CN107575748B - 蒸汽伴热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蒸汽伴热装置，应用于煤气排水器。该煤气排水器包括煤气主管、腔室、及覆盖住腔室顶面的上端盖。腔室分为第一和第二室。该蒸汽伴热装置包括蒸汽主管、从蒸汽主管分支出来向第二室延伸并部分插入第二室的蒸汽支管、及温度调节阀。其中，温度调节阀包括与蒸汽支管连通的阀体、在阀体内的阀座和阀芯、一端与阀芯相连且另一端与调节阀执行器的顶盘相连的阀杆、套置在阀杆上并卡在阀座和顶盘之间的弹簧、浸入第一室内的冷凝水中且装有感温液的温度传感器、及一端与温度传感器连通且另一端与调节阀执行器上部腔室相连的感温液导管。本发明极大降低了煤气排水器伴热蒸汽消耗，节约大量补充新水，减少冷凝水排放量，避免废水大量溢流。

Description

蒸汽伴热装置

技术领域

本发明涉及冶金企业煤气设施节能环保技术领域，尤其涉及一种应用于煤气排水器的蒸汽伴热装置。

背景技术

煤气管网运行时煤气中的水分、萘、苯、油雾等杂质在管道中形成冷凝混合液，必须通过排水器排出，才能避免在煤气管道中产生潮涌造成管网压力波动。为防止煤气排水器冬季冷凝水结冻造成排水不畅、低温时酚萘结晶造成污堵等情况的发生，必须对焦炉煤气排水器采取蒸汽伴热保温措施。图1为一个示例提供的一种现有的蒸汽伴热装置的结构示意图，该蒸汽伴热装置2′应用于煤气排水器1。如图1所示，煤气排水器1包括煤气主管11、盛装煤气主管11排出的冷凝水的腔室12、覆盖住腔室12顶面的上端盖13、以及从煤气主管11分支出来向腔室12延伸并且穿过上端盖13上的开孔后一部分插入腔室12的下降管14。其中，腔室12由隔层分隔为第一室121和第二室122，煤气排水器1还包括连通管15，第一室121和第二室122通过连通管15连通。下降管14插入的是腔室12中的第一室121。煤气排水器1还包括位于腔室12底部的底座16、开在第二室122侧壁上部的溢流口17和开在第二室122侧壁下部的排污口18、以及固定在第二室122侧壁外表面上的引流管19。其中，溢流口17的出口与引流管19的入口对准。应用于该煤气排水器的蒸汽伴热装置2′包括蒸汽主管21、以及从蒸汽主管21分支出来向第二室122延伸并且穿过上端盖13上的开孔后一部分插入第二室122的蒸汽支管22。

传统的应用于煤气排水器的蒸汽伴热装置采用的是直插伴热蒸汽源不间歇输送方式，存在煤气排水器的温度不可控、能源利用效率低、凝结水回收处理困难、设备腐蚀加剧等诸多缺陷。因此，将煤气排水器的冷凝水温度始终保持在一个相对稳定的控制范围内，实现煤气排水器的伴热蒸汽源自动调节控制输送是本领域技术人员亟需解决的重要课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过煤气排水器的伴热蒸汽自动调整控制输送来实现煤气排水器的冷凝水温度保持恒温的蒸汽伴热装置。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

提出一种蒸汽伴热装置，应用于煤气排水器。其中，所述煤气排水器包括煤气主管、盛装煤气主管排出的冷凝水的腔室、覆盖住腔室顶面的上端盖、以及从煤气主管分支出来向腔室延伸并且穿过上端盖上的开孔后一部分插入腔室的下降管，其中，腔室分隔为第一室和第二室，下降管插入的是腔室中的第一室。

所述蒸汽伴热装置包括蒸汽主管、从蒸汽主管分支出来向第二室延伸并且穿过上端盖上的开孔后一部分插入第二室的蒸汽支管、以及温度调节阀。其中，温度调节阀包括与蒸汽支管连通的阀体、位于阀体内的阀座和阀芯、一端与阀芯相连且另一端与调节阀执行器中的顶盘相连的阀杆、套置在阀杆上并卡在阀座和顶盘之间的弹簧、浸入第一室内的冷凝水中并且内部装有感温液的温度传感器、以及一端与温度传感器连通并且另一端与调节阀执行器上部腔室相连的感温液导管。

对于上述蒸汽伴热装置，温度调节阀还包括位于调节阀执行器上的温度设定器，用于设定被蒸汽伴热装置加热的冷凝水的温度。

对于上述蒸汽伴热装置，温度设定器包括设定弹簧压缩程度的手动调节部，通过设定弹簧的压缩程度来设定第一室内冷凝水的温度。

对于上述蒸汽伴热装置，手动调节部为旋钮。

对于上述蒸汽伴热装置，温度设定器还包括指示与所设定的弹簧的压缩程度相对应的设定温度的温度标尺。

上述蒸汽伴热装置还包括安装在上端盖开孔处以托住温度传感器浸入第一室内冷凝水中的凹型托架。

对于上述蒸汽伴热装置，凹型托架包括凹陷主体、位于凹陷主体上边沿外周的法兰盘、以及凹陷主体底壁上的开孔，上端盖设有开孔并在开孔处设有托架座，凹型托架通过法兰盘安装到托架座上，温度传感器安装于凹型托架上，并且温度传感器顶端穿过凹型托架的凹陷主体底壁上的开孔与感温液导管相连。

上述蒸汽伴热装置还包括过滤器，位于蒸汽支上并且在温度调节阀和蒸汽主管之间。

对于上述蒸汽伴热装置，煤气排水器还包括开在第二室侧壁上部的溢流口、以及固定在第二室侧壁外表面上的引流管，其中，溢流口的出口与引流管的入口对准。

对于上述蒸汽伴热装置，煤气排水器还包括开在第二室侧壁下部的排污口。

1)本发明提供的蒸汽伴热装置极大降低了煤气排水器的伴热蒸汽的消耗，节约大量补充新水，减少冷凝水排放量，避免废水大量溢流造成的环境污染，降低废水回收处理成本，降低职工劳动强度，促进煤气排水器清洁生产、节能降耗、保护周围环境；

2)本发明提供的蒸汽伴热装置实现了蒸汽的间断性供应，极大降低了蒸汽消耗，节约了大量的补充新水，节能效果显著；

3)温度可以根据工艺需要做出设定调整，实现了煤气排水器的冷凝水温度可设定、可恒温的目的，避免了冬季冷凝水结冻造成的煤气排水器失效，保证了煤气设施的安全运行；

4)比例式调节控制工艺，温度调节阀工作无需电或压缩空气等外界能源，温度传感器感温液体膨胀均匀，控制精度高，工作稳定，安全可靠；

5)平衡式阀体设计，温度调节阀的阀门能够在更大压差下工作，阀体、执行器、感温器分体设计，安装维护简单方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为一个示例提供的一种现有的蒸汽伴热装置的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的蒸汽伴热装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发一部分实施例，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。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

针对煤气排水器的伴热蒸汽不间歇输送、排水器温度不可控的问题，本发明自动调整控制输送伴热蒸汽，使煤气排水器的冷凝水温度保持恒温。

图2为本发明一个实施例提供的蒸汽伴热装置的结构示意图，该蒸汽伴热装置2应用于煤气排水器1。如图2所示，煤气排水器1包括煤气主管11、盛装煤气主管11排出的冷凝水的腔室12、覆盖住腔室12顶面的上端盖13、以及从煤气主管11分支出来向腔室12延伸并且穿过上端盖13上的开孔后一部分插入腔室12的下降管14。其中，腔室12由隔层分隔为第一室121和第二室122，煤气排水器1还包括连通管15，第一室121和第二室122通过连通管15连通。下降管14插入的是腔室12中的第一室121。煤气排水器1还可以包括位于腔室12底部的底座16、开在第二室122侧壁上部的溢流口17和开在第二室122侧壁下部的排污口18、以及固定在第二室122侧壁外表面上的引流管19。其中，溢流口17的出口与引流管19的入口对准。

该蒸汽伴热装置2包括蒸汽主管21、从蒸汽主管21分支出来向第二室122延伸并且穿过上端盖13上的开孔后一部分插入第二室122的蒸汽支管22、以及根据第一室121中冷凝水的温度控制通过蒸汽支管22向第二室122输送的蒸汽量的温度调节阀23。

温度调节阀23包括与蒸汽支管22连通的阀体231、位于阀体231内的阀座和阀芯、一端与阀芯相连并且另一端与调节阀执行器232中的顶盘相连的阀杆、套置在阀杆上并且卡在阀座和顶盘之间的弹簧、浸入第一室121内的冷凝水中并且内部装有感温液的温度传感器233、以及一端与温度传感器233连通并且另一端与调节阀执行器232中的上部腔室相连的感温液导管234。

在蒸汽支管22上水平安装温度调节阀23的阀体231，确保调节阀执行器232垂直于水平面安装。使温度传感器233完全浸入腔室12的第一室121内的冷凝水中，经感温液导管234、调节阀执行器232与阀体231内阀芯相连。当温度传感器233检测到煤气排水器1的腔室12中第一室121内冷凝水的温度升高时，温度传感器233内的感温液体体积随着温升不断膨胀，温度传感器233、感温液导管234和调节阀执行器232上部腔室中的密闭空间内的压力增高，作用在调节阀执行器232顶盘上的压力增大。当第一室121内冷凝水温度高于某一设定值时，感温液体膨胀压迫调节阀执行器232顶盘向下移动推动弹簧向下位移，从而推动阀芯向阀座方向移动，关小阀门，减少伴热蒸汽的流量。当第一室121内冷凝水温度低于某一设定值时，感温液体收缩，复位的弹簧推动阀芯开启，增加蒸汽源的流量，蒸汽热源与第二室122内的冷凝水进行热交换，第一室121内冷凝水的温度上升，使第一室121内冷凝水的温度向设定温度靠拢，阀芯便停留在新的位置，即阀芯的位移正比于第一室121内冷凝水温度的变化量，形成一定的比例调节特性。阀门关闭后，第一室121内冷凝水的温度下降，阀门又打开，伴热蒸汽又进入第二室122，又使第一室121内冷凝水温度上升，这样就使第一室121内冷凝水的温度恒定保持在设定温度，实现温度的平衡控制，从而实现伴热蒸汽源自动调整控制输送。调节阀执行器232上部腔室作用在顶盘上的压力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，阀门开度大小与第一室121内冷凝水的实际温度和设定温度的差值有关。

在该实施例中，温度调节阀23还可以包括位于调节阀执行器232上的温度设定器235，用于设定被蒸汽伴热装置2加热的冷凝水的温度。温度设定器235包括设定调节阀执行器232上部腔室和随之改变的弹簧压缩程度的手动调节部，通过设定调节阀执行器232上部腔室和随之改变的弹簧的压缩程度来设定第一室121内冷凝水的温度。手动调节部可以为旋钮、手轮、以及其他手动调节部件中的一种或多种的组合。为了向操作人员显示当前设定的温度，优选地，温度设定器235还包括指示与通过手动调节部设定的调节阀执行器232上部腔室和随之改变的弹簧的压缩程度相对应的设定温度的温度标尺。

操作人员手动调节温度设定器235的手动调节部，比如旋转旋钮例如使旋钮升高即设定到更高的温度，则调节阀执行器232的上部腔室变大，使弹簧的压缩程度减小。当调节阀执行器232的上部腔室被调节变大时，需要感温液体膨胀程度更大才能克服弹簧压缩产生的作用力从而关闭温度调节阀23的阀门，也就是说第一室121内冷凝水的温度要达到比之前更高的温度时，才能使温度调节阀23关闭。

温度设定器235的设定值可以根据工艺需要做出调整，温度设定器235上的温度标尺的范围为0℃～100℃范围内的任一温度范围，比如20℃～80℃或者50℃～80℃。温度设定器235通过标尺指示当前的设定温度。作为一种可选方案，温度设定器235可以包括相互配合并且一个能够相对于另一个沿轴线移动的内套筒和外套筒，内套筒外侧壁上的螺纹与外套筒内侧壁上的螺纹互相咬合，外套筒能够在外力作用下相对于内套筒旋转从而相对于内套筒沿轴线移动。调节阀执行器232上部腔室内压力增加，作用在顶盘上的压力也随之增加。当顶盘的压力大于弹簧的作用力时，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的压力与弹簧的作用力相平衡为止。温度设定器235设定的温度越高，表明设定的感温液的膨胀程度越大，弹簧的作用力越大。例如，设定温度为50℃与设定温度为80℃相比，设定为50℃时弹簧的作用力比设定为80℃时弹簧的作用力小，因此冷凝水的温度上升到50℃时感温液体的膨胀程度可以克服作用力小的弹簧使阀芯关向阀座的位置，而冷凝水的温度上升到80℃时感温液体的膨胀程度才可以克服作用力大的弹簧使阀芯关向阀座的位置。

在蒸汽支管22上水平安装温度调节阀23。使温度传感器233完全浸入煤气排水器1的腔室12中的第一室121内的冷凝水中，经感温液导管234、温度设定器235、以及调节阀执行器232与阀体231相连。将温度设定器235设定为某一温度值比如60℃，蒸汽热源与煤气排水器1的腔室12中第二室122内的冷凝水进行热交换，第一室121内的冷凝水水温上升，当升至设定温度比如60℃时，温度传感器233内的感温液体膨胀，作用于调节阀执行器232中的顶盘上的压力增大，推动阀芯向靠近阀座方向移动减小阀门开度，以减少蒸汽供给量，直至全关。当温度传感器233检测到第一室121内的冷凝水温度低于设定温度比如60℃时，温度传感器233内的感温液体收缩，作用于调节阀执行器232中的顶盘上的压力减小，弹簧复位，阀芯在弹簧力的作用下向离开阀座方向移动增加阀门开度，以增加蒸汽供给量，进入下一个热交换过程。这样周而复始的热交换，使煤气排水器1内的水温保持在一个恒定的温度范围内，从而实现煤气排水器1的伴热蒸汽的自动调整控制输送。

该实施例提供的蒸汽伴热装置2还可以包括安装在上端盖13开孔处以托住温度传感器233浸入第一室121内冷凝水中的凹型托架24。凹型托架24包括凹陷主体、位于凹陷主体上边沿外周的法兰盘、以及凹陷主体底壁上的开孔。在上端盖13开孔并设置托架座，将凹型托架24的法兰盘安装到托架座上，将温度传感器233安装于凹型托架24上，使温度传感器233完全浸入冷凝水中。凹型托架24保持温度传感器233浸入第一室121的冷凝水中，并且温度传感器233顶端穿过凹型托架24的凹陷主体底壁上的开孔与感温液导管234相连。

该实施例提供的蒸汽伴热装置2还可以包括过滤器25，设置在蒸汽支管22上并且在温度调节阀23和蒸汽主管21之间，用于保证温度调节阀23的阀芯清洁光滑。

本发明提供的蒸汽伴热装置极大降低了煤气排水器的伴热蒸汽的消耗，节约大量补充新水，减少冷凝水排放量，避免废水大量溢流造成的环境污染，降低废水回收处理成本，降低职工劳动强度，促进煤气排水器清洁生产、节能降耗、保护周围环境。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种蒸汽伴热装置，应用于煤气排水器，所述煤气排水器(1)包括煤气主管(11)、盛装煤气主管(11)排出的冷凝水的腔室(12)、覆盖住腔室(12)顶面的上端盖(13)、以及从煤气主管(11)分支出来向腔室(12)延伸并且穿过上端盖(13)上的开孔后一部分插入腔室(12)的下降管(14)，其中，腔室(12)分隔为第一室(121)和第二室(122)，下降管(14)插入的是腔室(12)中的第一室(121)，所述煤气排水器的蒸汽伴热装置(2)包括蒸汽主管(21)、以及从蒸汽主管(21)分支出来向第二室(122)延伸并且穿过上端盖(13)上的开孔后一部分插入第二室(122)的蒸汽支管(22)，其特征在于，

所述蒸汽伴热装置(2)还包括温度调节阀(23)，其中，温度调节阀(23)包括与蒸汽支管(22)连通的阀体(231)、位于阀体(231)内的阀座和阀芯、调节阀执行器(232)、一端与阀芯相连且另一端与调节阀执行器(232)中的顶盘相连的阀杆、套置在阀杆上并卡在阀座和顶盘之间的弹簧、浸入第一室(121)内的冷凝水中并且内部装有感温液的温度传感器(233)、一端与温度传感器(233)连通且另一端与调节阀执行器(232)上部腔室相连的感温液导管(234)、以及位于调节阀执行器(232)上用于设定被蒸汽伴热装置(2)加热的冷凝水的温度的温度设定器(235)；

所述蒸汽伴热装置(2)还包括安装在上端盖(13)开孔处以托住温度传感器(233)浸入第一室(121)内冷凝水中的凹型托架(24)、以及位于蒸汽支(22)上并且在温度调节阀(23)和蒸汽主管(21)之间的过滤器(25)。

2.根据权利要求1所述的蒸汽伴热装置，其特征在于，温度设定器(235)包括设定调节阀执行器(232)上部腔室和随之改变的弹簧压缩程度的手动调节部，通过设定调节阀执行器(232)上部腔室和随之改变的弹簧的压缩程度来设定第一室(121)内冷凝水的温度。

3.根据权利要求2所述的蒸汽伴热装置，其特征在于，手动调节部为旋钮。

4.根据权利要求2所述的蒸汽伴热装置，其特征在于，温度设定器(235)还包括指示与所设定的调节阀执行器(232)上部腔室和随之改变的弹簧的压缩程度相对应的设定温度的温度标尺。

5.根据权利要求1所述的蒸汽伴热装置，其特征在于，凹型托架(24)包括凹陷主体、位于凹陷主体上边沿外周的法兰盘、以及凹陷主体底壁上的开孔，上端盖(13)设有开孔并在开孔处设有托架座，凹型托架(24)通过法兰盘安装到托架座上，温度传感器(233)安装于凹型托架(24)上，并且温度传感器(233)顶端穿过凹型托架(24)的凹陷主体底壁上的开孔与感温液导管(234)相连。

6.根据权利要求1所述的蒸汽伴热装置，其特征在于，煤气排水器(1)还包括开在第二室(122)侧壁上部的溢流口(17)、以及固定在第二室(122)侧壁外表面上的引流管(19)，其中，溢流口(17)的出口与引流管(19)的入口对准。

7.根据权利要求6所述的蒸汽伴热装置，其特征在于，煤气排水器(1)还包括开在第二室(122)侧壁下部的排污口(18)。