S＝3.6ωAρ

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽中的蒸汽量D_S。

7.根据权利要求6所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

$D_{st}=\frac{D_S+D_{cr}}{2}$

计算待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水量D_st。

8.根据权利要求7所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述根据待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的相关数据，确定喷水减温器所需喷出的减温水量，还包括：

根据公式：

$D_j=\frac{D_{st}(H_{st}-H)}{H-H_j}$

计算喷水减温器所需喷出的减温水量D_j；其中，H为回收水焓值；H_j为减温水焓值；H_st为待处理的吹灰暖管疏水和蒸汽的疏水焓值。

9.根据权利要求8所述的吹灰暖管疏水和蒸汽的回收方法，其特征在于，所述确定所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量，包括：

根据公式：

D_总＝D_st+D_j

计算所述吹灰暖管疏水和蒸汽的回收系统所需的疏水减温水量D_总。