CN111829298A - 一种喷射蒸发汽相干燥设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种喷射蒸发汽相干燥设备，包括：蒸发器模块，所述蒸发器模块设置于真空罐外部；所述蒸发器模块采用板式换热器实现给液体溶剂的加热蒸发处理，使液体溶剂达到过热过饱和状态，并通过总喷管管路进入真空罐内从预设的若干个喷嘴喷出，形成喷射蒸发，对罐内的变压器进行加热；所述喷嘴前部设置有文丘里挡板。采用本申请所述的喷射蒸发汽相干燥设备，提高了变压器产品干燥处理效率，缩短了干燥时间及降低能源消耗，同时采用的板式换热器体积较小，加热效率更高。
Description
技术领域
本发明实施例涉及变压器机械设备制造领域，具体涉及一种喷射蒸发汽相干燥设备。
背景技术
汽相干燥技术属于相变换热的干燥技术，其大多应用于110kV及以上电压等级变压器的干燥处理。目前，汽相干燥技术是利用煤油蒸汽为载热介质，并利用相变为主要的换热形式，对变压器产品进行干燥，是一种将变压器绝缘材料中的水分排除的处理方法。汽相干燥技术从70年代运用到现在，已经经过有了很大的改变。但是，随着高科技的飞速发展，现有汽相干燥设备和工艺仍然相对比较落后。现有汽相干燥设备和工艺存在煤油蒸发在液体表面进行，换热效率不高，能源消耗大，设备结构和布置不合理，占地位置多，并且干燥过程工艺落后，变压器产品的干燥周期较长等问题。
随着生产设备要求的不断提高，如何设计一种新型的喷射蒸发汽相干燥设备实现提高变压器产品干燥处理质量、缩短变压器产品干燥周期，使其成为一个节能、环保、换热效率高、智能化设备，成为本领域技术人员研究的重点。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种喷射蒸发汽相干燥设备，以解决现有技术中存在的变压器产品干燥处理质量不理想，能源消耗较高，干燥时间较长，环保不达标等问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
本申请实施例提供一种喷射蒸发汽相干燥设备，包括：蒸发器模块，所述蒸发器模块设置于真空罐外部；所述蒸发器模块采用板式换热器实现给液体溶剂的加热蒸发处理，使液体溶剂达到过热过饱和状态，并通过总喷管管路进入真空罐内从预设的若干个喷嘴喷出，形成喷射蒸发，对罐内的变压器进行加热；所述喷嘴前部设置有文丘里挡板。
进一步的，所述文丘里挡板由骨架和不锈钢薄板组成。
进一步的，用于加热的所述板式换热器设置在保温筒中。
进一步的，所述总喷管管路设置在真空罐内至少一侧靠近顶部的位置。
进一步的，所述喷射蒸发汽相干燥设备内部还设置有若干个测控元件，所述测控元件包括温度测控元件、压力测控元件以及溶剂流量测控元件中的至少一种。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，还包括：真空模块、汽相冷凝模块、粗过滤器模块、电加热模块、冷却水源模块、溶剂存储器模块、废油罐以及真空罐；所述真空模块、所述汽相冷凝模块、所述蒸发器模块、所述粗过滤器模块、所述电加热模块、所述冷却水源模块、所述溶剂存储器模块、所述废油罐以及所述真空罐设置于真空罐外部，并通过预设的线路连接。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，还包括：用于对管道线路内流动的液体溶剂进行抽出或压入的循环泵。
进一步的，所述喷嘴为拉法尔喷嘴。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，还包括：用于对设备的运行参数进行管控的控制系统模块；所述控制系统模块包括计算机控制设备，采用先进的专用的I/O模块和工业用计算机(工控机)，可以实现远程诊断和监控。更进一步，所述控制系统模块的控制界面为双屏显示。其中，一个界面为主界面，显示主控制系统，该主界面为采用动画显示方式，所述控制系统模块运行时，能够清晰显示设备运行状态，液体和气体的流向，不同液体和气体管道，有不同的颜色显示；另一个界面显示辅助系统。采用双屏显示的方式可以及时发现问题，及早解决问题，降低系统运行风险。
进一步的，所述控制系统模块采用分布式控制，即每个模块通信信号为一个单元，每个模块就近控制，系统内部大部分由485总线连接，无需传统汽相干燥设置复杂的连接线和气动管道与总控制柜进行连接。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，在变压器产品加热初期，变压器产品处在低温、低压状态，变压器产品上大量的汽化冷凝水通过中间冷凝器深冷后排除。其有效的解决了传统汽相干燥加热初期绝缘材料大量出水而不能及时排除的问题，避免了铁心温度较低导致铁心生锈的情况。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，包括独立的蒸馏系统。其解决了传统汽相干燥处理带油产品时，产品加热和混合溶剂分离同时进行，节约了产品干燥时间。
进一步，所述的独立的蒸馏系统，在蒸馏完成后排出废油时，用专用的氮气系统吹扫干净。其解决了传统汽相干燥用新溶剂冲洗管道后，不能排干净管道内存废余油的问题。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，产品进出罐过渡桥翻板，为斜板可调结构。其解决了传统汽相干燥过渡桥翻板因宽度方向不可调，产品出罐时，热胀冷缩，真空罐移位，存在密封间隙，气垫船不能进入真空罐内运输变压器产品的严重问题。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，采用收集排气分离器累计出水量，通过控制系统模块智能精准分析判断出水率，作为变压器产品干燥结束的依据。其避免了传统汽相干燥采用露点测量法和水分压测量法，因设备运行衰减、仪器测量误差等居多因素，导致最终出水率数据失真，给产品带来质量风险的问题。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备使用干燥空气解除真空，从而有效的避免被干燥物第二次受潮。
进一步的，所述的喷射蒸发汽相干燥设备，还包括废水接收和处理装置。
进一步的，所述蒸发器模块和加热模块设置于所述真空罐外部，所述加热模块包括用于对溶剂进行加热的板式换热器，对管道线路内流动的溶剂进行抽出或压入的循环泵、精过滤器。
进一步，所述板式换热器通过管道连接在精过滤器和真空罐体之间，且所述板式换热器外部设置有保温外壳。
进一步，所述真空罐内壁上设置有与板式换热器出口相连接溶剂总管，所述溶剂总管上设置有若干个等距的拉法尔喷嘴。
进一步的，所述真空罐内壁上部的溶剂总管对面设置文丘里挡板，所述文丘里挡板由不锈钢薄板和骨架组成。
进一步的，所述真空罐门的对侧内壁的底部设置有一个集油槽，该集油槽为长条状，截面为半圆弧型，与真空罐宽度等距，并低于真空罐最底部。其用来收集从器身上冷凝下来的高温溶剂。
进一步的，所述真空冷凝模块由真空系统和冷凝系统组成，且分为上下两层结构，真空系统设置在冷凝系统上面。其为了充分利用真空罐周围的高度空间，将真空系统和冷凝系统摞起来设置，使得所占空间大大减少。
进一步的，所述电加热模块布置在真空罐外，比如可布置在真空罐门对面的罐顶部、罐体后部(地面)，罐体侧面(地面)等。通过模块化的结构，布置更加方便，同时减少了空间占用。
采用本申请所述的喷射蒸发汽相干燥设备，提高了变压器产品干燥处理效率，缩短了干燥时间及降低能源消耗，同时采用的板式换热器体积较小，因加热方式的改变，使得加热效率更高，能源消耗至少降低20％；温度场分布更加均匀，有效避免绝缘局部过热，提高了产品干燥质量。因工艺流程改变，产品在低温状态开始出水，一方面有效防止变压器产品干燥过程铁心生锈，另一方面避免变压器产品绝缘降解。因设备改进、换热方式及工艺改进，干燥的时间大大缩短，变压器产品的干燥费用可节约20％左右。因干燥设备合理性的设计，设备占用空间大大缩小，设备本身的制作费用降低约5％。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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引申获得其它的实施附图。
图1为本申请实施例提供的一种喷射蒸发汽相干燥设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种喷射蒸发汽相干燥设备中真空罐内部的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种喷射蒸发汽相干燥设备中总喷管管路和文丘里挡板的结构示意图。
其中，1为真空模块、2为汽相冷凝模块、3为蒸发器模块、4为粗过滤器模块、5为电加热模块、6为冷却水源模块、7为溶剂存储器模块、8为废油罐、9为控制系统模块、10为真空罐，11为变压器产品，12为总喷管管路，13为喷嘴，14为文丘里挡板，15为骨架，16为内含板式换热器的加热模块，17为第一精过滤器，18为第二精过滤器。
具体实施方式
以下通过特定的实施例来说明本申请的具体实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请其中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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方式，都属于本申请保护的范围。
本申请公开的喷射蒸发汽相干燥设备，去掉庞大的内置或者外置蒸发器的排管，用现代化的加热元件-板式换热器来加热，来加热变压器的真空干燥技术。根据喷射蒸发汽相干燥原理，提出喷射热风循环的真空干燥处理技术，较传统热风循环和变压法真空干燥技术相比，该技术克服了传统热风循环和变压法干燥技术中干燥处理质量和换热效率较差的缺陷，从物理原理上提高变压器热风循环干燥的技术性能，对于提高干燥设备的加热效率、防止铁心生锈、改善温度分布、保证干燥系统真空度有显著效果。
下面基于本申请所述的喷射蒸发汽相干燥设备，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本申请实施例提供的一种喷射蒸发汽相干燥设备的结构示意图。具体实现过程包括以下部分：蒸发器模块3，所述蒸发器模块3设置于真空罐10外部；所述蒸发器模块3采用板式换热器实现给液体溶剂的加热蒸发处理，使液体溶剂达到过热过饱和状态，并通过总喷管管路12进入真空罐10内从预设的若干个喷嘴13喷出，在比较高的压差作用下，形成喷射蒸发，对罐内的变压器进行加热；所述喷嘴13前部还设置有文丘里挡板14。需要说明的是，喷射蒸发是类似于喷气式发动机的喷射过程，属于高压差射流，迅速膨胀的闪蒸过程，然后又在文丘里挡板作用下，加速蒸汽的流动，理论上可以达到音速。
在实际实施过程中，所述喷嘴13可优选使用拉法尔喷嘴13，当然也可是其他类型的喷嘴结构，在此不做具体限定。除此之外，所述板式换热器可设置在保温筒中，从而便于后续维护和管理。
具体的，如图2所示，所述文丘里挡板14和所述总喷管管路12设置在真空罐10内至少一侧靠近顶部的位置；如图3所示，所述文丘里挡板14由骨架15和不锈钢薄板组成。
在具体实施过程中，所述的喷射蒸发汽相干燥设备还包括：真空模块1、汽相冷凝模块2、粗过滤器模块4、电加热模块5、冷却水源模块6、溶剂存储器模块7、废油罐8以及真空罐10。所述真空模块1、所述汽相冷凝模块2、所述蒸发器模块3、所述粗过滤器模块4、所述电加热模块5、所述冷却水源模块6、所述溶剂存储器模块7、所述废油罐8以及所述真空罐10设置于真空罐10外部，并通过预设的线路连接。另外，所述的喷射蒸发汽相干燥设备还可包括用于对设备的运行参数进行管控的控制系统模块9，所述控制系统模块9由计算机设备组成，可与设备内设置的其他待控制模块或者元件电连接，进而实现自动控制。为了实现管道线路内部溶剂的循环，所述的喷射蒸发汽相干燥设备还包括用于对管道线路内流动的溶剂进行抽出或压入的循环泵。
在一个具体实现过程中可以包括如下步骤：将待干燥的变压器产品11放在真空罐10中之后，利用所述真空模块1给真空罐10抽真空，从真空罐10中抽出的混合气体被吸入到汽相冷凝模块2进行分离，进而溶剂储存罐中的液体溶剂通过抽真空的方式吸入冷凝模块中，再用循环泵打入蒸发器模块3中采用板式换热器实现给液体溶剂的加热蒸发处理，使液体溶剂达到过热过饱和状态，并通过总喷管管路12进入真空罐10内从预设的若干个喷嘴13喷出，形成喷射蒸发，对罐内的变压器进行加热。进一步的，在真空罐10内通过所述汽相冷凝模块2生成的冷凝液，流到粗过滤器模块4中，用泵打回蒸发器模块3进行重复利用。上述整个过程通过控制系统模块9实现控制，所述控制系统模块9由控制计算机组成，其是整个系统的控制中心，在通过所述控制系统模块9设置好控制过程和相关参数之后，设备可以全自动运行，操作方便。
进一步的，所述喷射蒸发汽相干燥设备内部还可设置有若干个测控元件。所述测控元件可以包括温度测控元件、压力测控元件以及溶剂流量测控元件等中的至少一种，在此不做具体限定。
采用本申请所述的喷射蒸发汽相干燥设备，提高了变压器产品11干燥处理效率，缩短了干燥时间及降低能源消耗，同时采用的板式换热器体积较小，加热效率更高。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，包括：蒸发器模块，所述蒸发器模块设置于真空罐外部；所述蒸发器模块采用板式换热器实现给液体溶剂的加热蒸发处理，使液体溶剂达到过热过饱和状态，并通过总喷管管路进入真空罐内从预设的若干个喷嘴喷出，形成喷射蒸发，对罐内的变压器进行加热；所述喷嘴前部设置有文丘里挡板。
2.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，所述文丘里挡板由骨架和不锈钢薄板组成。
3.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，用于加热的所述板式换热器设置在保温筒中。
4.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，所述总喷管管路设置在真空罐内至少一侧靠近顶部的位置。
5.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，所述喷射蒸发汽相干燥设备内部还设置有若干个测控元件，所述测控元件包括温度测控元件、压力测控元件以及溶剂流量测控元件中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，还包括：真空模块、汽相冷凝模块、粗过滤器模块、电加热模块、冷却水源模块、溶剂存储器模块、废油罐以及真空罐；所述真空模块、所述汽相冷凝模块、所述蒸发器模块、所述粗过滤器模块、所述电加热模块、所述冷却水源模块、所述溶剂存储器模块、所述废油罐以及所述真空罐设置于真空罐外部，并通过预设的线路连接。
7.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，还包括：用于对管道线路内流动的液体溶剂进行抽出或压入的循环泵。
8.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，所述喷嘴为拉法尔喷嘴。
9.根据权利要求1所述的喷射蒸发汽相干燥设备，其特征在于，还包括：用于对设备的运行参数进行管控的控制系统模块；所述控制系统模块包括计算机控制设备。
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