CN106224937B - 一种蒸汽发生器热能回收装置和蒸汽发生器系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种蒸汽发生器热能回收装置和蒸汽发生器系统，所述装置通过第一换热器对流经连接箱的回水的热量进行回收，将回收的热量传递给流进蒸汽发生器的给水，采用第二换热器对排出的废水的热量进行回收，将回收的热量传递给水箱中的水，因此，有效的实现了能量回收，降低了能源耗用。

Description

一种蒸汽发生器热能回收装置和蒸汽发生器系统
技术领域
本发明涉及换热器设备技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器热能回收装置和蒸汽发生器系统。
背景技术
蒸汽发生器在运行过程中，在蒸汽发生器出口输出高温高压的汽水混合物，经汽水分离器实现蒸汽和水的分离，分离出的蒸汽流进蒸汽分汽缸，分离出的水经疏水器后通常直接流到除氧水箱，该回水温度较高，回水量较大时，易出现除氧水箱内的水沸腾，排出水蒸气的现象，这些被排出的水蒸气无法有效利用。并且，蒸汽发生器在运行过程中，随着盘管内水的不断蒸发浓缩，杂质浓度逐渐增加，为了保证该设备正常运行，通常保持盘管中水的杂质在一定的限度以下，如果蒸汽发生器给水中的PH值、溶解固形物、碱度等关键指标超出了蒸汽发生器正常运行时工艺要求的范围，需要进行排污，通常在蒸汽发生器排污时，直接把含废物浓度较高的汽水混合物排进下水道，该汽水混合物温度较高，会带走较高的热量，造成能源和水资源浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种蒸汽发生器热能回收装置和蒸汽发生器系统，以降低蒸汽发生器工作过程中产生的能源浪费。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种蒸汽发生器热能回收装置，包括：
与蒸汽发生器汽水出口相连的汽水分离器，所述汽水分离器的输出端包括蒸汽输出端和回水输出端；
进水口与汽水分离器的回水输出端相连的疏水器；
第一换热管路的进水口与所述疏水器的出水口相连的第一换热器；
第一进水口与第一换热器的第一换热管路的出水口相连的连接箱；
第一进水口与所述连接箱的第一出水口相连的除氧水箱；
所述除氧水箱的第一出水口与第一增压泵的进水口相连；
所述第一增压泵的出水口与第一换热器的第二换热管路的进水口相连；
进水口与所述第一换热器的第二换热管路的出水口相连、出水口与蒸汽发生器的进水口相连的隔膜泵；
一端与所述疏水器的出水口相连、另一端与连接箱的第二进水口相连的第九电动阀门(109)；
第一换热管路的进水口与所述连接箱的第二出水口相连的第二换热器；
水箱；
进水口与所述水箱的第一出水口相连的第三增压泵；
进水口与所述第三增压泵的出水口相连的第三换热器；
所述第二换热器的第二换热管路的进水口与所述第三换热器的出水口相连，所述第二换热器的第二换热管路的出水口与所述水箱的回水口相连；
进水口一端与所述水箱的出水口相连、出水口与所述除氧水箱的第二进水口相连的平衡水箱。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，还包括：
设置在所述疏水器的出水口与第九电动阀门(109)之间的第一电动阀门(101)；
一端与第一电动阀门(101)和第九电动阀门(109)的公共端相连，另一端与所述第一换热器的第一换热管路相连的第三电动阀门(103)；
设置在所述连接箱的第一出水口与所述第一换热器的第一换热管路之间的第二电动阀门(102)；
设置在所述连接箱的第二进水口与所述第二换热器的第一换热管路之间的第十电动阀门(110)；
设置在连接箱的第一出水口与除氧水箱的第一进水口之间的第四电动阀门(104)；
设置在所述除氧水箱的第一出水口与第一增压泵之间的第五电动阀门(105)；
设置在所述水箱的第一出水口与第三增压泵之间的第六电动阀门(106)；
设置在所述水箱的第二出水口与平衡水箱之间的第七电动阀门(107)；
设置在所述平衡水箱的出水口与所述除氧水箱的第二进水口之间的第八电动阀门(108)。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，还包括：
控制平台，所述控制平台上设置有用于控制各个电动阀门的导通状态的控制开关。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，所述控制平台上设置有第一开关、第二开关和排污开关；
所述控制平台用于，当排污开关触发后，控制所述第一电动阀门(101)、第九电动阀门(109)、第六电动阀门(106)和第十电动阀门(110)导通；当第一开关触发后，控制所述第一电动阀门(101)、第三电动阀门(103)、第二电动阀门(102)、第四电动阀门(104)、第五电动阀门(105)和第六电动阀门(106)导通；当第二开关触发后，第七电动阀门(107)、第八电动阀门(108)导通。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，还包括：
设置于第一增压泵的出水口与第一换热器的第二换热管路的进水口间的取样器，用于检测蒸汽发生器进水中的预设参数，当所述预设参数超出运行工艺要求的预范围时，向所述控制平台输出用于触发排污开关的控制信号。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，第一换热器、第二换热器为板式换热器。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，所述第一换热器的第一换热管路和第二换热管路互为热交互对象，所述第二换热器的第一换热管路和第二换热管路互为热交互对象。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，所述第一换热器和第二换热器包括密封壳体，以及设置在所述壳体内的第一换热管路和第二换热管路。
优选的，上述蒸汽发生器热能回收装置中，还包括：
一种蒸汽发生器系统，包括蒸汽发生器以及上述任意一项所述的蒸汽发生器热能回收装置。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的蒸汽发生器热能回收装置，通过第一换热器对流进连接箱的回水的热量进行回收，将回收的热量传递给流进蒸汽发生器的给水，采用第二换热器对排出的废水进行回收，将会后的热量传递给水箱中的水，因此，有效的实现了能量回收，降低了能源浪费。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的蒸汽发生器热能回收装置的结构示意图。
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。
针对于现有技术中存在的蒸汽发生器在工作时，容易造成能源浪费的问题，本申请公开了一种蒸汽发生器热能回收装置以及能源利用率高的蒸汽发生器系统。
参见图1，本申请实施例公开的蒸汽发生器热能回收装置，可以包括：
与蒸汽发生器1的汽水出口相连的汽水分离器2，所述汽水分离器2的输出端包括蒸汽输出端和回水输出端，所述汽水分离器2用于实现对所述蒸汽发生器1的汽水出口输出的蒸汽和水的分离，分离出的蒸汽由蒸汽输出端输出，流进蒸汽分汽缸，分离出的液体由汽水出口输出；
进水口与汽水分离器2的回水输出端相连的疏水器3；
第一换热管路的进水口与所述疏水器3的出水口相连的第一换热器5；
第一进水口与第一换热器5的第一换热管路的出水口相连的连接箱4；
第一进水口与所述连接箱4的第一出水口相连的除氧水箱6；
所述除氧水箱6的第一出水口与第一增压泵7的进水口相连；
所述第一增压泵7的出水口与第一换热器5的第二换热管路的进水口相连；
进水口与所述第一换热器5的第二换热管路的出水口相连、出水口与蒸汽发生器1的进水口相连的第二增压泵8，所述第二增压泵可以为隔膜泵；
一端与所述疏水器3的出水口相连、另一端与连接箱4的第二进水口相连的第九电动阀门109；
第一换热管路的进水口与所述连接箱4的第二出水口相连的第二换热器10；
水箱11；
进水口与所述水箱11的第一出水口相连的第三增压泵12；
进水口与所述第三增压泵12的出水口相连的第三换热器9；
所述第二换热器10的第二换热管路的进水口与所述第三换热器9的出水口相连，所述第二换热器10的第二换热管路的出水口与所述水箱11的回水口相连；
进水口一端与所述水箱11的出水口相连、出水口与所述除氧水箱6的第二进水口相连的平衡水箱13，在本申请实施例公开的方案中，所述平衡水箱13，用于将其内部水的水温调温并保持在95℃，为除氧水箱补水。这种办法能够保持除氧水箱水温恒定，水位稳定，除氧水箱的水温水位控制简单可靠。
为了方便用户更加清晰的了解上述热能回收装置的结构和工作原理，下面本申请针对各种情况对其工作过程进行说明：
蒸汽发生器1运行时，蒸汽发生器1由出水口输出汽水混合物，该汽水混合物经汽水分离器2实现蒸汽和水的分离，分离出的蒸汽流进蒸汽分汽缸，分离出的正常回水依次经疏水器3、第一换热器5的第一换热管路、连接箱4、流进除氧水箱6，蒸汽发生器1的给水由除氧水箱6供给，所述除氧水箱6由出水口输出的水经第一增压泵7、经第一换热器5的第二换热管路、经第二增压泵8加压后，流进蒸汽发生器1。由于，所述第一换热器5的第一换热管路和第二换热管路之间存在热交换，所述第一换热管路中的热能会释放至第二换热管路，使得第二换热管路中的水温增高，同时第一换热管路中的水温会降低，进而提高流入蒸汽发生器1的供给水的温度，提高了能源利用率。
蒸汽发生器1出水口输出的汽水混合物，该汽水混合物由于杂质浓度超标需要排出时，蒸汽发生器1出口输出的汽水混合物，经汽水分离器2实现蒸汽和水的分离，经疏水器3分离出的高温水经第九电动阀门109、连接箱4以及第二换热器10的第一热交换管路后排出；
水箱11中的常温水经其第一出水口流出后，经第三增压泵12、第三换热器9、第二换热器10的第二换热管路后，从水箱11上端的进水口流进水箱，在该过程中，所述第二换热器10的第一换热管路和第二换热管路之间进行热交互，第一换热管路中的热量交换到所述第二换热管路中，对所述水箱11中的水进行加热，水箱11中的水由其第二出水口流出后进入平衡水箱13，有效的对能源进行了回收利用，其中所述水箱11的第一出水口设置于箱体底部，第二出水口和设置于水箱的顶部。
水箱内的常温水流经第三换热器9后，为增压泵8的膜片降温，延长了该增压泵的寿命。
可见，在本申请上述实施例公开的方案中，所述第一换热器5、第二换热器10分别为热量交换的场所，蒸汽发生器1的回水经第一换热器5换热后出口水温可以为95℃左右，该水直接流进除氧水箱，使得蒸汽发生器1的高温回水经过换热不会导致除氧水箱的水沸腾，而出现能源和水的浪费。
需要排出的高温回水，经过第二换热器10换热后，排进下水道，回收了该部分高温水的热量。
为了方便对各个管路的导通情况进行控制，在本申请上述实施例公开的方案中，还可以包括多个用于控制各路管路通断的电动阀门，具体的，参见图1，所述蒸汽发生器热能回收装置还可以包括：
设置在所述疏水器3的出水口与第九电动阀门109之间的第一电动阀门101；
一端与第一电动阀门101和第九电动阀门109的公共端相连，另一端与所述第一换热器5第一换热管路相连的第三电动阀门103；
设置在所述连接箱4的第一进水口与所述第一换热器5的第一换热管路之间的第二电动阀门102；
设置在所述连接箱4的第二出水口与所述第二换热器10的第一换热管路之间的第十电动阀门110；
设置在连接箱4的第一出水口与除氧水箱6的第一进水口之间的第四电动阀门104；
设置在所述除氧水箱6的第一出水口与第一增压泵7之间的第五电动阀门105；
设置在所述水箱11的第一出水口与第三增压泵12之间的第六电动阀门106；
设置在所述水箱11的第二出水口与平衡水箱13之间的第七电动阀门107；
设置在所述平衡水箱13的出水口与所述除氧水箱6的第二进水口之间的第八电动阀门108。
在本申请其他实施例公开的技术方案中，所述蒸汽发生器热能回收装置，还可以包括用于对各个电动阀门进行控制的控制平台，所述控制平台上设置有用于控制各个电动阀门的导通状态的控制开关。
在上述实施例公开的方案中，依据不同需求下所需的电动阀门的导通状态不同，所述控制平台上至少设置有第一开关、第二开关和排污开关；
所述控制平台用于，当排污开关被触发后，控制所述第一电动阀门101、第九电动阀门109、第六电动阀门106和第十电动阀门110导通；当第一开关触发后，控制所述第一电动阀门101、第三电动阀门103、第二电动阀门102、第四电动阀门104、第五电动阀门105和第六电动阀门106导通；当第二开关触发后，第七电动阀门107、第八电动阀门108导通。
在上述实施例公开的技术方案中，所述排污开关和第二开关可以采用用户手动触发的方式触发，当然也可以采用自动触发的方式触发，具体的，上述方案还可以包括：
取样器，用于检测蒸汽发生器汽水出口流出的液体的预设参数，当所述预设参数超出运行工艺要求的预范围时，向所述控制平台输出用于触发排污开关的控制信号，这些参数可以包括蒸汽发生器1内液体的PH值、溶解固形物、碱度等关键指标。
为了方便第一换热管路和第二换热管路进行热交互，上述第一换热器5和第二换热器10可以为板式换热器。
更进一步的，为了方便所述第一换热管路与第二换热管路进行热交互，在本申请上述实施例公开的方案中，所述第一换热管路和第二换热管路可以为缠绕在一起的换热管路，两者互为热传递对象。当然，两者也可以全部被包围在一热传递介质中，通过所述热传递介质进行热交互，此时，所述第一换热器5和第二换热器10可以包括密封壳体，以及设置在所述壳体内的第一换热管路和第二换热管路，所述壳体内填充有热传递介质。
更进一步的，为了保证上述各个电动阀门的可靠开启和关闭，在本申请上述实施例公开的技术方案中，上述电动阀门中的一个或多个为电动控制阀，为了保证可靠关闭，电动阀门关闭后各个电动阀门的电机延时2s后关闭电机电源，这种控制模式，能够保证阀门完全关闭，又保护了电机因为堵转而烧坏。
申请实施例公开的方案中，多个蒸汽发生器热能回收装置可以共用一个连接箱4、第三电动阀门103和第一换热器5，即所述连接箱4可以设置有多个第二进水口，例如，参见图1，所述连接箱4可以包括4个第二进水口，这四个进水口分别与第九电动阀门109、电动阀门209、电动阀门309、电动阀门409一一对应相连，所述第九电动阀门109、电动阀门209、电动阀门309、电动阀门409的另一端与第三电动阀门103相连，参见图1，第三电动阀门103除了以本装置的第一电动阀门101相连之外，还与其他热能回收装置的电动阀门201、电动阀门301电动阀门401相连，其中，所述电动阀门209、电动阀门309、电动阀门409在热能回收装置中所起到的作用与所述第九电动阀门109在本装置中所起到的作用相同。
与上述装置相对应，本申请还公开了一种蒸汽发生器系统，该系统可以包括蒸汽发生器以及上述任意一项实施例所述的蒸汽发生器热能回收装置，其中，所述蒸汽发生器可以为盘管式蒸汽发生器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，包括：
与蒸汽发生器汽水出口相连的汽水分离器，所述汽水分离器的输出端包括蒸汽输出端和回水输出端；
进水口与汽水分离器的回水输出端相连的疏水器；
第一换热管路的进水口与所述疏水器的出水口相连的第一换热器；
第一进水口与第一换热器的第一换热管路的出水口相连的连接箱；
第一进水口与所述连接箱的第一出水口相连的除氧水箱；
所述除氧水箱的第一出水口与第一增压泵的进水口相连；
所述第一增压泵的出水口与第一换热器的第二换热管路的进水口相连；
进水口与所述第一换热器的第二换热管路的出水口相连、出水口与蒸汽发生器的进水口相连的第二增压泵；
一端与所述疏水器的出水口相连、另一端与连接箱的第二进水口相连的第九电动阀门(109)；
第一换热管路的进水口与所述连接箱的第二出水口相连的第二换热器；
水箱；
进水口与所述水箱的第一出水口相连的第三增压泵；
进水口与所述第三增压泵的出水口相连的第三换热器；
所述第二换热器的第二换热管路的进水口与所述第三换热器的出水口相连，所述第二换热器的第二换热管路的出水口与所述水箱的回水口相连；
进水口一端与所述水箱的出水口相连、出水口与所述除氧水箱的第二进水口相连的平衡水箱。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，还包括：
设置在所述疏水器的出水口与第九电动阀门(109)之间的第一电动阀门(101)；
一端与第一电动阀门(101)和第九电动阀门(109)的公共端相连，另一端与所述第一换热器的第一换热管路相连的第三电动阀门(103)；
设置在所述连接箱的第一进水口与所述第一换热器的第一换热管路之间的第二电动阀门(102)；
设置在所述连接箱的第二出水口与所述第二换热器的第一换热管路之间的第十电动阀门(110)；
设置在连接箱的第一出水口与除氧水箱的第一进水口之间的第四电动阀门(104)；
设置在所述除氧水箱的第一出水口与第一增压泵之间的第五电动阀门(105)；
设置在所述水箱的第一出水口与第三增压泵之间的第六电动阀门(106)；
设置在所述水箱的第二出水口与平衡水箱之间的第七电动阀门(107)；
设置在所述平衡水箱的出水口与所述除氧水箱的第二进水口之间的第八电动阀门(108)。
3.根据权利要求2所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，还包括：
控制平台，所述控制平台上设置有用于控制各个电动阀门的导通状态的控制开关。
4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，
所述控制平台上设置有第一开关、第二开关和排污开关；
所述控制平台用于，当排污开关触发后，控制所述第一电动阀门(101)、第九电动阀门(109)、第六电动阀门(106)和第十电动阀门(110)导通；当第一开关触发后，控制所述第一电动阀门(101)、第三电动阀门(103)、第二电动阀门(102)、第四电动阀门(104)、第五电动阀门(105)和第六电动阀门(106)导通；当第二开关触发后，第七电动阀门(107)、第八电动阀门(108)导通。
5.根据权利要求4所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，还包括：
设置于第一增压泵的出水口与第一换热器的第二换热管路的进水口间的取样器，用于检测蒸汽发生器进水中的预设参数，当所述预设参数超出运行工艺要求的预范围时，向所述控制平台输出用于触发排污开关的控制信号。
6.根据权利要求1所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，
第一换热器、第二换热器为板式换热器。
7.根据权利要求1所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，所述第一换热器的第一换热管路和第二换热管路互为热交互对象，所述第二换热器的第一换热管路和第二换热管路互为热交互对象。
8.根据权利要求1所述的蒸汽发生器热能回收装置，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器包括密封壳体，以及设置在所述壳体内的第一换热管路和第二换热管路。
9.一种蒸汽发生器系统，其特征在于，包括蒸汽发生器以及权利要求1-8任意一项所述的蒸汽发生器热能回收装置。
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