CN1064543A

CN1064543A - 蒸汽凝结水计量回收方法及装置

Info

Publication number: CN1064543A
Application number: CN 91108123
Authority: CN
Inventors: 赵沃天; 竺乃飞; 袁洁
Original assignee: NANJING INST OF LIGHT INDUSTRY
Current assignee: NANJING INST OF LIGHT INDUSTRY
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1992-09-16

Abstract

本发明涉及一种蒸汽凝结水计量回收方法及装置，它能够回收用汽设备的凝结水送到锅炉或指定的容器，并且在回收系统中不装设流量检测仪表就可以在回收的同时积算蒸汽凝结水的回收流量(质量)和热量。

Description

本发明涉及一种回收用汽设备的蒸汽凝水送到锅炉或指定容器、设备的回收方法及装置。

目前的蒸汽凝结水回收装置只有回收功能，如目前广泛使用的喷射式凝结水回收泵，若要计量流量（质量）和热量时，则需在回收系统中装设由差压流量变送器、节流孔板、开方器和具有温度补偿功能的流量积算仪表组成的流量检测装置积算蒸汽凝结水的流量（质量），然后流量（质量）信号与温度信号一并输入到热量积算仪表积算热量，完成计量工作，其结构复杂，成本高，操作也较繁杂。又如液位控制式蒸汽凝结水回收装置（日本专利特公昭57-47808、上海纺织工业设计院的CHS型等）大都是间歇式回收装置，蒸汽凝结水的排出速度在很短时间内（几秒-十几秒）由零到最大，再回到零，通常的流量检测装置难以胜任，效率低。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种更为简单、实用的蒸汽凝结水计量回收方法及装置，它能够回收用汽设备的蒸汽凝结水送到锅炉或指定的容器，并且在回收系统中不必装设流量检测装置就可在回收的同时积算蒸汽凝结水的回收流量（质量）和热量。

本发明的方法包括在圆筒容器上装放液位检测仪表和温度检测仪表，其液位检测仪表测量圆筒容器中的蒸汽凝结水液位，当液位下降到给定的下液位时，执行机构接受充水信号，产生相应动作，关闭排水通路，打开充水通路，利用蒸汽凝结水自身压力或其它动力向容器中充入蒸汽凝结水;当液位上升到给定的上液位时，执行机构接受排水信号，产生相应动作，关闭充水通路，打开排水通路，利用动力（蒸气、压缩气体、泵和位差）把容器中的蒸汽凝结水送入锅炉或指定容器;充水、排水各一次为一个冲程，循环工作，本发明方法的特征是圆筒容器上装放的液位检测仪表输出的液位信号和温度检测仪表输出的温度信号输入到计量控制系统中，计量控制系统由控制单元、流量（质量）积算单元、热量积算单元组成，该系统至少有液位信号和温度信号两个输入端并至少有两个输出端，液位信号和温度信号两个输入端分别位于计量控制系统中的控制单元和热量积算单元上，分别接受液位检测仪表和温度检测仪表输出的液位信号和温度信号，计量控制系统的两个输出端在圆筒容器中的蒸汽凝结水达到上、下液位时，相应输出排水信号和充水信号控制执行机构动作，按冲程定量（质量）排出和充入蒸汽凝结水，同时每冲程中计量控制系统积算一次蒸汽凝结水的回收流量（质量）和热量。

本发明的装置如图所示。

图1是本发明装置的总体结构示意图;

图2是本发明装置的计量控制系统电原理图。

如图1、2，本发明装置包括一个位于下方的装有电磁阀3、温度检测仪表4和液位检测仪表5的密闭圆筒压力容器1和一个位于上方的具有蒸汽凝结水入口16和二次蒸汽出口17的容器2，电磁阀3至少有a、b、c三个通路，通路a通过管路13与容器2气相连通，通路b通过管路14与锅炉7气相连通，通路c直接装在圆筒容器1上，圆筒容器1下部通过一装有止回阀6-2的管路15与锅炉7液相连通，容器2下部通过一装有止回阀6-1的管路18与圆筒容器1连通，液位检测仪表5的输出接指示调节仪f₁的输入，f₁的上限开关f_1上和下限开关f_1下分别与中间继电器J₁和J₂串接，J₁和J₂的常开触点J_1-2和J_2-2分别与电磁阀3的蒸汽入口b和蒸汽出口a连接，本发明装置还包括有用汽设备9，疏水器10、供水槽11和供水泵12，其特征在于本发明装置设有计量控制系统8，它包括有控制单元19、流量（质量）积算单元20和热量积算单元21三个部分，这三个单元相并联通过电源控制开关QK接交流电源，控制单元19由指示调节仪f₁及其上、下限开关f_1上、f_1下，中间继电器J₁、J₂及其常开常闭触点J_1-1、J_1-2、J_1-3、J_2-1、J_2-2、J_2-3组成，流量（质量）积算单元20由电磁计数器g和继电器J₁的常开触点J_1-4组成，热量积算单元21由定时器D及其常闭触点D₁，比例积算器G和继电器J₁的常开触点J_1-5组成，在控制单元19中，J₁的常开触点J_1-1和J₂的常闭触点J_2-3串联后并接在指示调节仪f₁的上限开关f_1上两端，J₁的常闭触点J_1-3和J₂的常开触点J_2-1串联后并接在f₁下限开关f_1下两端，热量积算单元21的定时器D与J₁的常开触点J_1-4串联，其中点接流量（质量）积算单元20中的电磁计数器g的输入端，热量积算单元21中比例积算器G的输入端与温度检测仪表4之间接有定时器D的常闭触点D₁和J₁的常开触点J_1-5的串联支路。温度检测仪表4可采用热电偶或热电阻，本发明装置中采用铂电阻;液位检测仪表5采用差压式仪表或沉筒式仪表，本发明装置中采用电动差压液位变送器。

在现有的凝结水回收技术中，液位检测仪表多采用电接触式液位控制器，其用途只是控制执行机构完成充水，排水动作。它所测量和控制的液位是蒸汽凝结水的实际液位，每一冲程排出的水量是等容积的。由于水的密度随温度而变化，所以不是等量的。本发明采用差压式或沉筒式检测仪表，所测得的液位实际上是与仪表零点液位间的压差或浮力差，均与液位高度和液体密度之积成正比，按液体内压强和浮力公式统一表示为

H＝λH′ρ （1）

式中H-测量液位（m水柱），λ-选用不同单位常数因子，H′-实际液位（m），ρ-液体密度（吨/m³）。一个冲程的圆筒形容器内的蒸汽凝结水流量（质量）G（T）符合公式

G＝1/4πD²（H′_h-H′_l）（2）

式中D-圆筒形容器内径，H′_h、H′_l-容器中蒸汽凝结水的实际上液位和实际下液位（m）。由公式（1）求出H′后代入（2）得到

G＝1/4λπD²（H_h-H_l）（3）

式中H_h、H_l为容器中蒸汽凝结水的实际上、下液位以压差形式表示的测量液位。因D、H_h、H_l均为装置的给定值，故每一冲程排出和充入的蒸汽凝结水流量（质量）G是与密度（或者说水的温度）无关的常数。实现了按冲程等量排水。由于各种原因，实际水量G与式（3）的计算结果有一定误差，故应以通过实测确定为宜。

计量控制系统的控制单元在发出充水信号或排水信号的同时，每一冲程向流量（质量）积算单元和热量积算单元各输出一个积算信号，使之分别积算一次蒸汽凝结水的流量（质量）和热量。

流量（质量）积算单元每接受一个积算信号累加一个常数G，工作n个冲程时积算流量（质量）W符合公式

W＝nG （4）

热量积算单元中储存有热焓q（T）与温度T（℃）的关系式，每接受一次积算信号即根据输入的温度信号找出对应的热焓，乘以kG后进行累加，所以积算热量Q（Kcal）符合公式

式中k-因选用单位不同而异的常数。

下面以锅炉中返回蒸汽凝结水的工作系统对本发明装置工作过程说明如下。

本发明装置因安装在锅炉7上方，则具有一定压力的蒸汽凝结水由入口16注入容器2，在圆筒容器1处于充水阶段时经管路18流入圆筒容器1，当圆筒容器1中蒸汽凝结水液位达到上液位H_h时，其液位信号经差压变送器5转换成电流输入到指示调节仪f₁中（f₁采用XFT-125动圈式仪表），当液位达到上液位时，f₁输出排水信号，其上限开关f_1上闭合，中间继电器J₁通电，J₁的常开触点J_1-1闭合形成自保护回路，J₁的常开触点J_1-2闭合，电磁阀3的蒸汽入口b通电开启，与此同时，J₁的常闭触点J_1-3打开，中间继电器J₂断电，其常开触点J_2-2断开，电磁阀3的蒸汽出口a断电关闭，圆筒容器1的充水阶段中止，排水阶段开始。此时锅炉7发生的高压蒸汽通过电磁阀3的b-c通路进入圆筒容器1，压力升高，止回阀6-1自动关闭，又因圆筒容器1在锅炉7上方，在位差作用下止回阀6-2自动开启，使蒸汽凝结水返回锅炉7。当圆筒容器1中蒸汽凝结水液位下降到下液位H_l时，其液位信号经差压变送器5输入到指示调节仪f₁中，当液位降到下液位时，f₁输出充水信号，其下限开关f_1下闭合，中间继电器J₂通电，J₂的常开触点J_2-1闭合形成自保持回路，J₂的常开触点J_2-2闭合，电磁阀3的蒸汽出口a通电开启，与此同时，J₂的常闭触点J_2-3打开，中间继电器J₁断电，其常开触点J_1-2断开，电磁阀3的蒸汽入口b断电关闭，圆筒容器1的排水阶段中止，充水阶段开始;此时圆筒容器1中的蒸汽通过电磁阀3的a-c通路进入容器2，两容器内压力平衡，由于圆筒容器1内压力低于锅炉7内压力，止回阀6-2自动关闭，又由于容器2位于圆筒容器1上方，在位差作用下止回阀6-1自动开启，容器2中的蒸汽凝结水自动注入圆筒容器1，直到液位再次达到上液位H_h为止。如此循环，周而复始。

本发明装置的热量积算和流量（质量）积算是同时进行的，当中间继电器J₁通电时，其常开触点J_1-4、J_1-5同时闭合，J_1-4闭合一方面向计数器g送入积算信号，计数器g接受一次信号转动一个字，按公式（4）积算。另一方面使定时器D（可采用时间继电器）通电，定时器D的功能是在J_1-5闭合后的给定时间Δt内通电，使铂电阻（或热电偶）4的温度信号送入比例积算器G，给定时间Δt一经到达，定时器D的常闭触点D₁立即断电，温度信号输入停止。比例积算器G接受温度与时间Δt的乘积进行积算，按公式（5）积算。

本发明装置中的计量控制系统8还可采用微机电路来实现，它可用于复杂的联动系统中，控制单元19，流量（质量）积算单元20和热量积算单元21以及其它所需的工作单元一并集中在微机电路中，热焓-温度关系式事先储存在热量积算单元21中即可执行本发明的计量和回收功能。

本发明具有下列优点：

1、在回收系统中不装设流量检测装置就可以在回收的同时计量蒸汽凝结水的累积流量（质量）和热量。装置简单，投资下降。

2、及时了解回收的水量和热量，以便相应调节燃烧系统参数实现燃烧最佳化。

3、可以方便地在计量控制系统中装设温度、液位显示单元，监控制本装置工作。

Claims

1、一种蒸汽凝结水计量回收方法，它包括在圆筒容器上装放液位检测仪表和温度检测仪表，其液位检测仪表测量圆筒容器中的蒸汽凝结水液位，当液位下降到给定的下液位时，执行机构接受充水信号，产生相应动作，关闭排水通路，打开充水通路，利用蒸汽凝结水自身压力或其它动力向容器中充入蒸汽凝结水；当液位上升到给定的上液位时，执行机构接受排水信号，产生相应动作，关闭充水通路，打开排水通路，利用动力(蒸汽、压缩气体、泵和位差)把容器中的蒸汽凝结水送入锅炉或指定容器，充水、排水各一次为一个冲程，循环工作，本发明方法的特征是，圆筒容器上装放的液位检测仪表输出的液位信号和温度检测仪表输出的温度信号输入到计量控制系统中，计量控制系统由控制单元、流量(质量)积算单元、热量积算单元组成，该系统至少有液位信号和温度信号两个输入端并至少有两个输出端，液位信号和温度信号两个输入端分别位于计量控制系统中的控制单元和热量积算单元上，分别接受液位检测仪表和温度检测仪表输出的液位信号和温度信号，计量控制系统的两个输出端在圆筒容器中的蒸汽凝结水达到上、下液位时，相应输出排水信号和充水信号控制执行机构动作，按冲程定量(质量)排出和充入蒸汽凝结水，同时每冲程中计量控制系统积算一次蒸汽凝结水的回收流量(质量)和热量。

2、一种蒸汽凝结水计量回收装置，它包括一个位于下方的装有电磁阀3、温度检测仪表4和液位检测仪表5的密闭圆筒压力容器1和一个位于上方的具有蒸汽凝结水入口16和二次蒸汽出口17的容器2，电磁阀3至少有a、b、c三个通路，通路a通过管路13与容器2气相连通，通路b通过管路14与锅炉7气相连通，通路c直接装在圆筒容器1上，圆筒容器1下部通过一装有止回阀6-2的管路15与锅炉7液相连通，容器2下部通过一装有止回阀6-1的管路18与圆筒容器1连通，液位检测仪表5的输出接指示调节仪f₁的输入，f₁的上限开关f_1上和下限开关f_1下分别与中间继电器J₁和J₂串接，J₁和J₂的常开触点J_1-2和J_2-2分别与电磁阀3的蒸汽入口b和蒸汽出口a连接，本发明装置还包括有用汽设备9、疏水器10、供水槽11和供水泵12，其特征是本发明装置设有计量控制系统8，它包括有控制单元19、流量（质量）积算单元20和热量积算单元21三个部分，这三个单元相并联通过电源控制开关QK接交流电源，控制单元19由指示调节仪f₁及其上、下限开关f_1上、f_1下，中间继电器J₁、J₂及其常开常闭触点J_1-1、J_1-2、J_1-3、J_2-1、J_2-2、J_2-3组成，流量（质量）积算单元20由电磁计数器g和继电器J₁的常开触点J_1-4组成，热量积算单元21由定时器D及其常闭触点D₁，比例积算器G和J₁的常开触点J_1-5组成，在控制单元19中，J₁的常开触点J_1-1和J₂的常闭触点J_2-3串联后并接在指示调节仪f₁的上限开关f_1上两端，J₁的常闭触点J_1-3和J₂的常开触点J_2-1串联后并接在f₁的下限开关f_1下两端，热量积算单元21的定时器D与J₁的常开触点J_1-4串联，其中点接流量（质量）积算单元20中的电磁计数器g的输入端，热量积算单元21中比例积算器G的输入端与温度检测仪表4之间接有定时器D的常闭触点D₁和J₁的常开触点J_1-5的串联支路。

3、按权利要求2所述的蒸汽凝结水计量回收装置，其特征在于温度检测仪表4可采用热电偶或热电阻，液位检测仪表5采用差压式仪表或沉筒式仪表。