CN107448925B - 一种定排扩容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定排扩容器,包括机架和固定安装于机架上方的壳体，壳体上下两端分别设有排气口和排液口，壳体内设有换热管，换热管一端设有除盐水源，壳体下端设有穿设入壳体内的废水进水管，废水进水管一侧连接有用于增大水压的加压泵，废水进水管上方设有呈网状分布的喷淋网管，废水进水管上端呈扩口设置且连通喷淋网管下端面，喷淋网管上端面开设有喷淋孔，换热管包括穿设过壳体的进管、穿设过壳体的出管和位于壳体内换热单元，进管上设有水泵，换热单元设有若干个且相互连通，上下两端的换热单元分别连通进管和出管其中一个。废水通在向上喷射和下落过程中均与所有换热管接触，从而延长了热交换时间，充分回收热能。

Description

一种定排扩容器

技术领域

本发明涉及锅炉汽水系统，具体涉及一种定排扩容器。

背景技术

锅炉的连排、定排废水含有大量热值，原先经扩容器扩容降压后直接排入大气和水沟，这样不仅造成热污染，水污染，而且还浪费能源。故现在出现了一些可进行余热回收的扩容器，通过在扩容器内加装盘管里面通除盐水，从而对除盐水进行加热，起到余热回收的作用。

如公告号为106765033A的专利，该专利公开了一种锅炉排污热量回收装置，包括定排扩容器，定排扩容器下侧设置有排污总管，所述的定排扩容器内壁设置有换热器，换热器为采用螺旋管悬挂设计的螺旋管束，所述螺旋管束附着在定排扩容器内壁，在所述定排扩容器罐体内的排污总管上设置有通孔，所述定排扩容器罐体内的排污总管外设置有套管，该定排扩容器还设置有喷水减温结构，所述的换热器连接外部冷源，所述定排扩容器顶端设置有蒸汽放散口，所述定排扩容器底部设置有放水口。

使用时，在换热器内通入除盐水，通过排污总管向定排扩容器内进废水，从而使除盐水吸收到废水中的热量，完成热交换，加热了除盐水，完成了对热量的回收。在排污总管进废水的同时，放水口放水，防止废水从蒸气放散口溢出。

由于排污总管位于定排扩容器下侧，故并非整个换热器均可接触到废水，回收的热能较少。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种定排扩容器，提高对废水中热能的回收量，充分利用能源。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种定排扩容器,包括机架和固定安装于机架上方的壳体，所述壳体上下两端分别设有排气口和排液口，所述壳体内设有换热管，所述换热管两端均穿设过壳体，所述换热管一端设有除盐水源，所述壳体下端设有穿设入壳体内的废水进水管，所述废水进水管一侧连接有用于增大水压的加压泵，所述废水进水管上方设有呈网状分布的喷淋网管，所述废水进水管上端呈扩口设置且连通喷淋网管下端面，所述喷淋网管上端面开设有喷淋孔，所述换热管包括穿设过壳体的进管、穿设过壳体的出管和位于壳体内换热单元，所述进管上设有水泵，所述换热单元设有若干个且相互连通，上下两端的所述换热单元分别连通进管和出管其中一个，所述换热单元沿水平方向呈蛇形设置，相邻的所述换热单元呈交错设置。

通过采用上述技术方案，废水通过喷淋网管从而下向上喷淋，形成喷泉状，使废水喷射到换热管上方，然后由于重力废水下落，在向上喷射和下落过程中均与所有换热管接触，从而延长了换热管对同一废水进行热交换的时间，使废水中的热量可多的被换热管吸收，充分回收热能。

换热单元呈蛇形设置，且相邻的换热单元呈交错设置，使向上喷射的废水可更充分的接触到每一个换热单元，提高回收的热能量。

本发明的进一步设置为：所述喷淋网管外周的喷淋孔内固定嵌设有扁嘴喷头，所述扁嘴喷头朝内设置且连通喷淋网管，所述喷淋网管中部的喷淋孔内嵌设有花柱喷头，所述花柱喷头连通喷淋网管。

通过采用上述技术方案，通过扁嘴喷头和花柱喷头，使换热单元各个方向均可接触到废水，即增大了其与废水的接触面积，提高回收的热能量。

本发明的进一步设置为：所述壳体一端设有用于储蓄废水的减压箱，所述减压箱上端也开设有排气口，所述减压箱下端连通废水进水管，所述减压箱上端连接有排污总管，废水通过所述排污总管进入到减压箱内。

通过采用上述技术方案，先将废水通入减压箱内进行减压和储存，使废水中断时，依旧有废水可进入壳体内进行热交换，使热交换持续进行。且废水从排污总管进入热交换后，由于扩容，故其压力减小，方便了后续加压泵对水压的控制，在确保废水可喷淋到换热单元上的前提下，使其对壳体内壁的冲击力较小。

本发明的进一步设置为：所述减压箱、壳体、废水进水管、进管和出管外均包覆有石棉保温层，所述排气口处均设有透气防水膜。

通过采用上述技术方案，透气防水膜可防止废水溢出减压箱，或在向上喷淋时从壳体溅出，提高了生产环境的整洁度。且石棉保温层可减少热量散失，使热量尽可能的用于加热换热管的除盐水，充分利用了能源。

本发明的进一步设置为：所述排污总管位于减压箱内一段呈螺旋设置，且所述排污总管位于减压箱内一段开设有若干消能孔。

通过采用上述技术方案，从而对废水进行了减压降噪处理，且可减弱热膨胀，增强其抗冲击力。减小由于废水的进水水压过大导致减压器和排污总管破损变形的可能性。

本发明的进一步设置为：所述排液口上连接有交换管，所述交换管内沿其轴向固定嵌设有传热板，所述传热板将交换管分隔成排液管和进气管，所述排液管连通壳体，所述排液管另一端设有废水收集池，所述进气管两端均呈封闭设置，所述进气管两端连接有入气管和出气管，所述入气管上设有供气泵。

通过采用上述技术方案，对废水进行二次的热回收，从而回收尽可能多的热能，充分利用能源。加热后的气体可经过加热后进入锅炉，进行供气。由于该空气已吸收了部分废水中的热量，故其需加热的能量较少，节约了能源。

本发明的进一步设置为：所述出管位于进管下方，所述出管连通最下端的换热单元，所述进管连通最上端的换热单元。

通过采用上述技术方案，从而使除盐水克服重力流动，故除盐水的流速可完全由水泵控制。方便了使用者根据实际工况对除盐水的流速进行调节。

本发明的进一步设置为：所述进管上设有用于检测进管处水温的第一温度传感器，所述废水进水管上设有用于检测废水温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器电连接有控制器，所述第二温度传感器也电连接该控制器，所述进管上设有用于控制流速的阀门，所述控制器和阀门电连接，所述控制器可根据第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度控制阀门的开度，所述阀门开度与第一温度传感器检测的温度呈正比。

通过采用上述技术方案，根据进管的进液温度，来控制阀门开度，从而在保证除盐水对废水温度吸收的同时，尽可能的加快流速，从而提高除盐水的整体吸热效率。

本发明的进一步设置为：所述阀门为闸阀，所述第一温度传感器检测的进管处除盐水温度的输出温度值为T1；所述第二温度传感器检测的废水进水管处的废水温度的输出温度值为T2；进管内水流速度为v时，对应的阀门开度为Bmax；进管内水流速度为0时，对应的最大的阀门开度为Bmin；

故除盐液最少可提升的温度Tmin＝[2*l*(K2-K1)*(T2-T1)]/(c*v)；

除盐液最多可提升的温度Tmax＝[2*l*(K2-K1)*(T2-T1)]/c；

上述公式中K1为换热管内液体的传热系数、K2为壳体中废水的传热系数，c为换热管内液体的比热容，l为换热管的长度；

设阀门开度为B，出管处除盐液需达到的温度为[25+(Tmax+Tmin)/2]，该控制器根据公式：

(25+(Tmax+Tmin)/2-T1-Tmin)/(B-Bmax)＝(Tmax-Tmin)/(Bmin-Bmax)；

若B≤Bmin，则B＝Bmin；若B≥Bmax，则B＝Bmax；

以控制阀门的开度。

通过采用上述技术方案，根据T1和T2来计算出除盐液可吸收到的最多的热量和最少的热量。若T1越高，则Tmax越小，对热量回收率不高。此时可增大开度，来提高流速，进而增大热量回收效率，提高加热除盐水的生产效率。若T1较小，则需更多时间将其加热至预设温度，来且其热量回收率较大，故可减小开度，来减小流速，确保可将除盐水加热到所需温度。

本发明具有以下优点：具有较好的热回收性，且热回收效率较高。充分利用了资源，节约了能源成本。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例中喷淋网管的结构示意图；

图3为实施例的局部示意图；

图4为实施例中换热单元的结构示意图；

图5为实施例中控制器的电路连接示意图。

附图标记：1、机架；2、减压箱；3、壳体；4、排污总管；5、消能孔；6、排气口；7、透气防水膜；8、废水进水管；9、石棉保温层；10、加压泵；11、喷淋网管；12、喷淋孔；13、扁嘴喷头；14、花柱喷头；15、换热管；16、进管；17、出管；18、换热单元；19、除盐水源；20、水泵；21、第一温度传感器；22、第二温度传感器；23、控制器；24、阀门；25、排液口；26、交换管；27、传热板；28、排液管；29、进气管；30、废水收集池；31、入气管；32、出气管。

具体实施方式

参照附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种定排扩容器,包括机架1、固定安装于机架1的减压箱2和固定安装于机架1的壳体3，废水先流入减压箱2进行减压缓存，再流入壳体3内，最后流出壳体3。

如图1所示，减压箱2上端连接有排污总管4，废水通过排污总管4进入到减压箱2内。排污总管4位于减压箱2内一段呈螺旋设置，且排污总管4位于减压箱2内一段开设有若干消能孔5。减压箱2上端开设有排气口6，排气口6处均设有透气防水膜7。减压箱2下端连接有废水进水管8。减压箱2、壳体3和废水进水管8外均包覆有石棉保温层9，从而减小热量散失。

如图1所示，废水进水管8另一端穿设入壳体3内，且连通壳体3下端。废水进水管8一侧连接有用于增大水压的加压泵10。如图1和图2所示，废水进水管8上方设有呈网状分布的喷淋网管11。如图3所示，废水进水管8上端呈扩口设置且连通喷淋网管11下端面。喷淋网管11上端面开设有喷淋孔12，喷淋网管11外周的喷淋孔12内固定嵌设有扁嘴喷头13，扁嘴喷头13朝内设置且连通喷淋网管11。喷淋网管11中部的喷淋孔12内嵌设有花柱喷头14，花柱喷头14连通喷淋网管11。如图1所示，壳体3上端设有排气口6，排气口6处均设有透气防水膜7。

如图1所示，壳体3内设有换热管15，换热管15包括穿设过壳体3的进管16、穿设过壳体3的出管17和位于壳体3内换热单元18。换热单元18沿竖直方向设有若干个且相互连通，相邻的换热单元18呈交错设置。如图4所示，换热单元18沿水平方向呈蛇形设置。如图1所示，出管17位于进管16下方，出管17连通最下端的换热单元18。进管16连通最上端的换热单元18，进管16一端连接有提供除盐水的除盐水源19，进管16上设有水泵20。进管16和出管17外均包覆有石棉保温层9,在图中未画出。

如图1所示，进管16上设有用于检测进管16处水温的第一温度传感器21，废水进水管8上设有用于检测废水温度的第二温度传感器22。如图5所示，第一温度传感器21电连接有控制器23，第二温度传感器22也电连接该控制器23。进管16上设有用于控制流速的阀门24，阀门24为闸阀。控制器23和阀门24电连接，控制器23可控制阀门24的开度。

第一温度传感器21检测的进管16处除盐水温度的输出温度值为T1；第二温度传感器22检测的废水进水管8处的废水温度的输出温度值为T2；进管16内水流速度为v时，对应的阀门24开度为Bmax，Bmax指阀门24完全打开，开度为1；进管16内水流速度为0时，对应的最大的阀门24开度为Bmin；若阀门24完全关闭时，开度为0。

故除盐液最少可提升的温度Tmin＝[2*l*(K2-K1)*(T2-T1)]/(c*v)；

除盐液最多可提升的温度Tmax＝[2*l*(K2-K1)*(T2-T1)]/c；

上述公式中K1为换热管15内液体的传热系数、K2为壳体3中废水的传热系数，c为换热管15内液体的比热容，l为换热管15的长度。

设阀门24开度为B，出管17处除盐液需达到的温度为[25+(Tmax+Tmin)/2]。

该控制器23根据下列公式来控制阀门24开度：

(25+(Tmax+Tmin)/2-T1-Tmin)/(B-Bmax)＝(Tmax-Tmin)/(Bmin-Bmax)；

若B≤Bmin，则B＝Bmin；若B≥Bmax，则B＝Bmax。

如图3所示，壳体3下端设有排液口25。排液口25上连接有交换管26，交换管26内沿其轴向固定嵌设有传热板27，传热板27将交换管26分隔成排液管28和进气管29。排液管28连通壳体3，排液管28另一端设有废水收集池30。进气管29两端均呈封闭设置，进气管29两端连接有入气管31和出气管32，入气管31上设有供气泵。出气管32将被废水加热后的空气导向锅炉。

该扩容器回收热量的原理如下：

1、废水通过排污总管4进入减压箱2内，在进入过程中由于消能孔5和减压箱2相对排污总管4的截面积变大，完成了废水的减压和降噪；蒸气从排气口6离开减压箱2；

2、废水在水泵20加压后通过扁嘴喷头13和花柱喷头14喷射到最上端的换热单元18上方，然后由于重力下落；与此同时除盐水在换能管内流动，在废水上升和下降的过程中和换热管15的内除盐水进行热交换，进行热量回收；

3、上升再下落后的废水通过排液口25离开壳体3进入到排液管28内，通过排液管28进行排放；此时空气在进气管29内流动，吸收废水中的热量，加热后的空气可通过出气管32引向锅炉；

4、在除盐水和废水热交换的过程中，第一温度传感器21可检测除盐液的进液温度T1，第二温度传感器22可检测废水的进液温度T2，根据公式计算出除盐液可提高的最高温度Tmax和除盐液可提高的最低温度Tmin；

5、然后将T1和预设温度[25+(Tmax+Tmin)/2]对比，计算出需使除盐液升高的温度，然后根据公式得出阀门24开度B即可；

若B≤B1，则B＝B1；若B≥B2，则B＝B2；

该操作可在确保将除盐液加热到一定温度的情况下，提高处理除盐水的速度，提高生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种定排扩容器,包括机架(1)和固定安装于机架(1)上方的壳体(3)，所述壳体(3)上下两端分别设有排气口(6)和排液口(25)，所述壳体(3)内设有换热管(15)，所述换热管(15)两端均穿设过壳体(3)，所述换热管(15)一端设有除盐水源(19)，其特征是：所述壳体(3)下端设有穿设入壳体(3)内的废水进水管(8)，所述废水进水管(8)一侧连接有用于增大水压的加压泵(10)，所述废水进水管(8)上方设有呈网状分布的喷淋网管(11)，所述废水进水管(8)上端呈扩口设置且连通喷淋网管(11)下端面，所述喷淋网管(11)上端面开设有喷淋孔(12)，所述换热管(15)包括穿设过壳体(3)的进管(16)、穿设过壳体(3)的出管(17)和位于壳体(3)内换热单元(18)，所述进管(16)上设有水泵(20)，所述换热单元(18)设有若干个且相互连通，上下两端的所述换热单元(18)分别连通进管(16)和出管(17)其中一个，所述换热单元(18)沿水平方向呈蛇形设置，相邻的所述换热单元(18)呈交错设置，所述壳体(3)一端设有用于储蓄废水的减压箱(2)，所述减压箱(2)上端也开设有排气口(6)，所述减压箱(2)下端连通废水进水管(8)，所述减压箱(2)上端连接有排污总管(4)，废水通过所述排污总管(4)进入到减压箱(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种定排扩容器，其特征是：所述喷淋网管(11)外周的喷淋孔(12)内固定嵌设有扁嘴喷头(13)，所述扁嘴喷头(13)朝内设置且连通喷淋网管(11)，所述喷淋网管(11)中部的喷淋孔(12)内嵌设有花柱喷头(14)，所述花柱喷头(14)连通喷淋网管(11)。

3.根据权利要求2所述的一种定排扩容器，其特征是：所述减压箱(2)、壳体(3)、废水进水管(8)、进管(16)和出管(17)外均包覆有石棉保温层(9)，所述排气口(6)处均设有透气防水膜(7)。

4.根据权利要求3所述的一种定排扩容器，其特征是：所述排污总管(4)位于减压箱(2)内一段呈螺旋设置，且所述排污总管(4)位于减压箱(2)内一段开设有若干消能孔(5)。

5.根据权利要求4所述的一种定排扩容器，其特征是：所述排液口(25)上连接有交换管(26)，所述交换管(26)内沿其轴向固定嵌设有传热板(27)，所述传热板(27)将交换管(26)分隔成排液管(28)和进气管(29)，所述排液管(28)连通壳体(3)，所述排液管(28)另一端设有废水收集池(30)，所述进气管(29)两端均呈封闭设置，所述进气管(29)两端连接有入气管(31)和出气管(32)，所述入气管(31)上设有供气泵。

6.根据权利要求5所述的一种定排扩容器，其特征是：所述出管(17)位于进管(16)下方，所述出管(17)连通最下端的换热单元(18)，所述进管(16)连通最上端的换热单元(18)。

7.根据权利要求6所述的一种定排扩容器，其特征是：所述进管(16)上设有用于检测进管(16)处水温的第一温度传感器(21)，所述废水进水管(8)上设有用于检测废水温度的第二温度传感器(22)，所述第一温度传感器(21)电连接有控制器(23)，所述第二温度传感器(22)也电连接该控制器(23)，所述进管(16)上设有用于控制流速的阀门(24)，所述控制器(23)和阀门(24)电连接，所述控制器(23)可根据第一温度传感器(21)和第二温度传感器(22)检测的温度控制阀门(24)的开度，所述阀门(24)开度与第一温度传感器(21)检测的温度呈正比。