CN115751273A - 一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置，包括扩容器本体、连排废水输入管、连排废水内部闪蒸管、连排闪蒸蒸汽输出管、连排闪蒸水排放口、闪蒸口上隔板和闪蒸口下隔板。本发明的连排扩容装置不仅能提供多个输入，且能够在投运前建立水位。通过环状的连排废水内部闪蒸管可以快速闪蒸，并且通过小孔径的喷射口可以降低噪音。通过设置闪蒸口上下隔板可以稳定水位以及降低饱和蒸汽含水率；本发明可稳定输出所选择压力的饱和蒸汽，能够提高工质、热量的利用效率，为连排废水工质、热量全利用提供了条件。

Description

一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置

技术领域

本发明涉及锅炉余热回收技术领域，具体涉及一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置。

背景技术

目前，公知的锅炉连排废水扩容装置为配合单元制锅炉的运行，配置单一输入端，扩容器内部配置最简易的小孔喷射口。该装置存在投入难度大、输出饱和蒸汽利用率低等问题。

具体地，当前锅炉连排系统都采用单元制设置，即每台锅炉配备一套锅炉连排扩容器，优点是可以随单元锅炉启动。以一台330MW亚临界机组为例，配套一台3.5m³连排扩容器，设计输入连排废水量5-20t/h。实际运行中，各厂严格执行化学监督，水质指标保证的较好，因此正常状况下连排废水排放量＜5t/h，甚至一般只有3t/h左右。因此在锅炉水质保证良好的情况下，其流量＜设计最小流量，造成扩容器水位建立存在一定困难，液位控制也有一定难度。

就实际分析，即使正常投入了锅炉连排系统，由于连排废水在连排扩容器中闪蒸蒸汽为饱和汽，且含有一定量的水滴，造成汽中含有杂质要远大于汽机中的蒸汽，这些蒸汽从机组除氧器中进入系统，造成对汽水系统的实际二次污染，造成锅炉连排排污量有一定的增加。

当前连排系统设计为闪蒸蒸汽只能在压力＞除氧器压力后，从连排扩容器进入到除氧器，不能直接作为其他低压蒸汽汽源，热有效利用率较低。

现有的连排扩容器，其中一种是从外部接连排水管水平通到对侧并固定，内部连排水管管体布置有闪蒸口。另一种是从外部接连排水管水平通到扩容器中间后向上垂直延伸，水平段和垂直段都布置有闪蒸口。这种结构中，连排水管的闪蒸口孔径＞3mm，存在噪音较大的问题，且侧向闪蒸口对侧壁有一定冲刷，向上闪蒸口易于造成汽水带水，向下闪蒸口会造成水位波动。

实际运行中，很多机组在投入连排时，先对连排系统进行冲洗，之后关闭连排扩容器-定排扩容器调门进行憋压和蓄水。过程中存在调门内漏、闪蒸水量低等问题，造成蓄水困难，水汽混合物通过上述管路造成振动等问题而不易投入。

另外，单路输入不利于多路连排废水转化为单一汽源对外供汽。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置，包括扩容器本体、连排废水输入管、连排废水内部闪蒸管、连排闪蒸蒸汽输出管、连排闪蒸水排放口、闪蒸口上隔板和闪蒸口下隔板；

所述扩容器本体的前、后、左、右四侧分别设置至少一个连排废水输入管，每个连排废水输入管的入口均连接有单向阀一；所述连排废水输入管垂直于所述扩容器本体伸入扩容器本体的内部，并连接于连排废水内部闪蒸管；所述连排废水内部闪蒸管呈环状，并环绕所述扩容器本体内部设置；连排废水输入管位于扩容器本体内部的部分的底部和连排废水内部闪蒸管底部均设有小孔喷射口；

所述闪蒸口上隔板和闪蒸口下隔板分别位于所述连排废水内部闪蒸管的上方和下方，均呈环状，并且其面积可覆盖所述连排废水内部闪蒸管的上部和下部；

所述连排闪蒸蒸汽输出管位于所述扩容器本体的顶部中央，其出口设置单向阀二；

所述连排闪蒸水排放口位于扩容器本体的底部，其连接有调节阀或管道泵用于控制液位。

进一步地，所述小孔喷射口的内径≤3mm，所有小孔喷射口的总面积＞3倍单个连排废水输入管的径向横截面面积。

进一步地，所述连排废水内部闪蒸管呈方环状，其四角为圆角。

进一步地，连排废水内部闪蒸管的管径≥连排废水输入管的管径。

进一步地，连排闪蒸蒸汽输出管通过输出管道连接于闪蒸汽外供汽系统，所述输出管道上设有外供蒸汽压力测点和外供蒸汽温度测点；所述扩容器本体的上部设有本体压力监测点。

进一步地，所述扩容器本体的上部外侧连接有安全阀。

进一步地，所述扩容器本体的内部顶部设有汽水分离器。

进一步地，所述扩容器本体的下部外侧设有预补水位接口，其采用三通连接到远传水位计的下端口，所述远传水位计设于所述扩容器本体的下部外侧。

进一步地，所述扩容器本体的上部外侧还设有人孔。

进一步地，所述扩容器本体的下部外侧还设有就地液位计。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用多路输入，实现一个扩容器可以输入多路连排废水，从而可以满足多输入、单一输出蒸汽的要求，利于连排废水工质、热量的全利用。在单路连排废水量＜设计值时，可以增加进入连排扩容器的水量，更易于建立连排水位和提高连排扩容器内部压力以利于对外送出饱和蒸汽。

2、本发明提供单路饱和蒸汽输出，可以满足单路饱和汽配合外供蒸汽要求，可以自适应提供0.1-1.1MPa的饱和蒸汽用于对外工业用汽、或做为对外工业供汽的部分汽源等，大幅度提高热利用量同时回收部分工质。

3.本发明通过采用环状的闪蒸管、小孔径的喷射小孔及上下隔板，可以实现高温高压连排废水进入连排后快速闪蒸以及实现降噪，增强喷射稳定性。上隔板有一定的汽水分离作用，结合顶部汽水分离器有更好的汽水分离效果，向下喷射后可以减少上部汽水分离器压力；下隔板则可以消除喷射时对扩容器水位的扰动。

4、本发明在四路废水输入在进入连排扩容器本体前增加单向阀，可以避免四路进入的相互干扰和汽水反向流动问题。

5、本发明通过增加外部补水接口，可以实现在装置投入前建立水位，避免建立水位期间的损失和等待水位建立时间。

6、本发明通过增加闪蒸汽输出管路上温度和压力测点，可以实现对外供汽的参数的监测，判定输出饱和蒸汽是否正常，有无单向阀和截止阀内漏，避免反汽问题。

附图说明

图1为本发明实施例1中扩容装置的正面示意图；

图2为本发明实施例1中扩容器本体内部的仰视剖面图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置，如图1、图2所示，包括扩容器本体1、连排废水输入管2、连排废水内部闪蒸管3、连排闪蒸蒸汽输出管4、连排闪蒸水排放口5、闪蒸口上隔板6和闪蒸口下隔板7。

所述扩容器本体1的前、后、左、右四侧分别设置至少一个连排废水输入管2，每个连排废水输入管2的入口均连接有单向阀一8。所述连排废水输入管2垂直于所述扩容器本体1伸入扩容器本体1的内部，并连接于连排废水内部闪蒸管3；所述连排废水内部闪蒸管3呈环状，并环绕所述扩容器本体1内部设置；连排废水输入管2位于扩容器本体1内部的部分的底部和连排废水内部闪蒸管3的底部均设有小孔喷射口20。

在本实施例中，所述小孔喷射口20的内径≤3mm，所有小孔喷射口20的总面积＞3倍单个连排废水输入管2的径向横截面面积。

在本实施例中，所述连排废水内部闪蒸管3呈方环状，其四角为圆角。

在本实施例中，连排废水内部闪蒸管3的管径≥连排废水输入管2的管径。

具体地，所述连排废水内部闪蒸管3的四角设置卡箍和支撑用于与扩容器本体1内壁的固定。

所述闪蒸口上隔板6和闪蒸口下隔板7分别位于所述连排废水内部闪蒸管3的上方和下方，均呈环状，并且其面积可覆盖所述连排废水内部闪蒸管3的上部和下部。

所述连排闪蒸蒸汽输出管4位于所述扩容器本体1的顶部中央，其出口设置单向阀二10，并通过输出管道连接于闪蒸汽外供汽系统11，所述输出管道上设有外供蒸汽压力测点16和外供蒸汽温度测点17；所述扩容器本体1的上部设有本体压力监测点9。

所述连排闪蒸水排放口5位于扩容器本体1的底部中心，其连接有调节阀或管道泵用于控制液位，并且其输出终端接热网或其他需要加热的系统。

在本实施例中，所述扩容器本体1的上部外侧连接有安全阀12，安全阀12的压力设定需要根据蒸汽外供汽系统11的参数确定。

在本实施例中，所述扩容器本体1的内部顶部设有汽水分离器13。具体地，所述汽水分离器13采用百叶窗式结构。另外，所述闪蒸口上隔板6也具有一定的汽水分离作用。

在本实施例中，所述扩容器本体1的下部外侧设有预补水位接口14，其采用三通连接到远传水位计18的下端口，可以采用除盐水、软水等在投入系统前进行补水建立水位，易于系统投运。

在本实施例中，所述远传水位计18设于所述扩容器本体1的下部外侧，用于DCS系统对水位的远程监控。

在本实施例中，所述扩容器本体1的上部外侧还设有人孔15，人孔15可以作为扩容器本体检修时的入口。

在本实施例中，所述扩容器本体1的下部外侧还设有就地液位计19，便于现场巡检时水位的检查。

本实施例中的多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置主要应用于有多路可输入的连排废水，并有且只有一个蒸汽外供汽系统的场合。正常使用不低于两路水源，可以改造也可以在选定位置新建。所供饱和蒸汽压力由外部供汽参数确定，目前按连排标准设计为0.1-1.1MPa。

实施例2

某热电厂为4×330MW供热+对外工业供汽机组，连排废水系统为单元布置，流量设计5-20t/h。当前连排系统每台每小时2t/h左右，连排系统无法正常投运，从而连排废水直接排放至定排扩容器，损失了大量的工质及热量。按4×2t/h，汽包锅炉压力17.5MPa(饱和水焓值1710.76kj/kg)，年运行小时8000计算：工质损失＝4×2×8000＝6.4万t；热量损失＝4×2×8000×1710.76＝10.95万GJ，相当于标准煤3733.6t。

新建实施例1所述的多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置，将四路连排废水接入装置的连排废水输入管2，总流量为8t/h，处于设计范围5-20t/h以内。采用预补水位接口14，将扩容器本体1内的水位补充至正常水位。逐步打开连排废水输入管2的入口处的单向阀一8，连排废水进入连排废水内部闪蒸管3后，通过底部的小孔喷射口进行喷射；闪蒸口下隔板7阻止了喷射口气流对下部水位的影响；闪蒸口上隔板6对闪蒸汽进行部分阻挡，起到辅助汽水分离作用。闪蒸汽继续上升，通过汽水分离器13再次分离，通过连排闪蒸蒸汽输出管4、单向阀二10，对外提供饱和蒸汽。该实施例外部工业供汽压力0.8MPa，装置可以自动产生≥0.8MPa的饱和蒸汽做为工业供汽的补充汽源。

四路连排进水后，扩容器本体1内部的液位开始上升，需要通过连排闪蒸水排放口5连接的调节阀将多余水量排出，维持正常水位。多余水量在冬季进入热网回水母管，夏季进入生水池。水侧出口压力同饱和蒸汽压相等为0.8MPa，热网回水母管压力0.5MPa，可以正常进入；夏季进入生水池，该处压力为常压0.1MPa，该位置采用水下排放设计。

改造后，只有一个饱和蒸汽输出口，易于同外部连接；水侧也只有一个排水输出口。闪蒸后，饱和蒸汽品质略有降低，对外供汽需要考虑该部分的影响；改造后连排废水排放可以维持不变。

实施例3

某氧化铝厂，设置2×410t/h流化床，设置50MW背压机组2台，工艺高压供汽170t/h(8.5MPa、320℃)、低压供汽300t/h(0.6MPa、260℃)。两台炉设置单元连排扩容系统，实际连排废水直接引入氧化铝工业混合换热系统，加热赤泥洗水。受氧化铝回水水质影响，连排废水总量约10t/h，单台5t/h。该厂经过技改，将氧化铝焙烧烟气余热回收利用，连排废水至赤泥洗水换热不在需要，需要将该部分的余热及工质回收。按汽包压力10MPa(饱和水焓值1407.87kj/kg)，年运行小时8000计算：工质损失＝2×5×8000＝8万t；热量损失＝2×5×8000×1407.87＝11.263万GJ，相当于标准煤3840.7t。

新建实施例1所述的多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置，将二路连排废水接入装置相对设置的两个连排废水输入管2(如左侧和右侧、前侧和后侧的连排废水输入管2)总流量为10t/h，处于设计范围5-20t/h以内。采用预补水位接口14，将扩容器本体1内部的水位补充至正常水位；逐步打开被连接的连排废水输入管2对应的单向阀一8，连排废水进入连排废水内部闪蒸管3后，通过底部的小孔喷射口进行喷射；闪蒸口下隔板7阻止了喷射口气流对下部水位的影响；闪蒸口上隔板6对闪蒸汽进行部分阻挡，起到辅助汽水分离作用。闪蒸汽继续上升，通过汽水分离器13再次分离，通过连排闪蒸蒸汽输出管4、单向阀二10，对外提供饱和蒸汽。该实施例外部工业供汽压力0.6MPa，装置可以自动产生≥0.6MPa的饱和蒸汽做为工业供汽的补充汽源。

两路连排进水后，扩容器本体1的液位开始上升，需要通过连排闪蒸水排放口5外设的调节阀将多余水量排出，维持正常水位。水侧冬季进入热网回水母管，夏季进入生水池。水侧出口压力同饱和蒸汽压相等为0.6MPa，热网回水母管压力0.5MPa，可以正常进入；夏季进入生水池，该处压力为常压0.1MPa，该位置采用水下排放设计。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多输入高效闪蒸锅炉连排扩容装置，其特征在于，包括扩容器本体、连排废水输入管、连排废水内部闪蒸管、连排闪蒸蒸汽输出管、连排闪蒸水排放口、闪蒸口上隔板和闪蒸口下隔板；

所述扩容器本体的前、后、左、右四侧分别设置至少一个连排废水输入管，每个连排废水输入管的入口均连接有单向阀一；所述连排废水输入管垂直于所述扩容器本体伸入扩容器本体的内部，并连接于连排废水内部闪蒸管；所述连排废水内部闪蒸管呈环状，并环绕所述扩容器本体内部设置；连排废水输入管位于扩容器本体内部的部分的底部和连排废水内部闪蒸管的底部均设有小孔喷射口；

所述闪蒸口上隔板和闪蒸口下隔板分别位于所述连排废水内部闪蒸管的上方和下方，均呈环状，并且其面积可覆盖所述连排废水内部闪蒸管的上部和下部；

所述连排闪蒸蒸汽输出管位于所述扩容器本体的顶部中央，其出口设置有单向阀二；

所述连排闪蒸水排放口位于扩容器本体的底部，其连接有调节阀或管道泵用于控制液位。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述小孔喷射口的内径≤3mm，所有小孔喷射口的总面积＞3倍单个连排废水输入管的径向横截面面积。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连排废水内部闪蒸管呈方环状，其四角为圆角。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，连排废水内部闪蒸管的管径≥连排废水输入管的管径。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，连排闪蒸蒸汽输出管通过输出管道连接于闪蒸汽外供汽系统，所述输出管道上设有外供蒸汽压力测点和外供蒸汽温度测点；所述扩容器本体的上部设有本体压力监测点。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扩容器本体的上部外侧连接有安全阀。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扩容器本体的内部顶部设有汽水分离器。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扩容器本体的下部外侧设有预补水位接口，其采用三通连接到远传水位计的下端口，所述远传水位计设于所述扩容器本体的下部外侧。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扩容器本体的上部外侧还设有人孔。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扩容器本体的下部外侧还设有就地液位计。

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