CN1152204C - 蒸汽压力给水器及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种工厂化养殖场苗池温度计算机监控系统，该系统主要由锅炉水温自动测控，苗池温度自动测控和微型计算机监测处理三部分组成，通过利用锅炉的循环热水流经养殖苗池中的散热器进行热交换来实现养殖苗池的加热。应用电子技术和计算机技术对电加热式或液体加热式锅炉和多个苗池的水温进行持续检测、控制及实时动态温度显示，具有温度越限自动控制、自动声光报警功能。解决了工厂化养殖过程中养殖池水温自动控制、调节的问题。为养殖对象提供了最适宜的生长温度并实现了科学的监测、调控与数据处理，对提高养殖对象的成活率和生长速度有很大作用。该系统性能稳定，误差小，能节省人力，耗能少，无污染，可靠性高。
Description
本发明涉及一种气压给水装置“蒸汽压力给水器及其应用”。
气压给水装置的特点是压力气源与水箱(装输送液体的容器)接通，气相压力直接加压使液体获得稳定输送压力，采用不凝结的压缩气体作气源虽然不会出现发生相变导致液体压力波动的不稳定工况，但获得高压大流量压缩气体能耗高，压缩气体与液体有不良反应时不能应用。采用同一物质的蒸汽对液体加压的优点是：不会有不良反应发生；获得高压蒸汽容易，压力流量调节方便，但必须阻止汽液结合时发生的相变传热，100℃温差时水的汽液自由接合界面发生传质速度大于数百公斤/平方米.小时。
本发明的目的是：提供一种“蒸汽压力给水器”，该装置蒸汽压力保持稳定不受外部条件影响，输送高温高压液体容易，没有汽蚀限制，调节压力流量方便，节能节电，可用于汽相与液相混合没有着火；爆炸；严重腐蚀；导制液体发生不需要的化学反应等不良反应的液体输送。
本发明的目的是这样实现的：采用一独立蒸汽发生器作压力源，蒸汽发生器内有一内置加热器，可通过其它高温载热体(例如过热蒸汽)加热获得较高蒸汽压力，另有一外置加热器可采用洁净化学能源加热获得蒸汽，其作用保证蒸汽压力不受外部影响，始终保持稳定。蒸汽发生器通过蒸汽调压阀；汽连通管；压力切换阀组分别接入两个汽压水箱，水箱底部出水口经出水切阀接通出水管构成汽压供水回路，其作用是：在汽压水箱中通入蒸汽，在蒸汽压力下水对外输送。表面冷却器，喷淋冷却器经冷却切换阀组接通冷水源，补水源经补水切换阀组接入汽压水箱构成冷却降压补水回路，其作用是：先冷却水箱使其压力降低再向里补水，节约补水能耗。汽压水箱内有浮动活塞，浮动活塞由定位管板；定位杆；多孔球体组成。多孔圆球体比重约0.5-0.8，粒度1-30MM，堆集高度1000-1500MM，导热小于0.3J/MS℃，蒸汽发剩生器的热负荷由三部分组成：
Q0＝Q1×K1(冷凝负荷)+Q2(体积移动负荷)+Q3×K3(填料导热负荷)
K1-自由液面积 K2-填料投影面积(三角排列)
Q1-蒸汽在水平面的冷凝速度，主要受液面对流扩散速度的影响，可痛过下式计算：
(对流换热及换热器原理及计算。清华大学热能工程教组。1-184。59)
Nu＝0.56[(Gr×Pr)L×COSQ]0.25
Nu×K/d＝h(h-凝结放热系数，可达数千大卡/米2.时.度)
Q1＝h×A0×T0(A0-汽液接合表面积 T0-汽液接合表面温差)
或简化为水平大管径凝结放热：(传热学：章熙民7-2a.172)
Q1＝X0(1/D0)0.25，定意：Kx＝(1/D0)0.25
折算管径(M) Kx
0.02 3.16
2.0 1.0
10.0 0.56
100.0 0.56
显然直径足够大时表面接近平面。
Q2＝V0/U”×(I”-I’)
式中：V0-输送水体积M3/h U”-压水蒸汽比容M3/Kg
I”；I’-蒸汽焓；凝结水焓Kcal/kg
Q3可根据“填充床传热传质过程”(日。若尾法昭。化学工业出版社。157)确定。
Q0带入的所有热量都被液体吸受并未损耗，但液体温度会升高，所以本发明用于输送需加热的流体特别有利，为了连续输送夜体。两个汽压水箱是是交替工作的，一个在低压下实现补水，另一个靠蒸汽压力实现对外供水。为了提高装置可靠性备切换阀采用三通自动阀。本发明装置主要用于输送60℃以上热水；沸点温度小于100℃的低沸点介质；汽相与液相混合不会发生着火、爆炸、严重腐蚀、产生不需要的化学反应等不良反应的其它液体。
蒸汽压力给水器与泵送相比，突出优点是：
1.送高温水不会汽蚀，例如345.74℃的水(补水压力大于15.68MPA)，给水温度提高能够提高热力循环效率，，泵不可能输送这样高温度的水。
2.大幅度降低输送液体的电耗。
不同给水压力下的节电比：(补水压水：0.3626MPa)
给水压力[MPa] 节电比
1.568 0.768
2.94 0.876
5.88 0.938
16.17 0.9775
3.没有运转部件不会泻漏。
4.可以一机多用。
(图1)是本发明的总布置图(其中左边汽压水箱处于输水壮态，右边汽压水箱处于补水壮态，主要部件剖视处理)
(图1)中：蒸汽发生器(1)，内置加热器(2)，外置加热器(3)，汽连通道(4)压力切换阀组(5)，表面冷却器(6)，喷凝冷却器(7)，汽压水箱(8)，浮动活塞(9)限位管板(10)，定位杆(11)，多孔圆球体(12)，冷却切换阀组(13)，冷水源(14)补水源(15)，补水切换阀组(16)，出水管(17)，出水切换阀组(18)，蒸汽调压阀组(19)。
下面接结合附图和实施例对本发明进一步说明如下：
按(图1)作总体布置，采用一独立蒸汽发生器(1)作压力汽源，蒸汽发生器有内置加热器(2)，外置加热器(3)，其作用是保持气体压力不受外界影响始终保持稳定，蒸汽发生器(1)通过蒸汽调压阀组(19)汽连通道(4)，压力切换阀组(5)分别接通两个汽压水箱(8)，水箱底部出水口经出水切换阀组(18)接通出水管(17)钩成汽压供水回路，汽压水箱(8)上部汽空间有喷淋冷却器(7)经表面冷却器(6)，通过冷却切换阀组(13)接通冷水源(14)，补水源(15)经补水切换阀组(16)接入汽压水箱(8)构成冷却降压补水回路，汽压水箱(8)内有浮动活塞(9)，浮动活塞由定位管板(10)定位杆(11)，多孔圆球体(12)组成，作用是尽量减少汽液界面的传质和传热，多孔圆球体可以滚动自如贴近水箱壁面起到对蒸汽的阻隔作用，两个汽压水箱交替工作，一个通过冷却阀(6)接通冷却源对内部喷水降压后在低压下实现补液，另一个通过压力调节阀(8)接通蒸汽发生器，同时开启出水接切换阀组(18)对外供液。
下面通过有一定条件的实施例对本发明进一步说明。
用水蒸汽输送高温水：输水压力2.93MPa，液体温度140℃
蒸汽压力Pg＝2.93MPa 蒸汽温度Tg＝232.7℃ 蒸汽焓＝2797.49KJ/Kg
蒸汽比容U″＝0.06793M3/Kg
平均温度：0.5×(232.14+140)＝186.35℃
当量直径10M 蒸汽流速0.1M/S(设定) λ＝186.35J/M℃
μ＝147.412×10-6N.S/M2 ρ＝879.98Kg/M3 r＝1798.94KJ/Kg
活塞高度0.5M，汽压水箱直径0.5M 填料直径＝0.01M
自由界面的冷凝负荷：G1＝2345×92.7＝217381.5J/M2.S
显然凝结汽体会造成压力大的波动，大大增加补充蒸汽量，实际应用困难。
采用浮动活塞时的导热量为：
Q3×K3-0.312/0.5×1.0×(232-140)-57.408Kcal/M2.h.℃
＝0.006676×104J/M2.S
与液面直接接近的面积0.22M2/M2
蒸汽直接冷凝负荷：Q1×K1＝0.22×217381.5＝4.782393×104J/M2.S.
Q2-V0/U”×(I”-I’)
＝35/(0.06793×3600)×(2797.49-232.7×4.1868)×103
＝26.136×104J/M2.S.
总负荷＝Q1×K1(冷凝负荷)+Q2(体积移动负荷)+Q3×K3(填料导热负荷)
-(4.782393+26.136+0.006676)×104-30.92×104J/M2.S
浮动活塞的主要作用是有效减少了蒸汽与液面接近的表面积，使凝结负荷大幅降低水箱冷凝蒸汽量＝0.196×(4.782393+0.006676)×104×3600/(1798.94×1000)＝18.78kg/h水箱汽空间容积-0.196×3-0.588M3输水体积汽量＝35/0.06793＝515.2kg/h用汽量＝515.2+18.78＝533.98kg/h
独立蒸汽发生器热负荷：111.3×104KJ/h(采用223℃的饱和水作补水，锅炉对流管束出口烟气作热源，加热只降烟温15℃，对系统运行没有影响)
补水电耗＝4.68KW.h，泵水电耗42.89KW.h，年运行7000小时节电89％，用泵输送140℃高温水需35.7M压头的汽蚀余量，比较困难。
实施例汇总结果如下：
1.蒸汽发生器：进水温度223℃，进水流量536.18Kg，运行压力2.93MPA，热负荷111.3×104KJ/h
2.汽压水箱：直径500MM(两只)，容积0.586M3，冷却水温20℃，冷却水流量38.16KG/周期(一周期64S)，补水温度140℃，补水流量32687.3Kg/h
3.电耗4.68KW
本发明用于输送其它液体的原理与实施例一样。
Claims (4)
1.一种气压给水装置“蒸汽压力给水器”其特征在于：采用一独立蒸汽发生器(1)作压力汽源，蒸汽发生器(1)通过蒸汽调压阀组(19)、汽连通道(4)、压力切换阀组(5)分别接通两个汽压水箱(8)，水箱底部出水口经出水切换阀组(18)接通出水管(17)构成汽压供水回路，汽压水箱(8)上部汽空间有喷淋冷却器(7)经表面冷却器(6)通过冷却切换阀组(13)接通冷水源(14)，补水源(15)经补水切换阀组(16)接入汽压水箱(8)构成冷却降压补水回路，汽压水箱(8)内由定位管板(10)定位杆(11)；多孔圆球体(12)组成降低冷凝负荷的浮动活塞(9)。
2.根据权利要求1所述的蒸汽压力给水器其特征在于：独立蒸汽发生器(1)有内置加热器(2)；外置加热器(3)。
3.根据权利要求1所述的蒸汽压力给水器其特征在于：各切换阀组是三通自动阀。
4.根据权利要求1所述的蒸汽压力给水器其特征在于组成降低冷凝负荷的浮动活塞(9)的多孔圆球体(12)比重0.5-0.8，粒度1-30MM，堆集高度100-150MM。
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| CNB981182097A CN1152204C (zh) | 1998-08-30 | 1998-08-30 | 蒸汽压力给水器及其应用 |
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| CNB981182097A CN1152204C (zh) | 1998-08-30 | 1998-08-30 | 蒸汽压力给水器及其应用 |
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