CN106352322A - 一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统 - Google Patents

Abstract

一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，包括冷凝水收集装置和冷凝水回收装置，冷凝水收集装置包括冷凝水收集罐和闪蒸引射器；冷凝水收集罐包括回收腔和处理腔；回收腔的上部设有第一冷凝水进水口和第一排汽口；处理腔的上部设有汽水混合进口和第二排汽口；第一排汽口的其中一路连接闪蒸引射器的入口，闪蒸引射器的出口连接所述汽水混合进口；处理腔的底部设有第一冷凝水出水口，第一冷凝水出水口经输送泵连接三通阀的入口，三通阀的出口一路连接冷凝水回收管道，另一路连接闪蒸引射器；冷凝水回收管道的输出口连接冷凝水回收装置。本发明既具备开式回收系统和闭式回收系统的优点，又解决了能量、冷凝水回收不彻底、低压冷凝水回水不畅的问题。

Description

一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统

技术领域

本发明涉及蒸汽冷凝水回收利用技术领域，特别是一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统。

背景技术

蒸汽冷凝水回收主要应用于烟草、食品、电子、石油、化工等行业。现有蒸汽冷凝水的回收方式分为开式回收系统和闭式回收系统两种。开式回收系统具有系统运行稳定的优点，但由于二次闪蒸，使得热量损失占疏水器输出热量的50%-70%，损失掉的软化水占冷凝水量的5%-20%，不仅导致热量回收不彻底，还易对环境造成严重的热污染与噪声污染，如冷凝水会被大气中的氧气、二氧化碳二次污染，对水管和下游用水设备造成腐蚀。闭式回收系统具有热量回收彻底的优点，但因不同工艺的冷凝水进入系统时，由于背压不同，会产生低压冷凝水回水不畅等问题。

现有的蒸汽冷凝水回收方法的操作流程为：用汽设备排出的蒸汽凝结水经疏水器进入回收器，再经汽水分离装置，分离出的蒸汽和产生的二次闪蒸汽存于容器上部；水经过除污装置，清除污物后，凝结水存于容器内；蒸汽冷凝水回收装置的容器内水位高低由液位计指示并将信号变送给自动控制系统，控制系统依据水位高低信号指令水泵启动或关闭，当容器内的水位达到最高位时启动水泵，将凝结水输送到一定的地方；当水位降到最低水位时，水泵停止排水，防汽蚀装置确保排水泵不会产生汽蚀；安全阀当集水容器内压力高于设定压力时自动开启，确保集水容器安全。

然而上述蒸汽冷凝水的回收主要存在以下不足：（1）不能完全实现闭式回收，当系统背压过高时排气阀自动打开进行泄压，造成闪蒸汽排放、浪费；（2）冷凝水回收系统管网背压过高易导致生产设备换热效率低、温度上升难；（3）高温冷凝水水泵汽蚀问题；（4）不能在线检测与诊断疏水系统蒸汽泄漏；当车间各设备的疏水阀出现故障时，蒸汽直接加入至管网及冷凝水回收器内，由于罐内压力过高自动进行排放处理，不能进行有效的报警提示及判断疏水阀出现故障；（5）无法解决冷凝水回收系统出现故障时应急处理的问题；（6）不能实现远程监控及管理。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，既具备开式回收系统和闭式回收系统的优点，又解决了能量、冷凝水回收不彻底、低压冷凝水回水不畅的问题。

本发明的技术方案是：一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，包括冷凝水收集装置和冷凝水回收装置；所述冷凝水收集装置包括冷凝水收集罐和闪蒸引射器，所述冷凝水收集罐的一侧设有第一液位计；所述冷凝水收集罐包括回收腔和处理腔，所述回收腔和处理腔的底部相连通；所述回收腔的上部设有第一冷凝水进水口和第一排汽口；所述处理腔的上部设有汽水混合进口和第二排汽口；所述第一排汽口的其中一路连接闪蒸引射器的入口，闪蒸引射器的出口连接所述汽水混合进口；所述处理腔的底部设有第一冷凝水出水口，第一冷凝水出水口经输送泵连接三通阀的入口，三通阀的出口一路连接冷凝水回收管道，另一路连接闪蒸引射器；冷凝水回收管道的输出口连接冷凝水回收装置。

进一步，第一排汽口的另一路连接第一自动调节阀的入口，第一自动调节阀的出口连接所述第二排汽口。

进一步，所述输送泵的入口设有防汽蚀装置。

进一步，所述冷凝水回收装置包括压力缓冲罐和闪蒸汽吸收装置，所述压力缓冲罐的上部与闪蒸汽吸收装置连通。

进一步，所述闪蒸汽吸收装置的内部设有闪蒸汽吸收器，闪蒸汽吸收器的结构为：从下到上依次设有闪蒸汽分配器、多孔接水盘和软化水分配器；所述多孔接水盘有多个，多个多孔接水盘之间以及闪蒸汽分配器与多孔接水盘之间均通过微孔水膜吸收组件连接；

进一步，所述闪蒸汽分配器的一侧设有闪蒸汽进汽口；软化水分配器通过软化水进水口连接软化水水管，软化水水管上还设有雾化吸收组件。

进一步，所述冷凝水回收管道的输出口连接压力缓冲罐的第二冷凝水进水口，所述第二排汽口经闪蒸汽回收管道连接闪蒸汽吸收装置。

进一步，所述闪蒸汽吸收装置的顶部设有第二自动调节阀和安全阀。

进一步，所述冷凝水收集罐的一侧还设有第一温度传感器和第一压力传感器；闪蒸汽吸收装置的一侧设有第二压力传感器；压力缓冲罐的一侧设有第二液位计和第二温度传感器。

进一步，所述压力缓冲罐的底部设有第二冷凝水出水口，所述第二冷凝水出水口经水泵管道连接至锅炉房。

进一步，所述水泵包括主水泵和备用水泵，主水泵和备用水泵为电动泵。

本发明的有益效果：

1）采用了汽液分流方式，冷凝水可快速从起始端输送至冷凝水回收装置，缩短回收时间，提高工作效率；

2）在冷凝水回收装置上方设置的闪蒸汽吸收装置，能在短时间内快速吸收闪蒸汽，使之变成水，体积急剧下降，使整个系统处于微负压状态，有利于冷凝水收集与回收，使闪蒸汽完全降温变成水回收至锅炉房，阻止闪蒸汽排放，实现全闭式回收；

3）通过设计闪蒸引射器及三通阀，从处理腔内抽取冷凝水为工作介质，通过闪蒸引射器引射二次闪蒸汽，使回收腔内形成微负压，有利于用汽设备冷凝水的顺利快速进入回收腔，有效防止管道积水、水锤现象的发生；

4）冷凝水收集装置和冷凝水回收装置在各自泵体的入口处均配备喷射器，以泵体出口的高压水作为工作流体，带动低压的高温水在喷射器内作用混合形成压力适中的混合流体，使原高温水从饱和状态变成过冷状态，提高了泵体的入口水压，巧妙而有效地防止泵体汽蚀现象的发生；

5）能够实现疏水系统蒸汽泄漏在线检测与诊断；

6）能够解决冷凝水回收装置出现故障时应急处理的问题，即冷凝水回收装置设置两台水泵，两台水泵的工作模式采用热备用模式，当其中一台出现故障时另一台自动投入运行，或者是当一台水泵不能满足使用要求时，自动启动两台水泵同时运；

7）通过设计闪蒸汽吸收器的内部结构，能够对闪蒸汽进行二级吸收，确保能量100%回收。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例冷凝水收集装置的结构放大示意图；

图3为图1所示实施例冷凝水回收装置的结构放大示意图；

图4为本发明实施例闪蒸汽吸收器的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示：一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，包括冷凝水收集装置1和冷凝水回收装置2。

如图2所示：冷凝水收集装置1包括冷凝水收集罐3和闪蒸引射器4，冷凝水收集罐3的一侧设有第一液位计；冷凝水收集罐3包括回收腔31和处理腔32，回收腔31和处理腔32的底部相连通；回收腔31的上部设有第一冷凝水进水口33和第一排汽口34；处理腔32的上部设有汽水混合进口35和第二排汽口36；第一排汽口34的其中一路连接闪蒸引射器4的入口，闪蒸引射器4的出口连接汽水混合进口35；处理腔32的底部设有第一冷凝水出水口37，第一冷凝水出水口37经输送泵11连接三通阀12的入口，三通阀12的出口一路连接冷凝水回收管道13，另一路连接闪蒸引射器4；冷凝水回收管道13的输出口连接冷凝水回收装置2；第二排汽口36经闪蒸汽回收管道21连接至冷凝水回收装置2。

本实施例通过将冷凝水收集罐3分为相连通的回收腔31和处理腔32两个腔室，采用汽液分流方式，通过闪蒸引射器4使得冷凝水和闪蒸汽可快速从起始端输送至冷凝水回收装置2，避免发生冷凝水回水不畅的问题，实现全闭式回收。通过设计闪蒸引射器4及三通阀12，从处理腔32内抽取冷凝水为工作介质，通过闪蒸引射器4引射二次闪蒸汽，使回收腔31内形成微负压，有利于用汽设备冷凝水的顺利快速进入回收腔，有效防止管道积水、水锤现象问题的发生。

在上述的基础之上，本实施例第一排汽口34的另一路连接第一自动调节阀14的入口，第一自动调节阀14的出口连接第二排汽口36。第一自动调节阀14的加入是为了防止冷凝水收集装置1的压力过高而导致系统背压过高，影响设备疏水换热，因此对第一自动调节阀14进行压力设定。

冷凝水收集罐3的一侧还设有第一温度传感器和第一压力传感器，分别用于检测冷凝水收集罐3内的温度和压力。第一温度传感器、第一压力传感器、第一自动调节阀14、第一液位计、三通阀12以及输送泵11均与智能检测仪电连接。

本实施例冷凝水收集装置的工作原理为：正常情况下，随着冷凝水不断进入冷凝水收集装置，液位开始升高，当第一液位计检测到液位升至设定值H1时，智能检测仪控制输送泵11启动，此时三通阀12处于冷凝水输送状态，冷凝水经第一冷凝水出水口37开始输送至冷凝水回收装置2；而产生的闪蒸汽则通过处理腔32上部的第二排汽口36排放至冷凝水回收装置2；随着冷凝水的排出，液位开始下降，当第一液位计检测到液位降至设定值H2时，此时智能检测仪控制三通阀12动作至冷凝水循环状态，这样冷凝水通过闪蒸引射器4引射二次闪蒸汽，将回收腔31内的闪蒸汽带入处理腔32，回收腔31内形成微负压，有利于用汽设备冷凝水的顺利快速进入回收腔，于是冷凝水收集装置1又进入充水状态，重复动作过程，进而使得冷凝水和闪蒸汽可快速从起始端输送至冷凝水回收装置2，缩短回收时间，提高工作效率。

当疏水系统故障出现蒸汽泄漏或人为开启疏水阀旁通时，冷凝水收集装置1的回收腔31内压力会急剧升高，当第一压力传感器检测到压力达到设定值P1时，智能检测仪控制第一自动调节阀14开启，对回收腔31内紧急泄压，减少对工艺设备生产的影响，同时进行相应的警告报警处理，提醒操作人员根据报警信息的具体位置进行检修及维护。

如图3所示：冷凝水回收装置2包括压力缓冲罐5和闪蒸汽吸收装置6，压力缓冲罐5的上部与闪蒸汽吸收装置6连通。冷凝水回收管道13的输出口连接压力缓冲罐5的第二冷凝水进水口51，第二排汽口36经闪蒸汽回收管道21连接闪蒸汽吸收装置6。闪蒸汽吸收装置6的内部设有闪蒸汽吸收器，闪蒸汽吸收装置6的一侧上方设有软化水进水口61，闪蒸汽吸收装置6的一侧下方设有闪蒸汽进汽口62。闪蒸汽吸收装置6的顶部设有第二自动调节阀63和安全阀64。压力缓冲罐5的底部设有第二冷凝水出水口52，第二冷凝水出水口52经水泵管道连接至锅炉房。

闪蒸汽吸收装置6的一侧设有第二压力传感器，用于检测压力缓冲罐5和闪蒸汽吸收装置6内的压力；压力缓冲罐5的一侧设有第二液位计53和第二温度传感器，第二温度传感器用于检测压力缓冲罐5内的温度。第二温度传感器、第二压力传感器、第二自动调节阀63、第二液位计53以及水泵均与智能检测仪电连接。

本实施例的水泵包括主水泵7和备用水泵8，主水泵7和备用水泵8均为电动泵。当主水泵7出现故障时备用水泵8则自动投入运行；或者是当其中一台水泵不能满足使用要求时，自动启动两台水泵同时运行。由于水泵的叶轮变形或排气不畅导致水泵正常运转不产生故障信号，但冷凝水没有被抽送至锅炉房，另外一种原因是系统某时段冷凝水量大，一台水泵不能满足使用要求，此时通过程序自动设定了当其中一台水泵运行一段时间后水位保持不变或升高，说明冷凝水量大，自动启动两台水泵。

本实施例冷凝水回收装置的工作原理为：冷凝水通过冷凝水收集装置1输送至冷凝水回收装置2的压力缓冲罐5内，而闪蒸汽则经第二排汽口36进入压力缓冲罐5上部的闪蒸汽吸收装置6内，冷凝水通过水泵进行加压输送至锅炉房，闪蒸汽则经闪蒸汽吸收装置6吸收换热成冷水，水泵采用热备用工作模式，当一台水泵无法满足要求或故障时启动第二台水泵，水泵启停通过第二液位计53检测到的液位高低进行控制，为了防止压力缓冲罐5的压力过高而导致系统背压过高，采用第二自动调节阀63和安全阀64对压力缓冲罐5进行压力恒定调节；当第二压力传感器检测到压力缓冲罐5的压力达到设定值P2时，则智能检测仪控制第二自动调节阀63开启，对压力缓冲罐5内紧急泄压，减少对工艺设备生产的影响，此外，若压力高于安全阀64的承受力时，安全阀64也会自动打开，保证设备安全。安全阀64的出口连接有排气管65，连接至排水沟。

如图4所示：本实施例中，闪蒸汽吸收器的具体结构为：从下到上依次设有闪蒸汽分配器66、多孔接水盘67和软化水分配器68。其中，闪蒸汽分配器66的一侧设有闪蒸汽进汽口62。多孔接水盘67有多个，本实施例优选为六个，每三个为一组，每组的其中两个固定于闪蒸汽吸收器的内壁上，另外一个设于闪蒸汽吸收器的中部并位于前述两个多孔接水盘67的上方。六个多孔接水盘67之间、以及闪蒸汽分配器66与多孔接水盘67之间均通过微孔水膜吸收组件69连接。可以理解的是，本实施例的多孔接水盘数量并不限定为六个，也可以是三个、九个等。软化水分配器68安装于闪蒸汽吸收器的顶部，软化水分配器68通过软化水进水口61连接软化水水管。软化水水管上还设有雾化吸收组件70，雾化吸收组件70使软化水成雾状喷出，有利于吸收闪蒸汽。软化水进入软化水分配器68后通过下端的喷头进行软化水分配，均匀落入多孔接水盘67中，再从多孔接水盘67的孔中落下滴入微孔水膜吸收组件69中形成水膜。

闪蒸汽吸收器的工作原理为：闪蒸汽进入闪蒸汽分配器66后，通过微孔水膜吸收组件69对闪蒸汽进行一级吸收，未被吸收的闪蒸汽继续向上运动，通过雾化吸收组件68进行二级完全吸收，这样可确保能量100%回收。软化水通过微孔水膜吸收组件69形成的水膜，大大增加了闪蒸汽与软化水的接触面积，能更充分吸收闪蒸汽，上部设计的雾化吸收组件68使软化水成雾状喷出，也有利于吸收闪蒸汽。

本实施例中，输送泵11、主水泵7、备用水泵8的入口处均设有防汽蚀装置，本实施例的防汽蚀装置优选为喷射器，以泵体出口的高压水作为工作流体，带动低压的高温水在喷射器内作用混合形成压力适中的混合流体，使原高温水从饱和状态变成过冷状态，提高了泵体的入口水压，巧妙而有效地防止泵体汽蚀现象的发生。

本实施例的冷凝水收集罐3和压力缓冲罐5均为圆柱形罐体，冷凝水收集罐3的底部设有第一排污口38，压力缓冲罐5的底部设有第二排污口54，便于清洗排污。第一液位计和第二液位计53均为磁翻板液位计。

为了提高回收效率，本实施例可以设置多个冷凝水收集装置1，通过闪蒸汽回收管道21和冷凝水回收管道13与冷凝水回收装置2连接，在每个冷凝水收集装置1处采用智能检测仪检测相应的数据，如温度、压力数据，并对数据进行分析、判断，判断的结果在显示屏上进行显示，例如显示出故障的疏水阀的名称及位置，从而实现疏水系统蒸汽泄漏在线检测与诊断。本实施例的智能检测仪具有多种先进的通讯接口，如PROFINET、PROFIBUS、TCP/IP、EtherNet/IP等，可将数据上传至上位机或中控系统进行统一管理及监控，具有完善的报警信息系统，并具备系统及设备的过程诊断功能。

本实施例实现了蒸汽冷凝水全闭式智能回收，回收率达到99%以上。

整体而言，本实施例主要具有以下优点：

1）采用了汽液分流方式，冷凝水可快速从起始端输送至冷凝水回收装置，缩短回收时间，提高工作效率；

2）在冷凝水回收装置上方设置的闪蒸汽吸收装置，能在短时间内快速吸收闪蒸汽，使之变成水，体积急剧下降，使整个系统处于微负压状态，有利于冷凝水收集与回收，使闪蒸汽完全降温变成水回收至锅炉房，阻止闪蒸汽排放，实现全闭式回收；

3）通过设计闪蒸引射器及三通阀，从处理腔内抽取冷凝水为工作介质，通过闪蒸引射器引射二次闪蒸汽，使回收腔内形成微负压，有利于用汽设备冷凝水的顺利快速进入回收腔，有效防止管道积水、水锤现象的发生；

4）冷凝水收集装置和冷凝水回收装置在各自泵体的入口处均配备喷射器，以泵体出口的高压水作为工作流体，带动低压的高温水在喷射器内作用混合形成压力适中的混合流体，使原高温水从饱和状态变成过冷状态，提高了泵体的入口水压，巧妙而有效地防止泵体汽蚀现象的发生；

5）能够实现疏水系统蒸汽泄漏在线检测与诊断；

6）能够解决冷凝水回收装置出现故障时应急处理的问题，即冷凝水回收装置设置两台水泵，两台水泵的工作模式采用热备用模式，当其中一台出现故障时另一台自动投入运行，或者是当一台水泵不能满足使用要求时，自动启动两台水泵同时运；

7）通过设置智能检测仪，具备多种先进的通讯接口，如PROFINET、PROFIBUS、TCP/IP、EtherNet/IP等，可将数据上传至上位机或中控系统进行统一管理及监控，完善的报警信息系统，并且具备系统及设备的过程诊断功能。

Claims (10)

1.一种汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，包括冷凝水收集装置和冷凝水回收装置，其特征在于，所述冷凝水收集装置包括冷凝水收集罐和闪蒸引射器，所述冷凝水收集罐的一侧设有第一液位计；所述冷凝水收集罐包括回收腔和处理腔，所述回收腔和处理腔的底部相连通；所述回收腔的上部设有第一冷凝水进水口和第一排汽口；所述处理腔的上部设有汽水混合进口和第二排汽口；所述第一排汽口的其中一路连接闪蒸引射器的入口，闪蒸引射器的出口连接所述汽水混合进口；所述处理腔的底部设有第一冷凝水出水口，第一冷凝水出水口经输送泵连接三通阀的入口，三通阀的出口一路连接冷凝水回收管道，另一路连接闪蒸引射器；冷凝水回收管道的输出口连接冷凝水回收装置。

2.根据权利要求1所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述第一排汽口的另一路连接第一自动调节阀的入口，第一自动调节阀的出口连接所述第二排汽口。

3.根据权利要求1或2所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述输送泵的入口设有防汽蚀装置。

4.根据权利要求1或2所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述冷凝水回收装置包括压力缓冲罐和闪蒸汽吸收装置，所述压力缓冲罐的上部与闪蒸汽吸收装置连通。

5.根据权利要求4所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述闪蒸汽吸收装置的内部设有闪蒸汽吸收器，闪蒸汽吸收器的结构为：从下到上依次设有闪蒸汽分配器、多孔接水盘和软化水分配器；所述多孔接水盘有多个，多个多孔接水盘之间以及闪蒸汽分配器与多孔接水盘之间均通过微孔水膜吸收组件连接。

6.根据权利要求5所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述闪蒸汽分配器的一侧设有闪蒸汽进汽口；软化水分配器通过软化水进水口连接软化水水管，软化水水管上还设有雾化吸收组件。

7.根据权利要求4所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述冷凝水回收管道的输出口连接压力缓冲罐的第二冷凝水进水口，所述第二排汽口经闪蒸汽回收管道连接闪蒸汽吸收装置。

8.根据权利要求4所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述闪蒸汽吸收装置的顶部设有第二自动调节阀和安全阀。

9.根据权利要求4所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述冷凝水收集罐的一侧还设有第一温度传感器和第一压力传感器；闪蒸汽吸收装置的一侧设有第二压力传感器；压力缓冲罐的一侧设有第二液位计和第二温度传感器。

10.根据权利要求9所述的汽液分流微负压蒸汽冷凝水回收系统，其特征在于，所述压力缓冲罐的底部设有第二冷凝水出水口，所述第二冷凝水出水口经水泵管道连接至锅炉房；水泵包括主水泵和备用水泵，主水泵和备用水泵为电动泵。