CN115468159B - 一种利用凝液进行管道伴热的节能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用凝液进行管道伴热的节能系统，包括凝液收集单元、凝液分配单元、凝液控制单元、凝液回收单元、凝液加热单元和凝液输出单元。凝液收集单元包括凝液槽，凝液槽将凝液收集，凝液槽通过管道与第一凝液分配组件和第二凝液分配组件连接，蒸汽凝液经第一凝液分配组件和第二凝液分配组件汇总后流经凝液总管，凝液总管中一部分凝液进入凝液输出单元，由第一控制组件连接，另一部分凝液进入凝液回收单元，凝液回收单元与凝液精制单元连接。该管道伴热节能系统将90℃左右的蒸汽凝液进行余热回收利用，作为冰点在0℃上下的物料管道伴热热源，代替高成本高能耗的电伴热和蒸汽伴热，既达到了节能降耗的目的。

Description

一种利用凝液进行管道伴热的节能系统及方法

技术领域

本发明涉及工艺管道伴热凝液回收技术，尤其涉及一种利用凝液进行管道伴热的节能系统及方法。

背景技术

电伴热是用电热的能量来补充被伴热体在工艺流程中所散失的热量，从而维持流动介质最合理的工艺温度。经测算，利用电伴热给冬天易结冻的物料管道提供热量所需要的工程费用较高，且每年需要运行维护费用，同时电伴热在爆炸环境下不安全。蒸汽伴热和热水伴热的工程费用相对较低，如专利号CN201621024952.8提出的一种工艺管道伴热凝液增收装置。蒸汽伴热和热水伴热在能耗双控环境下，通过燃煤产生的蒸汽已成为稀缺资源。而化工生产装置中产生的蒸汽凝液，温度在90℃左右，如果将蒸汽凝液余热回收利用，作为管道伴热热源，则既节约了能源消耗，又降低成本。如CN202011175067.0提出的由于蒸汽凝液温度较高，采用泵送，容易造成气蚀和泵体腐蚀，又因化工装置低压蒸汽凝液的排放经常是无序的，鉴于此，如何安全稳定的将蒸汽凝液回收，作为管道伴热热源是我们需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种利用凝液进行管道伴热的节能系统及方法，解决了将电伴热改为蒸汽凝液伴热时产生的问题，并营造安全稳定运行环境。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用凝液进行管道伴热的节能系统，其特征在于，包括凝液收集单元、凝液分配单元、凝液控制单元、凝液回收单元、凝液加热单元和凝液输出单元，

所述凝液收集单元包括凝液槽，凝液槽将凝液收集，所述凝液分配单元包括第一凝液分配组件和第二凝液分配组件，所述凝液控制单元包括第一控制组件、第二控制组件和第三控制组件，所述凝液槽通过管道与第一凝液分配组件和第二凝液分配组件连接，蒸汽凝液经第一凝液分配组件和第二凝液分配组件汇总后流经凝液总管，凝液总管中一部分凝液进入凝液输出单元，由第一控制组件连接，另一部分凝液进入凝液回收单元，所述凝液回收单元与凝液精制单元连接，其中，

所述凝液输出单元输出的一部分凝液经第二控制组件与凝液精制单元连接，凝液输出单元输出的另一部分凝液经第三控制组件与凝液加热单元连接，所述凝液加热单元与凝液槽连接，避免出现凝液供需不平衡的状况。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述凝液槽主要由凝液罐和罐头组成，所述凝液槽上设有多个进液口，进液口与蒸汽凝液生产岗位连接，所述凝液槽上还设有出液口和回收口，所述出液口与凝液分配单元连接。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述第一凝液分配组件包括第一蒸汽凝液泵，所述第一蒸汽凝液泵一端连接有第一变径管，第一变径管与第一压力表连接，第一压力表与第一止回阀连接，所述第一止回阀防止凝液逆流，第一止回阀经第一截止阀、第一闸阀与凝液总管连接，所述第一蒸汽凝液泵连接有第二变径管，所述第二变径管经第二闸阀、第三闸阀与所述凝液槽连接。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述凝液分配单元将凝液分为两股，由第一凝液分配组件和第二凝液分配组件进行输送，最终再汇总成一股流向，当其中一组凝液分配组件出现故障时，可调节另一组凝液分配组件的参数，以满足输送需要。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述凝液回收单元包括凝液回收组件，所述凝液回收组件主要由流量计和调节阀组成，所述流量计与凝液总管连接，所述流量计与第七闸阀连接，第七闸阀依次与第三截止阀、调节阀、第四截止阀和第八闸阀连接，第八闸阀与第十闸阀连接，所述流量计还与第九闸阀连接，所述第九闸阀与第十闸阀连接，所述第十闸阀与凝液精制单元连接。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述流量计监测管道中的凝液流量，当凝液流量满足设定时，凝液通过第九闸阀和第十闸阀送至凝液精制单元，当凝液流量不满足设定时，凝液依次经第七闸阀至第十闸阀送至凝液精制单元。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述凝液加热单元包括凝液加热组件，所述凝液加热组件主要由汽水混合器组成，所述汽水混合器包括支腿和容器罐，所述容器罐上下两端分别设有第一连接口和第二连接口，所述容器罐内部设有阀塞，所述阀塞连接有进气管，该进气管通入低压蒸汽。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统中，所述凝液精制单元对蒸汽凝液进行除氧脱盐后汇入锅炉，提高水资源的利用效率。

一种利用凝液进行管道伴热的节能方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将来自其他化工生产岗位90℃左右的蒸汽凝液输送至凝液槽，回收蒸汽凝液余热，节省电伴热电耗；

步骤二，将凝液槽中的蒸汽凝液分为两路，第一路流向第一凝液分配组件，第二路流向第二凝液分配组件，最终两股流向汇总至凝液总管，汇总后的蒸汽凝液再分配输送至各凝液支管，最后到各所需凝液伴热生产岗位；

步骤三，蒸汽凝液中所含的余热在各所需伴热生产岗位换完热后，经过各凝液支管汇总回收至回水总管，在回水总管中根据实际生产需要分两股流向，一股流向经凝液加热单元汇总至凝液槽，另一股流向经第二控制组件送入凝液精制单元，进行除氧脱盐，最终到达锅炉作为锅炉给水循环使用；

步骤四，生产中若凝液槽中的蒸汽凝液储存量大于各所需伴热生产岗位需要的凝液总量时，需将凝液分配单元汇总后的凝液，分出另一股流向送至凝液精制单元；

步骤五，当其他生产岗位的蒸汽凝液会停止输送时，将其它生产岗位的低压蒸汽管线引入凝液加热单元。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能方法中，所述步骤五具体为：回水总管中的低温蒸汽凝液经过第三控制组件进入汽水混合器以备加热，同时来自其他生产岗位的低压蒸汽进入汽水混合器中，作为热源将低温蒸汽凝液加热，加热至所需温度后汇入凝液槽。

在本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能方法中，当其他生产岗位的蒸汽凝液会停止输送时，蒸汽凝液经过凝液分配、换热、凝液回收、凝液加热后再次回流到凝液槽中，后形成一个循环使用的闭环流程。

实施本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统及方法，具有以下有益效果：该管道伴热节能系统将90℃左右的蒸汽凝液进行余热回收利用，作为冰点在0℃上下的物料管道伴热热源，代替高成本高能耗的电伴热和蒸汽伴热，既达到了节能降耗的目的。同时，本发明还通过第一凝液分配组件和第二凝液分配组件输送蒸汽凝液，营造安全稳定的运行环境。本发明还设置有凝液精制单元，对凝液进行除氧脱盐，提高水资源的利用效率。在本发明中，对蒸汽凝液进行合理分流，可根据实际生产需要对蒸汽凝液流量灵活调节，避免出现蒸汽凝液供需不平衡。

附图说明

图1为本发明管道伴热节能系统的工艺流程图；

图2为本发明管道伴热节能系统的结构流程图；

图3为本发明凝液分配单元的结构示意图；

图4为本发明凝液回收单元的结构示意图；

图5为本发明凝液加热单元的结构示意图；

图6为本发明凝液槽的结构示意图；

图7为本发明汽水混合器的结构示意图；

图8为本发明管道伴热节能方法的流程框图；

附图标记表示为：10-凝液收集组件，101-蒸汽凝液生产岗位，102-凝液槽，11-凝液罐，12-罐头，13-进液口，14-出液口，15-回收口，20-第一凝液分配组件，201-第一蒸汽凝液泵，202-第一变径管，203-第一压力表，204-第一止回阀，205-第一截止阀，206-第一闸阀，207-第二变径管，208-第二闸阀，209-第三闸阀，30-第二凝液分配组件，301-第二蒸汽凝液泵，302-第三变径管，303-第二压力表，304-第二止回阀，305-第二截止阀，306-第四闸阀，307-第四变径管，308-第五闸阀，309-第六闸阀，40-第一控制组件，50-凝液回收组件，501-流量计，502-第七闸阀，503-调节阀，504-第八闸阀，505-第三截止阀，506-第四截止阀，507-第九闸阀，508-第十闸阀，60-凝液加热组件，601-汽水混合器，61-支腿，62-容器罐，63-第一连接口，64-第二连接口，65-阀塞，66-进气管，602-第十一闸阀，603-第十二闸阀，604-第十三闸阀，605-第十四闸阀，606-第十五闸阀，607-第三止回阀，608-第五截止阀，609-第十六闸阀，70-第二控制组件，80-第三控制组件，90-凝液输出组件，901-需凝液伴热岗位，902-回收组件闸阀，903-分配组件闸阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

如图1至图8所示，本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能系统包括凝液收集单元、凝液分配单元、凝液控制单元、凝液回收单元、凝液加热单元和凝液输出单元。

凝液收集单元包括凝液收集组件10。凝液收集组件10由多个蒸汽凝液生产岗位101和凝液槽102，多个蒸汽凝液生产岗位101接入凝液槽102，作为所需伴热热源，凝液槽102用于将凝液收集。凝液分配单元包括第一凝液分配组件20和第二凝液分配组件30。凝液槽102通过管道与第一凝液分配组件20和第二凝液分配组件30连接，蒸汽凝液经第一凝液分配组件20和第二凝液分配组件30汇总后流经凝液总管。凝液分配单元分两股流向输送，由第一凝液分配组件20和第二凝液分配组件30进行输送最终再汇总成一股流向。当其中一组凝液分配组件出现故障时，可以及时调节另一组凝液分配组件的参数，以满足输送需要。凝液总管中一部分凝液进入凝液输出单元，凝液输出单元包括凝液输出组件90，凝液输出组件90由第一控制组件40与凝液总管连接；凝液总管中另一部分凝液进入凝液回收单元，凝液回收单元与凝液精制单元连接，其中，凝液回收单元包括凝液回收组件50，凝液精制单元主要对蒸汽凝液进行除氧脱盐，最终到达锅炉作为锅炉给水循环使用。

凝液输出组件90包括多个需凝液伴热岗位901。每个需凝液伴热岗位901上都设有回收组件闸阀902和分配组件闸阀903。回收组件闸阀902用于控制输出需凝液伴热岗位901的蒸汽凝液，分配组件闸阀903用于控制输入需凝液伴热岗位901的蒸汽凝液。需凝液伴热岗位901输出的一部分凝液经第二控制组件70与凝液精制单元连接，需凝液伴热岗位901输出的另一部分凝液经第三控制组件80与凝液加热单元连接，凝液加热单元与凝液槽循环连接。凝液加热单元用于将低温凝液重新加热。其中，凝液总管中的凝液，一路到各所需伴热生产岗位，另一路到凝液精制单元。需凝液伴热岗位901输出的低温凝液也分为两路，这样区分可以根据实际生产中的需要对凝液的流量灵活调节，避免出现凝液供需不平衡的状况。

在本实施例中，如图6所示，凝液槽102主要由凝液罐11和罐头12组成。凝液槽102上设有多个进液口13，进液口13与蒸汽凝液生产岗位101连接，凝液槽102上还设有出液口13和回收口14，出液口13与凝液分配单元连接，回收口14与凝液加热单元连接。如图3所示，第一凝液分配组件20和第二凝液分配组件30组成结构基本一致。第一凝液分配组件20包括第一蒸汽凝液泵201。第一蒸汽凝液泵201的一端连接有第一变径管202，第一变径管202与第一压力表203连接，第一压力表203与第一止回阀204连接，第一止回阀204用于防止因突发问题导致蒸汽凝液泵停止工作，从而引起凝液逆流。第一止回阀204经第一截止阀205、第一闸阀206与凝液总管连接。第一蒸汽凝液泵201的另一端连接有第二变径管207，第二变径管207经第二闸阀208、第三闸阀209与凝液槽102连接。第二凝液分配组件30包括第二蒸汽凝液泵301。第二蒸汽凝液泵301的一端依次连接有第三变径管302、第二压力表303、第二止回阀304、第二截止阀305和第四闸阀306，第二蒸汽凝液泵301的另一端依次连接有第四变径管307、第五闸阀308和第六闸阀309。第六闸阀309与凝液槽102连接，第四闸阀306与凝液总管连接。

在本实施例中，凝液分配单元的具体工作原理为：凝液分配单元将凝液分为两股，第一路流向经第二闸阀208、第三闸阀209和第二变径管207输送至第一蒸汽凝液泵201，然后经过第一变径管202输送至第一压力表203，检测计算其流体压力是否满足输送至各所需伴热生产岗位和凝液外送总管的要求，随后经第一止回阀204、第一截止阀205和第一闸阀206汇总到凝液总管。第二路流向和第一路流向相同，最终两股流向汇总至凝液总管，汇总后的蒸汽凝液一部分再分配输送至各所需凝液伴热生产岗位，另一部分输送至凝液回收单元。

如图4所示，凝液回收单元包括凝液回收组件50，凝液回收组件50主要由流量计501和调节阀503组成。流量计501与凝液总管连接，流量计501与第七闸阀502连接，第七闸阀502依次与第三截止阀505、调节阀503、第四截止阀506和第八闸阀504连接，第八闸阀504还与第十闸阀508连接。流量计501还与第九闸阀507连接，第九闸阀507与第十闸阀508连接。第十闸阀508与凝液精制单元连接。

在本实施例中，凝液回收单元和凝液精制单元的工作原理是这样实现的：实际生产中若凝液槽中的蒸汽凝液储存量大于各所需伴热生产岗位需要的凝液总量。流量计501监测管道中的凝液流量，当凝液流量满足设定时，凝液通过第九闸阀507和第十闸阀508送至凝液精制单元；当凝液流量不满足设定时，凝液依次经第七闸阀502、第三截止阀505、调节阀503、第四截止阀506、第八闸阀504至第十闸阀508送至凝液精制单元。凝液输送至凝液精制单元进行除氧脱盐，最终到达锅炉作为锅炉给水循环使用。

实施例二

在本实施例中包括上述实施例的全部内容，蒸汽凝液中所含的余热在各所需伴热生产岗位换完热后，蒸汽凝液还需要回收循环利用，形成一个循环使用的闭环流程，无需其他生产岗位补充。需凝液伴热岗位901输出的一部分凝液经第二控制组件70与凝液精制单元连接，将部分凝液进行除氧脱盐，作为锅炉给水循环使用。需凝液伴热岗位901输出的另一部分凝液经第三控制组件80与凝液加热单元连接，低温凝液在凝液加热单元加热后，再次送入凝液槽102循环使用。其中，在本实施例中，如图5和图7所示，凝液加热单元包括凝液加热组件60。凝液加热组件60包括汽水混合器601，汽水混合器601下方连接有第十一闸阀602，第十一闸阀602经第三控制组件80与凝液输出组件90连接。汽水混合器601上方连接有第十六闸阀609，第十六闸阀609与第十三闸阀604连接，第十一闸阀602和第十三闸阀604之间设有第十二闸阀603。如图7所示，汽水混合器601包括支腿61和容器罐62。容器罐62上下两端分别设有第一连接口63和第二连接口64，容器罐62内部设有阀塞65，阀塞65连接有进气管66，该进气管66通入低压蒸汽。第一连接口63与第十一闸阀602连接，第二连接口64与第十六闸阀609连接。进气管66连接有第十五闸阀606，第十五闸阀606连接有第三止回阀607，第三止回阀607与第五截止阀608连接，第五截止阀608与第十四闸阀605连接，其中，其他岗位的低压蒸汽由第十四闸阀605通入至汽水混合器601内。

在本实施例中，凝液加热单元的工作原理为：当其他生产岗位的蒸汽凝液停止输送是，为保证管道伴热节能系统可以正常运行，将其它生产岗位的低压蒸汽引入汽水混合器作为后续加热措施。凝液输出组件90的部分低温蒸汽凝液经第三控制组件80和第十一闸阀602进入汽水混合器601中以备加热，同时，来自其他生产岗位的低压蒸汽管线经过第十四闸阀605、第十五闸阀606、第三止回阀607、第五截止阀608进入汽水混合器作为热源将低温蒸汽凝液加热，加热至所需温度后，经第十六闸阀609与第十三闸阀604汇入凝液槽102中备用。

在本实施例中，本发明的这种利用凝液进行管道伴热的节能方法，主要按照以下步骤进行：步骤一，将来自其他化工生产岗位90℃左右的蒸汽凝液输送至凝液槽，回收蒸汽凝液余热，节省电伴热电耗；

步骤二，将凝液槽中的蒸汽凝液分为两路，第一路流向第一凝液分配组件，第二路流向第二凝液分配组件，最终两股流向汇总至凝液总管，汇总后的蒸汽凝液再分配输送至各凝液支管，最后到各所需凝液伴热生产岗位；

步骤三，蒸汽凝液中所含的余热在各所需伴热生产岗位换完热后，经过各凝液支管汇总回收至回水总管，在回水总管中根据实际生产需要分两股流向，一股流向经凝液加热单元汇总至凝液槽，另一股流向经第二控制组件送入凝液精制单元，进行除氧脱盐，最终到达锅炉作为锅炉给水循环使用；

步骤四，生产中若凝液槽中的蒸汽凝液储存量大于各所需伴热生产岗位需要的凝液总量时，需将凝液分配单元汇总后的凝液，分出另一股流向送至凝液精制单元，当凝液流量满足设定时，凝液通过第九闸阀507和第十闸阀508送至凝液精制单元；当凝液流量不满足设定时，凝液依次经第七闸阀502、第三截止阀505、调节阀503、第四截止阀506、第八闸阀504至第十闸阀508送至凝液精制单元；

步骤五，当其他生产岗位的蒸汽凝液会停止输送时，将其它生产岗位的低压蒸汽管线引入凝液加热单元，回水总管中的低温蒸汽凝液经过第三控制组件进入汽水混合器以备加热，同时来自其他生产岗位的低压蒸汽进入汽水混合器中，作为热源将低温蒸汽凝液加热，加热至所需温度后汇入凝液槽。

在本实施例中，当其他生产岗位的蒸汽凝液会停止输送时，蒸汽凝液经过凝液分配、换热、凝液回收、凝液加热后再次回流到凝液槽中，后形成一个循环使用的闭环流程。无需其他生产岗位补充，可循环利用，代替高成本高能耗的电伴热和蒸汽伴热，既达到了节能降耗的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用凝液进行管道伴热的节能系统的节能方法，其特征在于，包括以下步骤：

将来自其他化工生产岗位90℃的蒸汽凝液输送至凝液槽，回收蒸汽凝液余热，节省电伴热电耗；

将凝液槽中的蒸汽凝液分为两路，第一路流向第一凝液分配组件，第二路流向第二凝液分配组件，最终两股流向汇总至凝液总管，汇总后的蒸汽凝液再分配输送至各凝液支管，最后到各所需凝液伴热生产岗位；

蒸汽凝液中所含的余热在各所需伴热生产岗位换完热后，经过各凝液支管汇总回收至回水总管，在回水总管中根据实际生产需要分两股流向，一股流向经凝液加热单元汇总至凝液槽，另一股流向经第二控制组件送入凝液精制单元，进行除氧脱盐，最终到达锅炉作为锅炉给水循环使用；

生产中若凝液槽中的蒸汽凝液储存量大于各所需伴热生产岗位需要的凝液总量时，需将凝液分配单元汇总后的凝液，分出另一股流向送至凝液精制单元；

当其他生产岗位的蒸汽凝液会停止输送时，将其它生产岗位的低压蒸汽管线引入凝液加热单元，

该节能系统包括凝液收集单元、凝液分配单元、凝液控制单元、凝液回收单元、凝液加热单元和凝液输出单元，

所述凝液收集单元包括凝液槽，凝液槽将凝液收集，所述凝液分配单元包括第一凝液分配组件和第二凝液分配组件，所述凝液控制单元包括第一控制组件、第二控制组件和第三控制组件，所述凝液槽通过管道与第一凝液分配组件和第二凝液分配组件连接，蒸汽凝液经第一凝液分配组件和第二凝液分配组件汇总后流经凝液总管，凝液总管中一部分凝液进入凝液输出单元，由第一控制组件连接，另一部分凝液进入凝液回收单元，所述凝液回收单元与凝液精制单元连接，其中，

所述凝液输出单元输出的一部分凝液经第二控制组件与凝液精制单元连接，凝液输出单元输出的另一部分凝液经第三控制组件与凝液加热单元连接，所述凝液加热单元与凝液槽连接。

2.根据权利要求1所述的节能方法，其特征在于，所述凝液槽主要由凝液罐和罐头组成，所述凝液槽上设有多个进液口，进液口与蒸汽凝液生产岗位连接，所述凝液槽上还设有出液口和回收口，所述出液口与凝液分配单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的节能方法，其特征在于，所述第一凝液分配组件包括第一蒸汽凝液泵，所述第一蒸汽凝液泵一端连接有第一变径管，第一变径管与第一压力表连接，第一压力表与第一止回阀连接，所述第一止回阀防止凝液逆流，第一止回阀经第一截止阀、第一闸阀与凝液总管连接，所述第一蒸汽凝液泵连接有第二变径管，所述第二变径管经第二闸阀、第三闸阀与所述凝液槽连接。

4.根据权利要求3所述的节能方法，其特征在于，所述凝液分配单元将凝液分为两股，由第一凝液分配组件和第二凝液分配组件进行输送，最终再汇总成一股流向，当其中一组凝液分配组件出现故障时，可调节另一组凝液分配组件的参数，以满足输送需要。

5.根据权利要求1所述的节能方法，其特征在于，所述凝液回收单元包括凝液回收组件，所述凝液回收组件主要由流量计和调节阀组成，所述流量计与凝液总管连接，所述流量计与第七闸阀连接，第七闸阀依次与第三截止阀、调节阀、第四截止阀和第八闸阀连接，第八闸阀与第十闸阀连接，所述流量计还与第九闸阀连接，所述第九闸阀与第十闸阀连接，所述第十闸阀与凝液精制单元连接。

6.根据权利要求5所述的节能方法，其特征在于，所述流量计监测管道中的凝液流量，当凝液流量满足设定时，凝液通过第九闸阀和第十闸阀送至凝液精制单元，当凝液流量不满足设定时，凝液依次经第七闸阀至第十闸阀送至凝液精制单元。

7.根据权利要求1所述的节能方法，其特征在于，所述凝液加热单元包括凝液加热组件，所述凝液加热组件主要由汽水混合器组成，所述汽水混合器包括支腿和容器罐，所述容器罐上下两端分别设有第一连接口和第二连接口，所述容器罐内部设有阀塞，所述阀塞连接有进气管，该进气管通入低压蒸汽。