CN112206587A - 一种火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置，罐体内通过隔板分隔为上舱室及下舱室，其中，上舱室的前端设置有气液入口，上舱室的顶部设置有真空抽吸口，真空泵与所述真空抽吸口相连通，上舱室的底部液体出口经上舱室单向阀及密封检修门与下舱室的液体入口相连通，下舱室的液体出口经下舱室单向阀与外界的滤液水箱相连通；下舱室的顶部开口处设置有大气连通阀，下舱室的顶部与上舱室的顶部之间通过连通管相连通，连通管上设置有上下舱室连通阀；上舱室内设置有低液位传感器及高液位传感器，该装置能够有效的降低阀门的动作次数，提高阀门的寿命，避免出现排液不及时的风险。

Description

一种火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置

技术领域

本发明涉及一种气液分离装置，具体涉及一种火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置。

背景技术

为了改善大气环境质量，国家与地方政府针对火电行业制定了日趋严厉的排放标准，要求对燃煤锅炉燃烧产生的大气污染物如NOx、SO₂、粉尘等采取脱硝、除尘、脱硫措施进行污染治理。

目前石灰石-石膏湿法脱硫在火力发电厂脱硫工艺中占主导地位，石灰石浆液通过吸收塔吸收烟气中的SO₂，在浆池中注入氧化空气，氧化后生成含水石膏，石膏浆液通过石膏排出泵送入脱水机形成成品石膏。目前脱水方式主要为真空脱水，即采用真空泵连接气液分离装置，气液分离装置连接真空石膏脱水机对含水石膏进行脱水。

由于工作时气液分离装置内部接近真空状态，现有的气液分离装置底部排液管需要有8～10米左右的水封，才能在排液的同时维持罐体内真空度，不仅对气液分离装置的布置高度有限制，而且此部分水封在工作期间一直处于提升状态，给真空泵带来了额外的功耗。为了降低真空泵运行功耗以及降低脱水机、气液分离装置的布置高度，一般采用在气液分离装置下部排液口设置阀门，代替水封。传统的气液分离装置采用立式罐体，对于大型火力发电厂，尤其是1000MW机组，气液分离装置与脱水机接口高度在2米以上，脱水机需要抬升离布置楼面3米以上，脱水机室的建筑层高也需要相应抬升3米左右，增加了土建成本。现有的气液分离装置长期运行容易结垢，影响排液及装置的密封，进而影响系统的真空度。现有的气液分离装置一般采用时间控制阀门动作排液，按机组最大负荷真空脱水机排液量设置阀门开启时间，在超过最大排液量时有排液不及时的风险。且在机组低负荷，排液量减小时，阀门动作过于频繁，降低了阀门的使用寿命。另外，传统的零位气液分离装置还存在内部阀门检修不便的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置，该装置能够有效的降低阀门的动作次数，提高阀门的寿命，避免出现排液不及时的风险。

为达到上述目的，本发明所述的火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置包括罐体、真空泵、连通管及控制器；

罐体内通过隔板分隔为上舱室及下舱室，其中，上舱室的前端设置有气液入口，上舱室的顶部设置有真空抽吸口，真空泵与所述真空抽吸口相连通，上舱室的底部液体出口经上舱室单向阀及密封检修门与下舱室的液体入口相连通，下舱室的液体出口经下舱室单向阀与外界的滤液水箱相连通；

下舱室的顶部开口处设置有大气连通阀，下舱室的顶部与上舱室的顶部之间通过连通管相连通，连通管上设置有上下舱室连通阀；

上舱室内设置有低液位传感器及高液位传感器，其中，控制器与低液位传感器、高液位传感器、上下舱室连通阀及大气连通阀相连接。

还包括冲洗水管，冲洗水管的出口分为两路，其中一路经上舱室冲洗水阀与上舱室前端面的冲洗水入口相连通，另一路经下舱室冲洗水阀与下舱室前端面的冲洗水入口相连通。

罐体的底部设置有罐体支腿。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置在具体操作时，气液混合物进入上舱室，液体在重力作用下进入上舱室的底部，气体从真空抽吸口排出，上舱室底部的液体经上舱室单向阀及密封检修门进入下舱室中，下舱室中的液体从下舱室单向阀排出，控制器根据高液位传感器及低液位传感器测量得到的液位数据,自动控制上下舱室连通阀及大气连通阀开关，实现上舱室与下舱室之间压力以及下舱室与大气之间的压力平衡，实现连续自动气液分离，系统无需设置水封，实现同层零位排液，避免排液量小时连通阀频繁动作，延长连通阀使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图。

其中，1为罐体、2为隔板、3为上舱室、4为下舱室、5a为上舱室单向阀、5b为下舱室单向阀、6为密封检修门、7为气液入口、8为真空抽吸口、9为罐体支腿、10a为高液位传感器、10b为低液位传感器、11为连通管、12a为上下舱室连通阀1、12b为大气连通阀、13a为上舱室冲洗水阀、13b为下舱室冲洗水阀、14为冲洗水管、15为控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，本发明所述的火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置包括罐体1、真空泵、连通管11及控制器15；罐体1内通过隔板2分隔为上舱室3及下舱室4，其中，上舱室3的前端设置有气液入口7，上舱室3的顶部设置有真空抽吸口8，真空泵与所述真空抽吸口8相连通，上舱室3的底部液体出口经上舱室单向阀5a及密封检修门6与下舱室4的液体入口相连通，下舱室4的液体出口经下舱室单向阀5b与外界的滤液水箱相连通；下舱室4的顶部开口处设置有大气连通阀12b，下舱室4的顶部与上舱室3的顶部之间通过连通管11相连通，连通管11上设置有上下舱室连通阀12a；上舱室3内设置有低液位传感器10b及高液位传感器10a，其中，控制器15与低液位传感器10b、高液位传感器10a、上下舱室连通阀12a及大气连通阀12b相连接。

本发明还包括冲洗水管14，冲洗水管14的出口分为两路，其中一路经上舱室冲洗水阀13a与上舱室3前端面的冲洗水入口相连通，另一路经下舱室冲洗水阀13b与下舱室4前端面的冲洗水入口相连通，罐体1的底部设置有罐体支腿9。

脱水机抽取的气液混合物进入上舱室3中，混合物在重力作用下进入上舱室3的下部，气体从真空抽吸口8排出，进入真空泵中，上舱室3底部的液体经上舱室单向阀5a及密封检修门6进入下舱室4中，下舱室4中的液体从下舱室单向阀5b排入滤液水箱中，控制器15根据下舱室4中高液位传感器10a及低液位传感器10b检测的量控制上下舱室连通阀12a及大气连通阀12b开关，实现上舱室3与下舱室4之间压力以及下舱室4与大气之间的压力平衡，实现连续自动气液分离，系统无需设置水封，实现同层零位排液。同时设有上舱室冲洗水阀13a及下舱室冲洗水阀13b,对上舱室3及下舱室4内部进行冲洗，防止装置结垢。

上舱室3的顶部与下舱室4顶部之间通过连通管11相连通，连通管11上设有上下舱室连通阀12a及大气连通阀12b，其中，上下舱室连通阀12a用于压力平衡，大气连通阀12b用于下舱室4与室外大气连通，压力平衡用。

本发明的工作过程为：

将气液入口7与脱水机真空抽吸管连接，真空抽吸口8与真空泵连接，来自脱水机的气液混合物从气液入口7进入上舱室3，气体从上舱室3上部真空抽吸口8进入真空泵中，液体由于重力作用进入上舱室3的下部，实现气液分离功能。

上下舱室连通阀12a处于打开状态，大气连通阀12b处于关闭状态，此时上舱室3与下舱室4之间的压力处于平衡状态，上舱室单向阀5a处于单向可开启状态，下舱室4内的压力小于室外大气压，下舱室单向阀5b处于吸紧不可打开状态。此时，整个装置除了气液入口7及真空抽吸口8，其余部分均与外部处于密封隔绝状态。上舱室3中的液体通过上舱室单向阀5a及密封检修门6流入下舱室4，由于下舱室单向阀5b处于吸紧密封状态，此时上舱室3内的液体不断流入下舱室4，下舱室4内的液体不会排出，会一直在下舱室4内积蓄。

待下舱室4内的液体达到最高液位，控制器15控制上下舱室连通阀12a关闭，大气连通阀12b打开。此时上舱室3内部的压力小于下舱室4的压力，上舱室单向阀5a处于吸紧状态。下舱室4内的压力与室外大气压力平衡，下舱室单向阀5b处于单向可开启状态。上舱室3此时除气液入口7及真空抽吸口8，其余部分均处于密封隔绝状态，上舱室3内继续维持真空状态，气液分离过程继续进行，液体暂时存留在上舱室3的下部，此时，下舱室4中由于液体压力，下舱室单向阀5b开启向外排液。

待下舱室4排液完成，即下舱室4内液位达到最低液位高度时，控制器15控制上下舱室连通阀12a打开，大气连通阀12b关闭，此时一个排液过程完成，进入下一个排液过程。

本发明保证在排液过程中装置内真空度不被破坏，保证排液时不影响脱水机的脱水能力。

本发明中密封检修门6平时处于密封状态，具有密封、检修、液体通道的功能。工作时，上舱室3通过上舱室单向阀5a进入密封检修门6中，液体从密封检修门6进入下舱室4中，在机组检修状态下，可打开密封检修门6，检修上舱室单向阀5a，不需要额外占用装置内部空间，解决装置内部阀门检修不便的问题。

本发明设有罐体支腿9，使罐体1后端略高于前端，保证了上舱室3及下舱室4均具有由装置后端向装置前端的排水坡度，有效防止工作状态下及停机检修时的浆液沉积问题。

上舱室3及下舱室4的后端均设有冲洗水，工作状态及停机检修状态均可分别打开上舱室冲洗水阀13a及下舱室冲洗水阀13b，分别对上舱室3及下舱室4进行冲洗，进一步防止装置内浆液沉积。

最后需要说明的是，本发明省去了气液分离装置下部水封，使得石膏真空脱水机及气液分离装置的布置更加灵活，可在实现石膏脱水机零位排液。另外，采用上舱室与下舱室分别交替储存液体，保证装置前端真空石膏脱水机可以连续排液，且连续排液过程中真空度不因气液分离装置阀门开闭受影响。

Claims (3)

1.一种火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置，其特征在于，包括罐体(1)、真空泵、连通管(11)及控制器(15)；

罐体(1)内通过隔板(2)分隔为上舱室(3)及下舱室(4)，其中，上舱室(3)的前端设置有气液入口(7)，上舱室(3)的顶部设置有真空抽吸口(8)，真空泵与所述真空抽吸口(8)相连通，上舱室(3)的底部液体出口经上舱室单向阀(5a)及密封检修门(6)与下舱室(4)的液体入口相连通，下舱室(4)的液体出口经下舱室单向阀(5b)与外界的滤液水箱相连通；

下舱室(4)的顶部开口处设置有大气连通阀(12b)，下舱室(4)的顶部与上舱室(3)的顶部之间通过连通管(11)相连通，连通管(11)上设置有上下舱室连通阀(12a)；

上舱室(3)内设置有低液位传感器(10b)及高液位传感器(10a)，其中，控制器(15)与低液位传感器(10b)、高液位传感器(10a)、上下舱室连通阀(12a)及大气连通阀(12b)相连接。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置，其特征在于，还包括冲洗水管(14)，冲洗水管(14)的出口分为两路，其中一路经上舱室冲洗水阀(13a)与上舱室(3)前端面的冲洗水入口相连通，另一路经下舱室冲洗水阀(13b)与下舱室(4)前端面的冲洗水入口相连通。

3.根据权利要求1所述的火力发电厂石膏脱水零位气液分离装置，其特征在于，罐体(1)的底部设置有罐体支腿(9)。

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