CN106152095A - 蒸汽再循环用多级压缩装置 - Google Patents

Abstract

依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置包括：压缩部，其包含三台以上压缩机，将设备排出的废水蒸汽以高温、高压经多级压缩后再将其回送至所述设备；低压冷凝水箱，其用于收集从第1压缩机与第2压缩机之间排出的低压冷凝水；以及高压冷凝水箱，其用于收集从第2压缩机与第3压缩机之间排出的高压冷凝水。如果利用依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置，可将设备排出的废水蒸汽以高温、高压经多级压缩后再次使用，同时将在压缩废水蒸汽的过程中产生的冷凝水分离为高温蒸汽与低温水后再将高温蒸汽回送至设备并再次使用。由此可以提高设备的能源利用率，减少环境污染。

Description

蒸汽再循环用多级压缩装置

技术领域

本发明涉及一种将石化设备使用后排出的蒸汽经多级压缩再回送至设备的蒸汽再循环用多级压缩装置。具体讲，就是涉及一种能够将多级压缩过程中产生的冷凝水分离为低温水和高温蒸汽后，将高温蒸汽回送至设备的蒸汽再循环用多级压缩装置。

背景技术

一般来说，石化产业中使用的设备都利用高温、高压的蒸汽，所述高温、高压的蒸汽通过加热纯水的过程来提供。

在这种情况下，设备中利用过的蒸汽的温度及压力都会降低，不适合设备再次使用，因此被排出到外部。但是，如上的设备排出的蒸汽(以下简称“废水蒸汽”)中也含有大量的热源，因此就这样将所述废水蒸汽排放会造成巨大的能源浪费。

即，为了使低温的纯水相变为高温、高压的水蒸汽需要消耗大量的能量，如果能够再次利用所述废水蒸汽中的热源，就可以节省生成高温、高压的水蒸汽所需的能量。但是，目前为止能够对废水蒸汽中的热源进行再利用的装置并未实现商业化，因此一般都是消耗大量费用来使用设备(plant)。

在先技术文献

专利文献

(专利文献0001)KR 10-1176368 B1

发明内容

技术问题

本发明就是为解决上述问题而研发的。本发明的目的在于，提供一种蒸汽再循环用多级压缩装置。该装置将低温、低压的废水蒸汽经多级压缩转化为设备中能够使用的高温、高压的水蒸汽，将在废水蒸汽压缩过程中产生的冷凝水分离为高温蒸汽和低温水后又将高温蒸汽再循环至设备，从而可以最大限度地提高能源利用率。

技术方案

为了实现上述目的，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置包括：压缩部，其包含三台以上压缩机，将设备排出的废水蒸汽在高温、高压条件下经多级压缩后回送至所述设备；低压冷凝水箱，其用于收集从第1压缩机与第2压缩机之间排出的低压冷凝水；以及高压冷凝水箱，其用于收集从第2压缩机与第3压缩机之间排出的高压冷凝水。

依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置还包括：喷射器，其接收到所述低压冷凝水箱排出的低压冷凝水和所述高压冷凝水箱排出的高压冷凝水后以高压将其排出；分相器，其将所述喷射器排出的冷凝水分离为高温蒸汽和低温水后又将高温蒸汽回送至所述设备还将低温水排放到外部。

所述低压冷凝水箱与高压冷凝水箱的内部空间用隔热层包裹。

所述低压冷凝水箱与高压冷凝水箱分别设置有用于调节内部空间压力的压力调节装置。

在所述低压冷凝水箱的出口侧安装有低压冷凝水阀，在所述高压冷凝水箱的出口侧安装有高压冷凝水阀。

所述喷射器包括：吸引室，其带有内部空间；喷嘴，其将所述高压冷凝水喷射至所述吸引室；吸入部，其沿着与所述高压冷凝水喷射方向成直角的方向将所述低压冷凝水吸入到所述吸引室内；扩散器，其位于所述高压冷凝水喷射方向的延长线上，设置在所述吸引室内，将所述吸引室内的冷凝水以高压排出。

对于所述分相器来说，从所述扩散器排出的冷凝水流入的流入端位于一侧下部，排出高温蒸汽的高温蒸汽排出端位于另一侧上部，排出低温水的低温水排出端位于底面。

有益效果

利用依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置，将设备排出的废水蒸汽以高温、高压多级压缩后可以再次使用，同时将在压缩废水蒸汽的过程中产生的冷凝水分离为高温蒸汽与低温水后再将高温蒸汽回送至设备并可再次使用。由此可以提高设备的能源利用率，减少环境污染。

附图说明

图1是依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置的概略图。

图2是依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置所含喷射器的截面图。

图3是依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置所含分相器的截面图。

附图标记说明

100：设备 210：第1压缩机

220：第2压缩机 230：第3压缩机

300：低压冷凝水箱 310：低压冷凝水阀

400：高压冷凝水箱 410：高压冷凝水阀

500：喷射器 510：喷嘴

520：吸入部 530：吸引室

540：扩散器 600：分相器

610：流入端 620：低温水排出端

630：高温蒸汽排出端 640：低温水阀

具体实施方式

下面，将参照附图对依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置的实施例进行详细说明。

图1是依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置的概略图。

依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置，其构成为将使用设备100后排出到外部的废水蒸汽不排放到大气中，而是经多级压缩转化为高温、高压的水蒸汽后再循环至设备100，从而可以再次使用所述废水蒸汽中含有的热源与压力。

即，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置的最核心的构成要素是压缩部，该压缩部由第1压缩机210、第2压缩机220、第3压缩机230构成，所述压缩部将设备100排出的废水蒸汽经多级压缩转化为高温、高压状态后再将其回送至所述设备100。在本实施例中，虽然只图示了带有3台压缩机的情况，但是为了将废水蒸汽按照更高温度与压力压缩也可以具有4台以上。

一般来说，为了使低温的水相变为高温、高压的水蒸汽就需要消耗以下几种能量：将水加热至100℃所需的能量；使100℃的水相变为100℃的蒸汽所需的能量；使100℃的蒸汽转化为更高的温度与压力所需的能量。但是，利用依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置的情况下，仅消耗使具有100℃温度的废水蒸汽转化为更高的温度与压力所需的能量，因此使用更少的能量就可向设备100提供高温、高压的水蒸汽。

另外，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置由多个压缩机对废水蒸汽进行分级压缩而获得高温、高压的水蒸汽，它只需要用于启动压缩机的电能而不需要用于加热废水蒸汽的热能。因此，在工业用电比较便宜的环境下，利用压缩机将废水蒸汽转化为高温、高压的水蒸汽时，就可以节省很多的费用。另外，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置不将设备100使用后的废水蒸汽排放到大气中而是进行再次利用，因此还可以减少环境污染问题。

另外，利用压缩机对水蒸汽进行压缩的情况下，虽然可以获得高温、高压的水蒸汽，但是也会产生一定量的冷凝水。为了持续保持水蒸汽压缩性能，就必须除去所述冷凝水。在这种情况下，如果任由冷凝水排出管路打开，水蒸汽也会通过所述冷凝水排出管路排出。因此，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置包括：低压冷凝水箱300，其用于收集从第1压缩机210与第2压缩机220之间排出的低压冷凝水；高压冷凝水箱400，其用于收集从第2压缩机220与第3压缩机230之间排出的高压冷凝水。如上所述，设置了低压冷凝水箱300与高压冷凝水箱400之后，就可以将从第1压缩机210与第2压缩机220之间排出的低压冷凝水存储在低压冷凝水箱300中，将从第2压缩机220与第3压缩机230之间排出的高压冷凝水存储在高压冷凝水箱400中，然后周期性地将低压冷凝水箱300与高压冷凝水箱400腾空，从而可以防止高温、高压的水蒸汽通过冷凝水排出管路排出的现象。

在这种情况下，为了能够防止低压冷凝水箱300与高压冷凝水箱400的内部压力过度升高的现象，优选分别在所述低压冷凝水箱300与高压冷凝水箱400内设置用于调节内部空间压力的压力调节装置(未图示)。用于调节水箱内部压力的压力调节装置在本发明所属技术领域以多种结构实现了商业化，因此这里省略对所述压力调节装置的结构及工作原理的详细说明。

另外，填充在低压冷凝水箱300内的低压冷凝水或填充在高压冷凝水箱400内的高压冷凝水与普通的纯水相比也属于高温、高压，如果将所述低压冷凝水与高压冷凝水直接废弃，就会导致将低压冷凝水与高压冷凝水中含有的能量也直接废弃的后果。因此，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置可以构成为再次利用所述低压冷凝水与高压冷凝水中含有的能量。

即，依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置还包括：喷射器500，其接收由所述低压冷凝水箱300排出的低压冷凝水和由所述高压冷凝水箱400排出的高压冷凝水后以高压排出；分相器600，其将由所述喷射器500排出的冷凝水分离为高温蒸汽和低温水后将高温蒸汽回送至所述设备100并将低温水排放到外部。下面，将参照图2及图3对喷射器500与分相器600的结构及工作原理进行详细说明。

如上所述，如果追加设置喷射器500与分相器600，就可以将液体状态的冷凝水分离为高温蒸汽与低温水，由于高温蒸汽可回送至设备100并再次利用，因此可以最大限度地减少能源浪费。当然，排放到外部的低温水中也含有少量的热源，但是低温水中所含热源的量是微乎其微的，因此它不会对废水蒸汽的再利用效率产生大的影响。

在这种情况下，如果低压冷凝水在低压冷凝水箱300内冷却，高压冷凝水在高压冷凝水箱400内冷却，使用如上的喷射器500与分相器600时获得的高温蒸汽的量就非常少。因此，优选将所述低压冷凝水箱300与高压冷凝水箱400制作成能够对低压冷凝水与高温冷凝水保温的结构，即内部空间由隔热层包裹的结构。

另外，为了能够通过喷射器500获得高压的冷凝水，就必须确保向喷射器500供给的低温冷凝水与高温冷凝水的流量达到一定标准以上。因此，为了使低压冷凝水箱300与高压冷凝水箱400分别收集一定量的低压冷凝水与高压冷凝水之后再流入喷射器500，在出口一侧安装低压冷凝水阀310与高压冷凝水阀410。

图2是依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置所含喷射器500的截面图，图3是依据本发明的蒸汽再循环用多级压缩装置所含分相器600的截面图。

所述喷射器500包括：吸引室530，其带有内部空间；喷嘴510，其将所述高压冷凝水喷射至所述吸引室530；吸入部520，其沿着与所述高压冷凝水喷射方向成直角的方向将所述低压冷凝水吸入到所述吸引室530内；扩散器540，其位于所述高压冷凝水喷射方向的延长线上，设置在所述吸引室530内，将所述吸引室530内的冷凝水以高压排出。

向喷嘴510供给的高压冷凝水经过所述喷嘴510的出口时，所述高压冷凝水的压力能大部分转化为速度能。因此，流入吸引室530的高压冷凝水具有非常快的速度，由此导致吸引室530内部的压力降低。如上所述，当吸引室530内部的压力降低之后，低压冷凝水就通过吸入部520快速吸进吸引室530与高压冷凝水混合，在吸引室530内混合的高压冷凝水与低压冷凝水经由扩散器540的同时压力上升。如此使压力不同的两种流体混合后使流体压力上升的扩散器540已在多个领域实现了商业化，因此这里省略了对所述扩散器540的工作原理的详细说明。

如上所述，通过扩散器540排出的冷凝水流入分相器600。在这种情况下，所述分相器600内部具有“之”字形的流路，从所述扩散器540排出的冷凝水流入的流入端610位于一侧下部，高温蒸汽排出的高温蒸汽排出端630位于另一侧上部，低温水排出的低温水排出端620位于底面。所以，通过流入端610流入的冷凝水通过与分相器600内壁的碰撞过程一部分转化为低温水，然后再通过低温水排出端620排出。由于通过所述低温水排出端620排出的低温水的热函(enthalpy)降低，所以其余冷凝水的热函相应升高，从而相变为高温蒸汽并通过高温蒸汽排出端630排出。在这种情况下，为确保用户可以选择是否排出低温水，在所述低温水排出端620上设置有低温水阀640。

如上所述，如果利用喷射器500与分相器600，就可以将低压冷凝水与高压冷凝水中的一部分转化为可用于设备100的高温蒸汽。因此，与将低压冷凝水和高压冷凝水全都排放的情况相比，可以显著减少能源的浪费。

在这里，本实施例中虽然仅图示了所述分相器600的内部流路设计成“之”字形的情况，但是所述分相器600的内部流路也可以设计成圆形或螺旋形。除此之外，只要所述分相器600能够将提供的高温、高压的水分离为高温蒸汽与低温水，可用当前商业化的任何一种分离器替代。

在上述说明中，利用优选实施例对本明进行了详细说明。但是，本发明的范围并非仅限定于特定的实施例，必须要根据权利要求的范围来确定其技术性范围。另外，通过上述的说明，本领域熟练技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

Claims (7)

1.一种蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

包括：压缩部，其包含三台以上压缩机，将设备排出的废水蒸汽在高温、高压条件下经多级压缩后再将其回送至所述设备；低压冷凝水箱，其用于收集从第1压缩机与第2压缩机之间排出的低压冷凝水；高压冷凝水箱，其用于收集从第2压缩机与第3压缩机之间排出的高压冷凝水。

2.根据权利要求1所述的蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

还包括：喷射器，其接收所述低压冷凝水箱排出的低压冷凝水和所述高压冷凝水箱排出的高压冷凝水后以高压将其排出；分相器，其将所述喷射器排出的冷凝水分离为高温蒸汽和低温水后再将高温蒸汽回送至所述设备并将低温水排放到外部。

3.根据权利要求2所述的蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

所述低压冷凝水箱与高压冷凝水箱的内部空间用隔热层包裹。

4.根据权利要求2所述的蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

所述低压冷凝水箱和高压冷凝水箱分别设置有用于调节内部空间压力的压力调节装置。

5.根据权利要求2所述的蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

在所述低压冷凝水箱的出口侧安装有低压冷凝水阀，在所述高压冷凝水箱的出口侧安装有高压冷凝水阀。

6.根据权利要求2所述的蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

所述喷射器包括：吸引室，其带有内部空间；喷嘴，其将所述高压冷凝水喷射至所述吸引室；吸入部，其沿着与所述高压冷凝水喷射方向成直角的方向将所述低压冷凝水吸入到所述吸引室内；扩散器，其位于所述高压冷凝水喷射方向的延长线上，设置在所述吸引室内，将所述吸引室内的冷凝水以高压排出。

7.根据权利要求2所述的蒸汽再循环用多级压缩装置，其特征在于：

对于所述分相器来说，从所述扩散器排出的冷凝水流入的流入端位于一侧下部，排出高温蒸汽的高温蒸汽排出端位于另一侧上部，排出低温水的低温水排出端位于底面。