CN113623627B - 一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法 - Google Patents

一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113623627B
CN113623627B CN202111072297.9A CN202111072297A CN113623627B CN 113623627 B CN113623627 B CN 113623627B CN 202111072297 A CN202111072297 A CN 202111072297A CN 113623627 B CN113623627 B CN 113623627B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature fluid
heat exchange
low
shell
liquid level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111072297.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113623627A (zh
Inventor
张建元
居文平
马汀山
许朋江
石慧
邓佳
薛朝囡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Energy Saving Technology Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Energy Saving Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd, Xian Xire Energy Saving Technology Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN202111072297.9A priority Critical patent/CN113623627B/zh
Publication of CN113623627A publication Critical patent/CN113623627A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113623627B publication Critical patent/CN113623627B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/08—Installation of heat-exchange apparatus or of means in boilers for heating air supplied for combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/78—Adaptations or mounting of level indicators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F28D5/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation in which the evaporating medium flows in a continuous film or trickles freely over the conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法，该装置由高温流体入口、高温流体出口、蒸汽出口、低温流体入口、上管箱、下管箱、固定架、换热管、雾化喷头、壳体、加压泵、液位计和控制阀门组成；本发明还公开了该装置的运行方法；本发明具有良好的低负荷适应能力，且易实施、耗能低，避免了蒸发器在低负荷运行时流体温度大幅偏离额定工况的现象，能改善蒸发器换热管热应力、延长换热器寿命。

Description

一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法
技术领域
本发明属于蒸发换热领域，具体涉及一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法，适用于负荷变化幅度大且次数频繁的蒸发器的设计，能够使换热器主动适应负荷变化、减小对系统工况的扰动。
背景技术
换热器是热工基础设备，在化工、动力及其它许多工业生产中具有重要地位，蒸发器是其中重要的一种，它将高温流体的热量传递给低温流体，最终使低温流体蒸发完成相变形成蒸汽。
换热器设计过程中为保证换热效果，工程师们会根据额定工况设计换热面积，并根据最大换热工况保留一定的裕量，但是当换热器在低负荷工况运行时就会出现换热器面积过大的现象，造成高温流体出口温度偏低、低温流体出口温度偏高，这种影响对于蒸发器来说尤为明显。以熔盐/水蒸发器为例，低负荷时熔盐出口温度偏低，可能会影响后续系统的安全，同时在低负荷工况下蒸发器工况不稳可能会造成系统的震荡，混盐一定程度上可以解决蒸发器低负荷运行问题，但是混盐流量较大时均匀性无法保证且能量损耗较大。
发明内容
为提高蒸发器对低负荷工况的适应能力，本发明提出一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法，在蒸发器低负荷运行期间降低壳体内液位，启动循环泵将部分低温流体喷洒至换热管上，减小有效换热面积，保障系统稳定运行。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种适应负荷变化的蒸汽发生装置，由高温流体入口1、高温流体出口2、蒸汽出口3、低温流体入口4、上管箱5、下管箱6、换热管8、雾化喷头9、壳体10、第一阀门11、加压泵12、第二阀门13和液位计14组成；
所述高温流体入口1与上管箱5连接，高温流体出口2与下管箱6连接，多个换热管8位于壳体10内，一端与上管箱5连接、另一端与下管箱6连接；蒸汽出口3与壳体10上方连接，低温流体入口4与壳体10底部连接，液位计14安装在壳体10侧面；雾化喷头9位于壳体10内换热管8上部；加压泵12入口通过第一阀门11与低温流体入口4连接，加压泵12出口通过第二阀门13与雾化喷头9连接。
还包括设置在壳体10内用于支撑固定换热管8的多个固定架7。
所述雾化喷头9能够在蒸汽发生装置低负荷运行期间向换热管8喷洒低温流体，防止换热管8发生过热现象同时调控换热速率。
所述液位计14用于衡量蒸汽发生装置内的有效换热面积，辅助控制系统进行变负荷调节。
所述的一种适应负荷变化的蒸汽发生装置的运行方法如下：
额定负荷工况：第一阀门11和第二阀门13关闭，加压泵12不运行；高温流体从高温流体入口1进入上管箱5，然后进入换热管8，高温流体通过换热管8进入下管箱6，然后再通过高温流体出口2流出；低温流体从低温流体入口4进入壳体10，换热管8浸没在壳体10内的低温流体中，低温流体吸收高温流体热量后变为蒸汽由蒸汽出口3排出，固定架7用于减小换热管8的震动；
部分负荷工况：打开第一阀门11和第二阀门13；高温流体从高温流体入口1进入上管箱5，然后进入换热管8，高温流体通过换热管8进入下管箱6，然后再通过高温流体出口2流出；一部分低温流体从低温流体入口4进入壳体10，与额定负荷工况相比，部分负荷工况下壳体10内低温流体的液位较低，具体液位需要与液位计14连接的控制系统根据液位计14的指示，调整调节第一阀门11和第二阀门13开度，主动降低壳体10内的液位高度，部分换热管(8)分布在液位之上，减少了有效换热面积，保证高温流体和低温流体出口温度不发生变化；另一部分低温流体经过加压泵12提高压力后送至雾化喷头9，经雾化喷头9雾化后均匀喷洒在处于液位之上的换热管8上。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法，具有良好的低负荷适应能力，且易实施、耗能低，避免了蒸发器在低负荷运行时流体温度大幅偏离额定工况的现象，能改善蒸发器换热管热应力、延长换热器寿命。
附图说明
图1是本发明的装置示意图。
图中：
1-高温流体入口2-高温流体出口3-蒸汽出口4-低温流体入口5-上管箱
6-下管箱7-固定架8-换热管9-雾化喷头10-壳体11-第一阀门12-加压泵13-第二阀门14-液位计。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明专利作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一种适应负荷变化的蒸汽发生装置，高温流体入口1、高温流体出口2、蒸汽出口3、低温流体入口4、上管箱5、下管箱6、固定架7、换热管8、雾化喷头9、壳体10、第一阀门11、加压泵12、第二阀门13和液位计14组成。
高温流体入口1与上管箱5连接，高温流体出口2与下管箱6连接，换热管8一端与上管箱5连接、另一端与下管箱6连接；蒸汽出口3与壳体10上方连接，低温流体入口4与壳体10底部连接，液位计14安装在壳体10侧面；固定架7为多个底部固定在壳体10底部，用于支撑固定换热管8，减小换热管8的震动，雾化喷头9位于壳体10内换热管8上部；加压泵12入口通过第一阀门11与低温流体入口4连接，加压泵12出口通过第二阀门13与雾化喷头9连接。
本发明一种适应负荷变化的蒸汽发生装置按照以下方法运行。
在额定工况下：蒸汽发生装置按照一般蒸发器运行模式工作，关闭第一阀门11和第二阀门13，加压泵12不运行；高温流体从高温流体入口1进入上管箱5，然后进入换热管8，高温流体通过换热管8进入下管箱6，然后再通过高温流体出口2流出；低温流体从低温流体入口4进入壳体10，换热管8浸没在壳体10内的低温流体中，低温流体吸收高温流体热量后变为蒸汽由蒸汽出口3排出。
在部分负荷工况下：以30％额定负荷工况为例，如果高温流体流量和低温流体流量等比例降低至原来流量的30％，对于一般的蒸发器，这种情况下高温流体和低温流体出口温度都会发生较大变化，因为在原来的出口温度下，实际换热量大于高温流体的理论放热量，为达到热量平衡出口温度必须发生变化，此时蒸发器内实际蒸发量会大于原来的30％。对于本发明提出的蒸汽发生装置，30％额定负荷工况下，一部分低温流体通过低温流体入口4进入壳体10，与液位计14连接的控制系统能根据液位计14的指示，通过调节第一阀门11和第二阀门13开度，主动降低壳体10内的液位高度，一部分换热管8裸露在低温流体液位之上，减少了有效换热面积，保证高温流体和低温流体出口温度尽量不发生变化；另一部分低温流体经加压泵12升压后通过雾化喷头9喷洒至裸露的换热管8上，降低了换热管8的热应力，同时能调控蒸汽热力状态。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种适应负荷变化的蒸汽发生装置的运行方法，所述适应负荷变化的蒸汽发生装置由高温流体入口（1）、高温流体出口（2）、蒸汽出口（3）、低温流体入口（4）、上管箱（5）、下管箱（6）、换热管（8）、雾化喷头（9）、壳体（10）、第一阀门（11）、加压泵 （12）、第二阀门（13）和液位计（14）组成；
所述高温流体入口（1）与上管箱（5）连接，高温流体出口（2）与下管箱（6）连接，多个换热管（8）位于壳体（10）内，一端与上管箱（5）连接、另一端与下管箱（6）连接；蒸汽出口（3）与壳体（10）上方连接，低温流体入口（4）与壳体（10）底部连接，液位计（14）安装在壳体（10）侧面；雾化喷头（9）位于壳体（10）内换热管（8）上部；加压泵 （12）入口通过第一阀门（11）与低温流体入口（4）连接，加压泵 （12）出口通过第二阀门（13）与雾化喷头（9）连接，所述雾化喷头（9）能够在蒸汽发生装置低负荷运行期间向换热管（8）喷洒低温流体，防止换热管（8）发生过热现象同时调控换热速率；
其特征在于，所述运行方法具体如下：
额定负荷工况：第一阀门（11）和第二阀门（13）关闭，加压泵（12）不运行；高温流体从高温流体入口（1）进入上管箱（5），然后进入换热管（8），高温流体通过换热管（8）进入下管箱（6），然后再通过高温流体出口（2）流出；低温流体从低温流体入口（4）进入壳体（10），换热管（8）浸没在壳体（10）内的低温流体中，低温流体吸收高温流体热量后变为蒸汽由蒸汽出口（3）排出，固定架（7）用于减小换热管（8）的震动；
部分负荷工况：打开第一阀门（11）和第二阀门（13）；高温流体从高温流体入口（1）进入上管箱（5），然后进入换热管（8），高温流体通过换热管（8）进入下管箱（6），然后再通过高温流体出口（2）流出；一部分低温流体从低温流体入口（4）进入壳体（10），与额定负荷工况相比，部分负荷工况下，壳体（10）内低温流体的液位较低，具体液位需要与液位计（14）连接的控制系统根据液位计（14）的指示，调整调节第一阀门（11）和第二阀门（13）开度，主动降低壳体（10）内的液位高度，部分换热管（8）分布在液位之上，减少了有效换热面积，保证高温流体和低温流体出口温度不发生变化；另一部分低温流体经过加压泵（12）提高压力后送至雾化喷头（9），经雾化喷头（9）雾化后均匀喷洒在处于液位之上的换热管（8）上。
2.根据权利要求1所述的一种适应负荷变化的蒸汽发生装置的运行方法，其特征在于：还包括设置在壳体（10）内用于支撑固定换热管（8）的多个固定架（7）。
3.根据权利要求1所述的一种适应负荷变化的蒸汽发生装置的运行方法，其特征在于：所述液位计（14）用于衡量蒸汽发生装置内的有效换热面积，辅助控制系统进行变负荷调节。
CN202111072297.9A 2021-09-14 2021-09-14 一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法 Active CN113623627B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111072297.9A CN113623627B (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111072297.9A CN113623627B (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113623627A CN113623627A (zh) 2021-11-09
CN113623627B true CN113623627B (zh) 2023-02-07

Family

ID=78389915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111072297.9A Active CN113623627B (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113623627B (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2505915A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-03 Nooter/Eriksen s.r.l. Device and method for cleaning heat exchange finned tubes in a heat recovery steam generator
CN202719583U (zh) * 2012-07-27 2013-02-06 石家庄工大化工设备有限公司 煤制天然气的反应热回收装置
US9759461B2 (en) * 2013-08-23 2017-09-12 Daikin Applied Americas Inc. Heat exchanger
US20180051937A1 (en) * 2015-03-02 2018-02-22 Sylvan Source, Inc. High-efficiency desalination
CN105066083A (zh) * 2015-09-11 2015-11-18 中山大学 U型列管式熔盐蒸汽发生装置及方法
CN109099407B (zh) * 2018-07-20 2019-06-28 东北大学 高温冶金渣粒余热回收与品质调控一体化系统及方法
CN110107876A (zh) * 2019-04-17 2019-08-09 安徽节源环保科技有限公司 一种热水闪蒸蒸汽再利用装置及方法
CN110454760B (zh) * 2019-08-05 2023-12-29 江苏和诚制药设备制造有限公司 发酵罐空消余热回收装置及工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN113623627A (zh) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101358729A (zh) 用于产生蒸汽的装置
CN110787766A (zh) 一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置及工艺
CN113623627B (zh) 一种适应负荷变化的蒸汽发生装置和方法
CN212402166U (zh) 用于植砂浆舱的恒温装置
CN210717859U (zh) 一种用于饮料生产过程中的冷热联供系统
CN111151020A (zh) 一种混合式气液混合汽化装置
CN211725283U (zh) 一种湿法脱硫氧化空气减温水回收系统
CN208442806U (zh) 一种改变水的理化特征的导热油锅炉蒸汽发生系统
CN112146082A (zh) 减温减压的稳定供热装置及减温减压方法
CN220194830U (zh) 顺酐生产中的正丁烷氧化反应装置
CN219809900U (zh) 锅炉蒸汽温度调节系统
CN208059613U (zh) 冷却塔及冷却装置
CN217612911U (zh) 一种降低酯化再沸器结焦降温装置
CN105371263A (zh) 应用喷淋式蒸汽发生器的水循环系统
CN111377517A (zh) 一种基于氨氧水的火电厂炉内水处理系统及方法
CN216946221U (zh) 一种蒽醌法生产双氧水氢气恒温装置
CN212720436U (zh) 一种电厂循环水二次冷却系统
CN219656037U (zh) 一种锅炉用均匀热循环调温机构
CN217585403U (zh) 一种焦炉烟气温度调节装置
CN114687825B (zh) 超临界二氧化碳循环发电机组冷端温度控制策略
CN219199143U (zh) 过热蒸汽处理系统和mvr蒸发系统
CN216824824U (zh) 一种新型蒸汽式再沸器控制装置
CN209101843U (zh) 两种热源一体式智能换热机组
CN215521212U (zh) 一种冷氢化中蒸汽回收系统
CN215027493U (zh) 低温甲醇洗替用管线系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant