CN115253344A - 蒸气供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸气供应系统，涉及工业制蒸气的技术领域。蒸气供应系统包括闪蒸罐、循环管路、热泵机组以及加热组件；闪蒸罐内设有内部空间，所述闪蒸罐上设有进液口、出液口和出气口，内部空间能够分别通过进液口、出液口和出气口与外界流体连通，所述出气口连通用户侧；循环管路一端连通于所述进液口，另一端连通于所述出液口；热泵机组连接于所述循环管路，并用于加热所述循环管路内的液体，以使经由所述循环管路进入所述内部空间的流体能够闪蒸出蒸气；加热组件收容于所述内部空间，并位于所述进液口和所述出气口之间，所述加热组件用于加热所述蒸气。本发明解决了现有闪蒸罐闪蒸出的蒸气温度不能够直接供给用户侧使用的技术问题。

Description

蒸气供应系统

技术领域

本发明涉及工业制蒸气的技术领域，尤其涉及一种蒸气供应系统。

背景技术

工业蒸气是我国重要的二次能源，可应用于制造、制药、食品、酿酒、能源、建材等多个领域。目前蒸气供应系统采用的是闪蒸方式，闪蒸是指高压高温的液体，进入到由闪蒸罐内时，由于压力的减小，使得饱和液体在闪蒸罐内中迅速沸腾汽化，形成蒸气，但由于蒸气的温度不足，需要再通过蒸气压缩组件的增压升温后供给用户侧，增加了能源消耗，进而导致蒸气供应系统的运行成本升高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种蒸气供应系统，用于解决现有闪蒸罐闪蒸出的蒸气温度不能够直接供给用户侧使用的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种蒸气供应系统，所述蒸气供应系统包括：

闪蒸罐，内设有内部空间，所述闪蒸罐上设有进液口、出液口和出气口，所述内部空间能够分别通过所述进液口、所述出液口和所述出气口与外界流体连通，所述出气口连通用户侧；

循环管路，一端连通于所述进液口，另一端连通于所述出液口；

热泵机组，连接于所述循环管路，并用于加热所述循环管路内的液体，以使经由所述循环管路进入所述内部空间的液体能够闪蒸出蒸气；

以及加热组件，收容于所述内部空间，并位于所述进液口和所述出气口之间，所述加热组件用于加热所述蒸气。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述蒸气供应系统还包括蒸气压缩组件，所述蒸气压缩组件一侧连通于所述出气口，另一侧连通于所述用户侧，所述蒸气压缩组件用于将所述蒸气增压升温后供给所述用户侧。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述蒸气供应系统还包括分离组件，所述分离组件收容于所述内部空间，并位于所述加热组件和所述进液口之间，所述分离组件用于分离出掺杂于所述蒸气中的液体。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述闪蒸罐包括底罐和上罐，所述进液口设于所述底罐上部，所述出液口设于所述底罐底部；所述上罐可拆连接于所述底罐，所述加热组件连接于所述上罐内壁，所述分离组件连接于所述上罐内壁，所述出气口设于所述上罐的顶部。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述热泵机组包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和换热回路，所述换热回路内循环流动有工质，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀和所述蒸发器均安装于所述换热回路；所述换热回路和所述循环管路分别连接于所述冷凝器两侧；所述工质依次流经所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀、所述蒸发器和所述压缩机。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述蒸气供应系统还包括补液组件，所述补液组件包括补液箱、第一补液管和第一阀，所述补液箱内收容有液体，所述补液箱通过所述第一补液管连通于所述闪蒸罐，以能够通过向所述闪蒸罐补液调控所述内部空间的液体温度；所述第一阀安装于所述第一补液管。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述蒸气供应系统还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器安装于所述循环管路，并位于靠近所述出液口位置处；所述第二温度传感器安装于所述循环管路，并位于靠近所述进液口位置处。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述闪蒸罐靠近所述出气口位置处安装有第三温度传感器和压力传感器，所述第三温度传感器用于检测所述蒸气的温度，所述压力传感器用于检测所述蒸气的压强。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述蒸气供应系统还包括排污阀和出液管，所述出液管一端连通于所述出液口，另一端连通于所述排污阀；所述循环管路通过连通所述出液管与所述出液口连通。

在所述蒸气供应系统的一些实施例中，所述加热组件包括相变储热单元和加热器，所述相变储热单元由相变材料制成，所述相变储热单元与所述加热器电性连接，并能够将电源转为热能并储存所述热能，所述相变储热单元能够在所述蒸气经过时向所述蒸气释放所述热能，以加热所述蒸气。

实施本发明实施例，将至少具有如下有益效果：

上述蒸气供应系统具有提高闪蒸罐出来的蒸气温度的技术效果，具体而言，在液体从循环管路中进入到闪蒸罐内被闪蒸出蒸气后，蒸气会想出气口方向流动，通过设于进液口和出气口之间的加热组件能够对蒸气进行加热，从而达到提升蒸气温度的效果，以此能够满足一些用户的需求，从而降低了能源损耗，解决了现有闪蒸罐闪蒸出的蒸气温度不能够直接供给用户侧使用的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中蒸气供应系统的结构示意图。

其中：1、闪蒸罐；10、内部空间；11、上罐；111、第三温度传感器；112、压力传感器；12、底罐；2、循环管路；3、热泵机组；31、压缩机；32、冷凝器；33、膨胀阀；34、蒸发器；35、换热回路；4、蒸气压缩组件；5、补液组件；51、补液箱；52、第一补液管；53、第二补液管；54、第一阀；55、第二阀；6、第一温度传感器；7、第二温度传感器；8、出液管；9、排污阀；100、加热组件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前蒸气供应系统采用的是闪蒸方式，闪蒸是指高压高温的液体，进入到由闪蒸罐内时，由于压力的减小，使得饱和液体在闪蒸罐内中迅速沸腾汽化，形成蒸气，再通过蒸气压缩机组的增压升温后供给用户侧，其中如果闪蒸出的蒸气温度相距需求温度过大，则会影响蒸气压缩机组的工作效率和增加压缩机组的能源消耗，进而导致蒸气供应系统的运行成本升高。

如图1所示，在一种蒸气供应系统实施例中，蒸气供应系统包括闪蒸罐1、循环管路2、热泵机组3以及加热组件100。闪蒸罐1内设有内部空间10，闪蒸罐1上设有进液口、出液口和出气口，内部空间10能够分别通过进液口、出液口和出气口与外界流体连通，出气口连通用户侧。循环管路2一端连通于进液口，另一端连通于出液口。热泵机组3连接于循环管路2，并用于加热循环管路2内的液体，以使经由循环管路2进入内部空间10的液体能够闪蒸出蒸气。加热组件100收容于内部空间10，并位于进液口和出气口之间，加热组件100用于加热蒸气。

在本实施例中，在液体从循环管路2中进入到闪蒸罐1内被闪蒸出蒸气后，蒸气会想出气口方向流动，通过设于进液口和出气口之间的加热组件100能够对蒸气进行加热，从而达到提升蒸气温度的效果，以此能够满足一些用户的需求，从而降低了能源损耗，解决了现有闪蒸罐1闪蒸出的蒸气温度不能够直接供给用户侧使用的技术问题。

可以理解的是，为了便于闪蒸罐1的摆放稳定，闪蒸罐1一般有竖直放置和水平横卧放置两种常用的放置方式，而无论哪一种放置方式，出液口一般设置在闪蒸罐1的底部，出气口一般设置在闪蒸罐1的顶部，进液口则设置在闪蒸罐1的中部。

在一种蒸气供应系统实施例中，蒸气供应系统还包括蒸气压缩组件4，蒸气压缩组件4一侧连通于出气口，另一侧连通于用户侧，蒸气压缩组件4用于将蒸气增压升温后供给用户侧。

在本实施例中，通过应用蒸气压缩组件4将蒸气压强温度提高，可以满足很多生产以及生活中的需求，应用范围广泛。

优选地，可在出气口出连接两个支路，蒸气压缩组件4安装于其中一个支路上，另一个支路则能够直接连通蒸气温度需求低的用户侧。也可以仅有一条支路，需要低温度蒸气时，蒸气压缩组件4不工作即可。

在热泵机组3的加热下，能够提高循环管路2内流体的压强和温度，以使循环管路2内流体的压强大于内部空间10的压强，进而使经由循环管路2进入至内部空间10的流体能够闪蒸出蒸气。内部空间10的压强优选地可设置成负压，如通过真空泵等组件维持内部空间10的真空度，使得内部空间10的压强低于循环管路2中液体的压强，以此闪蒸出蒸气，以及饱和液体，饱和液体则收容在闪蒸罐1的底部。

在一种蒸气供应系统实施例中，蒸气供应系统还包括分离组件，分离组件收容于内部空间10，并位于加热组件100和进液口之间，分离组件用于分离出掺杂于蒸气中的液体。

在本实施例中，具体地，分离组件可为离心分离器，可以理解的是，在闪蒸出蒸气的过程中，蒸气中会掺杂一些微小液滴，通过分离组件能够去除掉蒸气中掺杂的液体，提升蒸气的纯净度。

在一种蒸气供应系统实施例中，闪蒸罐1包括底罐12和上罐11，进液口设于底罐12上部，出液口设于底罐12底部。上罐11可拆连接于底罐12，加热组件100连接于上罐11内壁，分离组件连接于上罐11内壁，出气口设于上罐11的顶部。

在本实施例中，闪蒸罐1可由两个罐体组合而成，并且两个罐体的连接方式为可拆连接，如通过螺栓连接、法兰连接等可拆连接方式，能够方便将上罐11从底罐12上拆卸下来，从而能够方便定期维修及清洗分离组件和加热组件100。

在一种蒸气供应系统实施例中，热泵机组3包括压缩机31、冷凝器32、膨胀阀33、蒸发器34和换热回路35，换热回路35内循环流动有工质，压缩机31、冷凝器32、膨胀阀33和蒸发器34均安装于换热回路35。换热回路35和循环管路2分别连接于冷凝器32两侧。工质依次流经压缩机31、冷凝器32、膨胀阀33、蒸发器34和压缩机31。

在本实施例中，工质经压缩机31压缩后形成高温高压的气态，进入冷凝器32后释放出热量，从而能够对循环管路2内的液体进行加热，使得循环管路2内的液体被加热成高温水，进而能够在闪蒸罐1中进行闪蒸，而工质经过冷凝器32释放热量后温度降低，经膨胀阀33节流降压成低温抵压的液体，进入蒸发器34蒸发成低温的气体再回到压缩机31形成工质的循环回路。

具体地，蒸发器34可采用电加热的方式来加快蒸发过程，还可采用聚光镜结合太阳能的方式对工质进行加热，以促进蒸发，还可以通过换热的方式进行蒸发，即蒸发器34的一侧安装于换热回路35，另一侧与外界连接，此方式的蒸发器34具体可为换热器，通过换热器与其他设备连接，从而能够将本发明的蒸气供应系统通过蒸发器34能够与其余设备进行换热连接，以此能够回收各种余热热源里的废热，扩大了系统的应用范围，充分利用能源，进一步的提升了系统的环保性和经济性。

另外，通过应用热泵机组3相比传统燃油燃煤及电锅炉，具有运行成本低，碳排放量低等优势，同时系统还可以根据用气量大小实现模块化组合，灵活方便。

在一种蒸气供应系统实施例中，蒸气供应系统还包括补液组件5，补液组件5包括补液箱51、第一补液管52和第一阀54，补液箱51内收容有液体，补液箱51通过第一补液管52连通于闪蒸罐1，以能够向闪蒸罐1补液调控内部空间10的液体温度。第一阀54安装于第一补液管52。

在本实施例中，可以理解的是，在闪蒸的过程中，饱和蒸气从液体中闪蒸出来，冷却的液体则存放在底罐12内，因为气体的蒸发，因此需要按照蒸发量来向底罐12内补充液体，以达到补液的目的。

另外，补液箱51内的液体温度可以控制，以此在向底罐12内注液时能够起到控制液体温度的效果，避免底罐12内的液体温度过低，而影响后续循环的闪蒸效果。

在一种蒸气供应系统实施例中，补液组件5还包括第二补液管53和第二阀55，补液箱51还通过第二补液管53与蒸气压缩组件4连通，以能够向蒸气压缩组件4补液。第二阀55安装于第二补液管53，则能够启闭第二补液管53。

在一种蒸气供应系统实施例中，蒸气供应系统还包括第一温度传感器6和第二温度传感器7，第一温度传感器6安装于循环管路2，并位于靠近出液口位置处。第二温度传感器7安装于循环管路2，并位于靠近进液口位置处。

在前面实施例中，底罐12能够通过补水箱进行补充液体来调整底罐12内液体的温度，结合本实施例第一温度传感器6和第二温度传感器7的检测，以能够得知循环管路2上靠近进液口和出液口位置处的液体温度，以此来判断是否需要调节底罐12内液体的温度，以及是否需要补水。

优选地，蒸气供应系统还包括液位传感器，液位传感器安装于底罐12上，并用于监测底罐12内的液位高度。通过液位传感器配合第一温度传感器6和第二温度传感器7，以能够更精确调整补水量。

具体地，第一阀54和第二阀55均可为电动球阀，便于进行通信控制。

在一种蒸气供应系统实施例中，闪蒸罐1靠近出气口位置处安装有第三温度传感器111和压力传感器112，第三温度传感器111用于检测蒸气的温度，压力传感器112用于检测蒸气的压强。

在本实施例中，具体地，第三温度传感器111和压力传感器112安装于上罐11上，通过检测蒸气的温度和压强，以此可以用来判定是否需要蒸气温度和压强是否达到预设值，从而判断加热组件100的工作状态。

在一种蒸气供应系统实施例中，蒸气供应系统还包括排污阀9和出液管8，出液管8一端连通于出液口，另一端连通于排污阀9。循环管路2通过连通出液管8与出液口连通。在本实施例中，通过设置排污阀9，能够净化底罐12内的液体，剔除杂质。

在一种蒸气供应系统实施例中，加热组件100包括相变储热单元和加热器，相变储热单元由相变材料制成，相变储热单元与加热器电性连接，并能够将电源转为热能并储存热能，相变储热单元能够在蒸气经过时向蒸气释放热能，以加热蒸气。

在本实施例中，可以理解的是，相变材料是一种能够在温度不变的情况下通过改变物质状态提供潜热的物质，转变物理性质的过程为相伴过程，在此过程中能够吸收或释放大量的潜热，如通过与电加热器电性连接，电加热器对相变材料进行电加热，将电能转化为热能并通过相变材料储存热能，在一些发电工厂中，在夜间用电低谷期时，可以通过此方式将电能转化为热能储存起来，而在蒸气供应系统的生产过程中，相变储热单元能够通过改变物理性质来释放热能对蒸气进行加热，相变材料可循环使用，储存的热能用完后可以再吸热储存，降低了使用成本，提高了利用率，有利于节约资源。

优选地，用于产生蒸气的液体优选为水，水蒸气使用成本低，经济性好，无论是在液态或气态下发生泄漏时不会造成任何安全问题，安全性好。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种蒸气供应系统，其特征在于，所述蒸气供应系统包括：

闪蒸罐，内设有内部空间，所述闪蒸罐上设有进液口、出液口和出气口，所述内部空间能够分别通过所述进液口、所述出液口和所述出气口与外界流体连通，所述出气口连通用户侧；

循环管路，一端连通于所述进液口，另一端连通于所述出液口；

热泵机组，连接于所述循环管路，并用于加热所述循环管路内的液体，以使经由所述循环管路进入所述内部空间的液体能够闪蒸出蒸气；

以及加热组件，收容于所述内部空间，并位于所述进液口和所述出气口之间，所述加热组件用于加热所述蒸气。

2.如权利要求1所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述蒸气供应系统还包括蒸气压缩组件，所述蒸气压缩组件一侧连通于所述出气口，另一侧连通于所述用户侧，所述蒸气压缩组件用于将所述蒸气增压升温后供给所述用户侧。

3.如权利要求1所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述蒸气供应系统还包括分离组件，所述分离组件收容于所述内部空间，并位于所述加热组件和所述进液口之间，所述分离组件用于分离出掺杂于所述蒸气中的液体。

4.如权利要求3所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述闪蒸罐包括底罐和上罐，所述进液口设于所述底罐上部，所述出液口设于所述底罐底部；

所述上罐可拆连接于所述底罐，所述加热组件连接于所述上罐内壁，所述分离组件连接于所述上罐内壁，所述出气口设于所述上罐的顶部。

5.如权利要求1所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述热泵机组包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和换热回路，所述换热回路内循环流动有工质，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀和所述蒸发器均安装于所述换热回路；

所述换热回路和所述循环管路分别连接于所述冷凝器两侧；

所述工质依次流经所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀、所述蒸发器和所述压缩机。

6.如权利要求1所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述蒸气供应系统还包括补液组件，所述补液组件包括补液箱、第一补液管和第一阀，所述补液箱内收容有液体，所述补液箱通过所述第一补液管连通于所述闪蒸罐，以能够通过向所述闪蒸罐补液调控所述内部空间的液体温度；所述第一阀安装于所述第一补液管。

7.如权利要求6所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述蒸气供应系统还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器安装于所述循环管路，并位于靠近所述出液口位置处；所述第二温度传感器安装于所述循环管路，并位于靠近所述进液口位置处。

8.如权利要求4所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述闪蒸罐靠近所述出气口位置处安装有第三温度传感器和压力传感器，所述第三温度传感器用于检测所述蒸气的温度，所述压力传感器用于检测所述蒸气的压强。

9.如权利要求1所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述蒸气供应系统还包括排污阀和出液管，所述出液管一端连通于所述出液口，另一端连通于所述排污阀；所述循环管路通过连通所述出液管与所述出液口连通。

10.如权利要求1-9任一项所述的蒸气供应系统，其特征在于，所述加热组件包括相变储热单元和加热器，所述相变储热单元由相变材料制成，所述相变储热单元与所述加热器电性连接，并能够将电源转为热能并储存所述热能，所述相变储热单元能够在所述蒸气经过时向所述蒸气释放所述热能，以加热所述蒸气。

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