CN105879501B - 汽水分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明所设计的汽水分离器，包括筒体、上封头、下封头、进汽口管和排汽口管，所述进汽口管数量为双数，且相对与筒体中轴线对称设置在筒体上部外侧；所述的上封头的顶部设置排汽口管，且排汽口管伸入到筒体内，下封头的底部设置疏水装置；在筒体下部设有与筒体同轴的锥形板，且锥形板的顶点向上设置，在锥形板的下部设有多孔板，锥形板的外径小于筒体的内径，多孔板的外径与筒体的内径一致。这种结构的特点是利用多个进汽口管的进汽，使得蒸汽在汽水分离器内形成旋风汽流，以提高汽水分离的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸汽的除湿、除雾设备，具体涉及一种汽轮机用汽水分离器。
背景技术
汽轮机是一种将蒸汽热能转化为机械能的设备。在汽轮机工作过程中，所供蒸汽需要通过汽水分离器以保证干度，若汽水分离器的效果较差则会导致蒸汽中水分过大，则极易在汽轮机内造成水击，损坏叶片，甚至造成严重的事故，影响汽轮机的安全运行。在实际的生产过程中，由于汽水分离器效率不足而引发的事故也不在少数。为了防止此类事故的发生，应尽可能提高汽水分离器的效果，以保证蒸汽入口处的干度。
现有的汽水分离器存在结构复杂，制造工艺繁琐，生产周期较长等问题，导致汽水分离器较长的供货周期，以及较高的成本，不符合当下的需求。另一方面，现今制造业竞争激烈，产品的供货周期与价格也一再缩减，最终导致汽水分离器的利润一路走低。
在汽水分离器的原理上，常用重力沉降器、分离鼓或者除雾网垫，前面两种设备存在分离能力有限，不能有效分离细小液滴的问题，而除雾网垫虽然压降小、液滴分离尺寸低，但容易产生堵塞等现象，影响设备稳定运行。汽水旋风分离器综合了上述两者的优点，能够兼顾设备的运行稳定及分离效率，同时具有良好的抗堵塞性与抗磨损性，使用寿命也更长。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种结构设计合理，兼顾效率与稳定性，使用寿命长的汽水分离器。
为了达到上述目的，本发明所设计的汽水分离器，包括筒体、上封头、下封头、进汽口管和排汽口管，所述进汽口管数量为双数，且相对与筒体中轴线对称设置在筒体上部外侧；所述的上封头的顶部设置排汽口管，且排汽口管伸入到筒体内，下封头的底部设置疏水装置；在筒体下部设有与筒体同轴的锥形板，且锥形板的顶点向上设置，在锥形板的下部设有多孔板，锥形板的外径小于筒体的内径，多孔板的外径与筒体的内径一致。这种结构的特点是利用多个进汽口管的进汽，使得蒸汽在汽水分离器内形成旋风汽流，以提高汽水分离的效果。
为了进一步的保证形成稳定的旋风汽流，减少液膜损失，并控制汽流在筒体内的位置，进汽口管数量为两个，与筒体的圆心偏心设置，进汽口管的外侧母线与筒体内壁相切设置，且进汽口管根据进汽参数由外向内向上倾斜5°-15°。所述的进汽口管的直径与筒体的直径的比值为0.2-0.6。
为了防止液滴未分离而直接被汽流卷入到排汽口管，所述的上封头上连接有圆筒形挡板，圆筒形挡板与筒体同轴，且圆筒形挡板直径大于排汽口管的直径；排汽口管的底部还设置有防液体蠕动裙边。圆筒形挡板和防液体蠕动裙边的配合结构能有效限制液滴运动的区域，使得蒸汽所夹带的液滴保持在筒壁附近运动，避免了液膜沿容器壁面进入排汽口管，降低了液膜损失。
为了防止疏水装置形成的液体漩涡带动分离器下部的汽体旋转，由疏水装置排出，所述的疏水装置之前安装有防涡器。
本发明所的得到的汽水分离器具有以下特点：
1．本发明结构简单，成本较低，且分离效率较高，效果稳定。
2．本发明的设备进汽口管具有向下倾斜的角度，能够有效减小液膜损失。
3．本发明的多个进汽口管对称布置，使进汽具有较好的对称性，可以降低筒体的高度，降低制造成本。
4．本发明设置挡板与防液体蠕动裙边，极大程度的降低了液膜损失，同时也能够有效防止进汽短路。
5．本发明设置了锥形板，其作用不但防止了旋涡与液面接触，将已分离的液体重新带出设备，同时，锥形结构不会破坏与干扰气旋致使设备效率降低。另外，落在锥形板表面的液滴，因其本身的重力会沿倾斜表面被导入液滴收集区，从而提高设备分离效率。
6．本发明采用了防涡器，破坏了液面上旋涡的产生，防止来流中部分气体在底部排出，对后续设备造成影响，如泵的气蚀等。
7．本发明通过设置多孔板及防涡器等扰流装置，能够有效控制汽水分离器水位，防止其出现波动，并且保证排出液体不会产生射流阻塞效应，影响设备疏水。
附图说明
图1是本发明设计的汽水分离器结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例描述的汽水分离器，包括排汽口管1、上封头2、进汽口管3、筒体4、锥形板5、疏水装置6、防涡器7、下封头8、多孔板9、防液体蠕动裙10及圆筒形挡板11。
筒体4与上封头2、下封头8焊接，进汽口管3为两个，安装于筒体4上部，相隔180°布置，进汽口管3的外侧母线与筒体4内壁相切设置，且进汽口管3由外向内向上倾斜5°-15°，其中倾斜角度以10°为最佳。筒体4下部安装锥形板5及多孔板9，上封头2顶部安装排汽口管1及圆筒形挡板11，排汽口管1末端安装防液体蠕动裙10，下封头8上安装疏水装置6及防涡器7。锥形板5以上为汽液的分离区域，以下为液滴的收集器。
工作时：当蒸汽经由进汽口管3进入壳体腔室内，气流一分为二，一股向上运动，另一股则向下运动。因为进汽口管3中心对称布置，进口汽体对称性大幅增加。由于进汽口管3的偏心设置，蒸汽将沿着筒体4壁面形成螺旋气流。为防止气流在上封头2处任意扩散，在合适的位置设置了圆筒形挡板11，限制了液滴的流动区域，使蒸汽内所夹带的液滴保持在筒壁附近运动，同时，有效防止了汽体的短路，以免进汽直接进入排汽口管1。汽水分离器在运行过程中会生成液膜，圆筒形挡板11以及防液体蠕动裙10能够有效促使液膜脱落，防止液膜沿容器壁面进入排汽口管1，从而提高了设备分离效率。此外，进汽口管3的进汽角度也能够有效减小液膜损失。锥形板5将设备分为上下两个区域，其上部为汽液的分离区域，下部为液滴的收集器，防止旋涡与液面接触。锥形板5以下的区域气体流速极低，可有效防止设备中心的上升气流将已经收集到的液滴重新卷起，夹带出设备。锥形板5与筒壁保持有一定间隙，以保证液滴能够顺利进入锥形板5以下的区域。在设备运行过程中，液滴基本都会因气旋产生的离心力而被甩向壁面，并沿壁面向下流动，或者随着气旋向下运动，最终进入锥形板5与筒体4的缝隙之中，从而到达汽水分离的效果。另外，锥形板5可以继续收集打在斜面上的液滴，并依靠液滴自重沿斜面的分量将其导入收集区域，进一步优化分离效果。收集到的水都将从疏水装置7排出设备。在疏水装置6上部安装了防涡器7与多孔板9，破坏在液面上形成的旋涡，以避免旋涡尾部带动分离器下部液体旋转，防止汽体随之从疏水装置5排出，同时也防止了射流阻塞效应，保证疏水装置6的流量。气流在筒体底部完成汽水分离后，朝筒体中心运动，在筒体的中心区域变为向上旋转的气流，从排汽口管1排出。
Claims (8)
1.一种汽水分离器，包括筒体、上封头、下封头、进汽口管和排汽口管，其特征是所述进汽口管数量为双数，且相对筒体中轴线对称设置在筒体上部外侧；所述的上封头的顶部设置排汽口管，且排汽口管伸入到筒体内，下封头的底部设置疏水装置；在筒体下部设有与筒体同轴的锥形板，且锥形板的顶点向上设置，在锥形板的下部设有多孔板，锥形板的外径小于筒体的内径，多孔板的外径与筒体的内径一致；
所述的进汽口管与筒体的圆心偏心设置，进汽口管的外侧母线与筒体内壁相切设置，且进汽口管由外向内向上倾斜5°-15°。
2.根据权利要求1所述的汽水分离器，其特征是所述的进汽口管的直径与筒体的直径的比值为0.2-0.6。
3.根据权利要求1所述的汽水分离器，其特征是所述的上封头上连接有圆筒形挡板，圆筒形挡板与筒体同轴，且圆筒形挡板直径大于排汽口管的直径；排汽口管的底部还设置有防液体蠕动裙边。
4.根据权利要求2所述的汽水分离器，其特征是所述的上封头上连接有圆筒形挡板，圆筒形挡板与筒体同轴，且圆筒形挡板直径大于排汽口管的直径；排汽口管的底部还设置有防液体蠕动裙边。
5.根据权利要求1所述的汽水分离器，其特征是所述的疏水装置之前安装有防涡器。
6.根据权利要求2所述的汽水分离器，其特征是所述的疏水装置之前安装有防涡器。
7.根据权利要求3所述的汽水分离器，其特征是所述的疏水装置之前安装有防涡器。
8.根据权利要求4所述的汽水分离器，其特征是所述的疏水装置之前安装有防涡器。
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