CN114636147A - 智能过热蒸汽加湿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能过热蒸汽加湿系统，应用在余热发电领域，其技术方案要点是：包括加湿罐，加湿罐上开有进气口、排气口、进水口和排水口；供排气模块，安装在进气口和排气口处，通过进气口将过热蒸汽通入加湿罐内并通过排气口将转换后的饱和蒸汽排出加湿罐；加湿模块，安装在进水口处，通过进水口将喷淋水通入加湿罐内，对过热蒸汽进行加湿降温，使过热蒸汽转化为饱和蒸汽；环境监测模块，包括安装在加湿罐内的温度传感器、压力传感器和液位计，与供排气模块和加湿模块连接，保持加湿罐内温度、压力的动态平衡；具有的技术效果是：采用监控压力，调节温度的平衡方式相对于直接调节温度，控制方式更加简单，便于自动化调节。
Description
技术领域
本发明涉及余热发电领域，特别涉及一种智能过热蒸汽加湿系统。
背景技术
余热发电是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术，在余热的传输过程中，往往会将过热蒸汽转化为饱和蒸汽进行传输，饱和蒸汽相比过热蒸汽放热慢、放热少，且饱和蒸汽的密度比过热蒸汽大，相同体积的饱和蒸汽和过热蒸汽，饱和蒸汽的质量更大，传输热量更多；
目前，公告号为CN202868669U的中国发明，公开了一种过热蒸汽加湿器，热蒸汽加湿器在过热蒸汽管道上设置稳压阀，在蒸汽出口处设置水喷淋装置和压力、温度反馈系统；水喷淋装置由液体输送管和与液体输送管连通的喷淋部件组成；压力、温度反馈系统由压力、温度探头，传感系统，控制器组成。
现有的蒸汽加湿器虽然可以实现对过热蒸汽的加湿，但是在实际的加湿过程中，需要对加湿器内部的温度和压力进行监控，只有压力和温度一一对应，才能得到符合要求的饱和蒸汽，如何保持加湿罐内压力、温度的动态平衡，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能过热蒸汽加湿系统，其优点是智能化控制，精准度高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智能过热蒸汽加湿系统，包括
加湿罐，加湿罐为密封罐体，加湿罐上开有进气口、排气口、进水口和排水口；
供排气模块，安装在进气口和排气口处，通过进气口将过热蒸汽通入加湿罐内并通过排气口将转换后的饱和蒸汽排出加湿罐；
加湿模块，安装在进水口处，加湿模块通过进水口将喷淋水通入加湿罐内，对过热蒸汽进行加湿降温，使过热蒸汽转化为饱和蒸汽；
环境监测模块，包括安装在加湿罐内的温度传感器、压力传感器和液位计，与供排气模块和加湿模块连接，保持加湿罐内温度、压力的动态平衡。
通过上述技术方案，环境监测模块与供排气模块、加湿模块连接，压力传感器检测加湿罐内的压力，温度传感器检测加湿罐内的温度，液位计检测加湿罐内的喷淋水水位，保持加湿罐内的压力不变；通过向加湿罐内通入过热蒸汽提高加湿罐内的温度或由加湿模块通入喷淋水降低加湿罐内的温度，同时配合排气口保持加湿罐内的压力不变，加湿罐内的温度和压力保持动态平衡，使得保证由排气口排出的蒸汽为饱和蒸汽；采用监控压力、调节温度的平衡方式相对于直接调节温度，控制方式更加简单，便于自动化调节。
本发明进一步设置为：包括水循环模块，水循环模块包括与加湿模块连接的补水泵和与补水泵连通的集水箱，所述集水箱连接有外界水管，所述集水箱与加湿罐连通；所述环境监测模块包括安装在加湿罐内的第一液位计、第一压力传感器、第一温度传感器和安装在集水箱内的第二液位计、第二压力传感器、第二温度传感器；所述补水泵与加湿模块之间设置有第三压力传感器。
通过上述技术方案，集水箱内设置有液位计、温度传感器和压力传感器且集水箱和加湿罐、外界水管连通，通过向集水箱内通入外来冷却水降低集水箱内喷淋水的温度或通入加湿罐内的换热水提高喷淋水的温度，使得集水箱内的喷淋水形成动态平衡，保持加湿模块喷淋进入加湿罐的喷淋水保持一定温度，喷淋水与过热蒸汽的温度均固定，两者的添加比例在一定范围内，便于智能调控；加湿罐内、集水箱内和补水泵与加湿模块之间均设置有压力传感器，三者压力保持一致，进而将集水箱内的动态循环与加湿罐内的动态循环关联统一，三者保持同一压力，便于自动化智能调节。
本发明进一步设置为：所述供排气模块包括安装在加湿罐排气口处的集气罩和汽水分离器，所述汽水分离器与集水箱之间设置有冷凝水管，所述第一温度传感器安装在冷凝水管靠近汽水分离器的一端。
通过上述技术方案，集气罩和汽水分离器安装在排气口处，收集加湿过后的蒸汽，并对蒸汽进行汽水分离；冷凝水管连通汽水分离器和集水箱，将汽水分离器分离出的冷凝水排至集水箱内，对喷淋水进行循环使用；第一温度传感器设置在冷凝水管靠近汽水分离器的一端，监测冷凝水管内的冷凝水温度，此时冷凝水的温度与饱和蒸汽的温度一致，即对饱和蒸汽的温度进行监测。
本发明进一步设置为：所述集水箱连接有排水管，，所述排水管处设置有与第二液位计连接的液位控制电动阀。
通过上述技术方案，液位控制电动阀根据集水箱的液位对集水箱内喷淋水的水量进行控制，便于维持集水箱内的动态循环。
本发明进一步设置为：所述冷凝水管靠近集水箱的一端延伸有注水管和废液管，所述注水管与集水箱连通，所述废液管与排水管连通，所述注水管上设置有电磁阀，所述废液管上设置有压力控制电动阀。
通过上述技术方案，注水管和废液管上均设置有阀门，便于将冷凝水留在冷凝水管内冷却；压力控制电动阀设置在废液管上，在冷凝水管内水压过大时，将冷凝水管内的冷凝水排出。
本发明进一步设置为：所述喷淋水温度为100-130℃。
通过上述技术方案，喷淋水的温度为100-130℃，便于对过热蒸汽进行中和，同时采用具有一定温度的喷淋水进行喷淋，可增加饱和蒸汽的量，传导更多的热量。
本发明进一步设置为：所述加湿模块包括安装在加湿罐内的喷头和设置在喷头下方的水幕网；所述进气口设置在水幕网下方；所述进气口处设置有气体分布器。
通过上述技术方案，设置喷头和水幕网，对喷淋水进行分散，便于对过热蒸汽进行降温；气体分布器设置在进气口处，对过热蒸汽进行分散，便于过热蒸汽与喷淋水的充分接触，获得较好的降温加湿效果。
本发明进一步设置为：所述集水箱和加湿模块之间设置有备用水管，所述备用水管上设置有电磁阀；所述备用水管一端与集水箱连通，另一端设置在第三压力传感器和补水泵之间。
通过上述技术方案，备用水管的设置便于在补水泵故障时对加湿模块进行供水。
本发明进一步设置为：所述集水箱与加湿罐支架设置有循环水管，所述循环水管上设置有放水阀，所述放水阀后方可拆卸设置有储污管，所述储污管与循环水管连通且设置在循环水管的下方。
通过上述技术方案，储污管设置在循环水管下方且与循环水管可拆卸连接，在放水阀关闭时对换热水内的杂质进行沉降，并在放水阀开启时，将沉降的杂质冲至储物管内。
本发明进一步设置为：所述集水箱内设置有过滤组件，所述过滤组件包括安装在集水箱内的双重滤网，所述双重滤网间隔设置。
通过上述技术方案，双重滤网对沉降后的换热水进行过滤，防止杂质在动态循环内重复循环，堵塞喷头和水幕网。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.采用监控压力，调节温度的平衡方式相对于直接调节温度，控制方式更加简单，便于自动化调节；
2.加湿罐内、集水箱内和补水泵与加湿模块之间均设置有压力传感器，三者压力保持一致，进而将集水箱内的动态循环与加湿罐内的动态循环关联统一，三者保持同一压力，便于自动化智能调节；
3.通过设置集气罩和汽水分离器，收集加湿过后的蒸汽，并对蒸汽进行汽水分离；冷凝水管连通汽水分离器和集水箱，将汽水分离器分离出的冷凝水排至集水箱内，对喷淋水进行循环使用。
附图说明
图1是本实施例的原理框图；
图2是本实施例整体的结构示意图。
附图标记：1、加湿罐；2、供排气模块；3、加湿模块；4、环境监测模块；5、隔板；6、进气管；7、排气管；8、气体分布器；9、汽水分离器；10、集气罩；11、喷头；12、水幕网；13、补水泵；14、集水箱；15、第三压力传感器；16、备用水管；17、循环水管；18、排水管；19、冷凝水管；20、注水管；21、废液管；22、压力控制电动阀；23、排气阀；24、外界水管；25、放水阀；26、储污管；27、双重滤网；28、水循环模块；29、第一温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：
参考图1，一种智能过热蒸汽加湿系统，包括加湿罐1，加湿罐1为密封罐体，加湿罐1上开有进气口、排气口、进水口和排水口；
供排气模块2，安装在加湿罐1内，通过进水口将过热蒸汽通入加湿罐1内并通过排气口将转换后的饱和蒸汽排出加湿罐1；
加湿模块3，安装在加湿罐1内，通过进水口将喷淋水通入加湿罐1内，对过热蒸汽进行加湿降温，使过热蒸汽转化为饱和蒸汽；
水循环模块28，与加湿罐1和加湿模块3连通，对加湿罐1内的水进行循环；
环境监测模块4，对加湿罐1和水循环模块28的温度、压力等进行监控；
控制模块，与其他各模块连接，调整加湿罐1内的环境，使其在设定环境下保持平衡。
参考图1和图2，加湿罐1为立式圆柱形，进气口开设在罐体的中间位置，排气口开设在加湿罐1的正上方；进水口与进气口相对设置，且进水口设置在进气口的上方，排水口与排气口相对设置，排水口设置在加湿罐1的最下方；加湿罐1于进水口的上方设置有隔板5，隔板5将加湿罐1分隔为两个空腔。
供排气模块2包括安装在进气口处的进气管6和安装在排气口处的排气管7，进气管6与加湿罐1密封连接，进气管6伸入加湿罐1的一端设置有气体分布器8；气体分布器8为槽盘式气体分布器，由若干个分布槽规则排布后组焊而成；排气管7穿过排气口伸入加湿罐1，排气管7与加湿罐1密封连接，排气管7伸入加湿罐1的一端依次设置有汽水分离器9和集气罩10，汽水分离器9与集气罩10密封连接，隔板5上开设有安装槽，集气罩10穿过安装槽伸入隔板5下方的空腔内，集气罩10与隔板5密封连接；汽水分离器9安装在隔板5的上方，汽水分离器9的出气端与排气管7连通，汽水分离器9的出水端与水循环模块28连通。
参考图1和图2，加湿模块3安装在加湿罐1内，加湿模块3包括与水循环模块28连通的喷头11和设置在喷头11下方的水幕网12，水幕网12为150目不锈钢丝网，水幕网12设置在气体分布器8的上方，喷头11为蓬头花洒，喷头11设置在加湿罐1的中间处；水循环模块28包括与喷头11连通的补水泵13和与补水泵13连通的集水箱14；补水泵13为180℃耐高温水泵，补水泵13与喷头11之间通过水管连通，水管穿过加湿罐1的进水口与喷头11连接，水管上设置有电磁阀和第三压力传感器15，第三压力传感器15设置在靠近加湿罐1处，电磁阀设置在靠近补水泵13处；补水泵13与集水箱14通过水管连接，集水箱14与加湿模块3之间设置有备用水管16，备用水管16的两端分别和补水泵13两侧的水管连通，备用水管16的一端设置在补水泵13和集水箱14之间，另一端设置在补水泵13与电磁阀之间；集水箱14为立式圆柱形，集水箱14下方连通有循环水管17和排水管18，循环水管17连通集水箱14和加湿罐1，排水管18连通外界排出集水箱14内的喷淋水；集水箱14与加湿罐1的上部空腔之间设置有冷凝水管19，冷凝水管19与加湿罐1内的汽水分离器9连通，冷凝水管19靠近集水箱14的一端延伸有注水管20和废液管21，注水管20与集水箱14连通，注水管20上设置有电磁阀，废液管21与排水管18连通，废液管21上设置有压力控制电动阀22；集水箱14的顶部设置有排气阀23，注水管20连通有外界水管24；冷凝水管19内的水为冷凝水，加湿罐1内的水为换热水，集水箱14内的水位喷淋水。
参考图1和图2，循环水管17上设置有放水阀25，放水阀25后方设置有储污管26，储污管26与循环水管17连通，储污管26设置在循环水管17的底部外侧且储污管26与循环水管17之间呈垂直状分布，储污管26与循环水管17通过法兰密封连接；集水箱14内设置有过滤组件，过滤组件包括安装在集水箱14内的双重滤网27，双重滤网27间隔设置在集水箱14的内侧表面，双重滤网27设置在与补水泵13连接的水管的下方，对通入补水泵13的喷淋水进行过滤。
参考图1和图2，环境监测模块4包括安装在加湿罐1内的第一液位计、第一温度传感器29、第一压力传感器和安装在集水箱14内的第二液位计、第二温度传感器、第二压力传感器，第一液位计安装在加湿罐1内，用于检测加湿罐1内换热水的水位，防止水位过高；第一温度传感器29安装在冷凝水管19靠近加湿罐1的一端，检测汽水分离后水的温度，并以此推算饱和蒸汽的温度；第一压力传感器安装在加湿罐1内；第二液位计安装在集水箱14内检测集水箱14的水位，防止集水箱14水位过低；第二温度传感器安装在集水箱14内部连通补水泵13的水管；过热蒸汽的压力为0.5Mpa，温度为230℃，密度为2.199kg/m3；饱和蒸汽的压力为0.5Mpa，温度为159℃，密度为3.1061kg/m3；喷淋水的温度控制在100-130℃，优选为120℃；第二压力传感器安装在及水箱内，对集水箱14内的压力进行感应；控制模块与各电磁阀、传感器连接，控制各电磁阀的开合。
使用过程简述：外来水管、冷凝水管19和循环水管17为集水箱14提供喷淋水，喷淋水温度高时，加入外来水，喷淋水温度低时，注水管20或循环水管17上的电磁阀打开，使得喷淋水的温度保持动态平衡，并通过排水管18保持集水箱14内的压力恒定；补水泵13抽取集水箱14内的喷淋水，输送至喷头11，喷头11喷撒喷淋水，此时进气口处通入过热蒸汽，喷淋水与过热蒸汽接触，降低过热蒸汽的温度并对过热蒸汽进行加湿，使得过热蒸汽变为饱和蒸汽，集气罩10收集饱和蒸汽，并传递至汽水分离器9，汽水分离器9对饱和蒸汽内的多余水分进行分离，分离出的水分排至冷凝水管19内放置备用；通过向加湿罐1内通入过热蒸汽提高加湿罐1内的温度或由加湿模块3通入喷淋水降低加湿罐1内的温度；通过保持加湿罐1和集水箱14内的压力保持一致，便于控制模块对加湿罐1和集水箱14内的动态平衡进行智能调控，调控精度高，转化效率高。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，包括
加湿罐(1)，加湿罐(1)为密封罐体，加湿罐(1)上开有进气口、排气口、进水口和排水口；
供排气模块(2)，安装在进气口和排气口处，通过进气口将过热蒸汽通入加湿罐(1)内并通过排气口将转换后的饱和蒸汽排出加湿罐(1)；
加湿模块(3)，安装在进水口处，加湿模块(3)通过进水口将喷淋水通入加湿罐(1)内，对过热蒸汽进行加湿降温，使过热蒸汽转化为饱和蒸汽；
环境监测模块(4)，包括安装在加湿罐(1)内的温度传感器、压力传感器和液位计，与供排气模块(2)和加湿模块(3)连接，保持加湿罐(1)内温度、压力的动态平衡。
2.根据权利要求1所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，包括水循环模块(28)，所述水循环模块(28)包括与加湿模块(3)连接的补水泵(13)和与补水泵(13)连通的集水箱(14)，所述集水箱(14)连接有外界水管(24)，所述集水箱(14)与加湿罐(1)连通；所述环境监测模块(4)包括安装在加湿罐(1)内的第一液位计、第一压力传感器、第一温度传感器(29)和安装在集水箱(14)内的第二液位计、第二压力传感器、第二温度传感器；所述补水泵(13)与加湿模块(3)之间设置有第三压力传感器(15)。
3.根据权利要求2所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述供排气模块(2)包括安装在加湿罐(1)排气口处的集气罩(10)和汽水分离器(9)，所述汽水分离器(9)与集水箱(14)之间设置有冷凝水管(19)，所述第一温度传感器(29)安装在冷凝水管(19)靠近汽水分离器(9)的一端。
4.根据权利要求3所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述集水箱(14)连接有排水管(18)，所述排水管(18)处设置有与第二液位计连接的液位控制电动阀。
5.根据权利要求3或4所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述冷凝水管(19)靠近集水箱(14)的一端延伸有注水管(20)和废液管(21)，所述注水管(20)与集水箱(14)连通，所述废液管(21)与排水管(18)连通，所述注水管(20)上设置有电磁阀，所述废液管(21)上设置有压力控制电动阀(22)。
6.根据权利要求1-4任一所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述喷淋水温度为100-130℃。
7.根据权利要求6所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述加湿模块(3)包括安装在加湿罐(1)内的喷头(11)和设置在喷头(11)下方的水幕网(12)；所述进气口设置在水幕网(12)下方；所述进气口处设置有气体分布器(8)。
8.根据权利要求4所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述集水箱(14)和加湿模块(3)之间设置有备用水管(16)，所述备用水管(16)上设置有电磁阀；所述备用水管(16)一端与集水箱(14)连通，另一端设置在第三压力传感器(15)和补水泵(13)之间。
9.根据权利要求8所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述集水箱(14)与加湿罐(1)支架设置有循环水管(17)，所述循环水管(17)上设置有放水阀(25)，所述放水阀(25)后方可拆卸设置有储污管(26)，所述储污管(26)与循环水管(17)连通。
10.根据权利要求9所述的智能过热蒸汽加湿系统，其特征在于，所述集水箱(14)内设置有过滤组件，所述过滤组件包括安装在集水箱(14)内的双重滤网(27)，所述双重滤网(27)间隔设置。
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2022
- 2022-02-24 CN CN202210170991.2A patent/CN114636147A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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