CN116817179A - 蒸汽预热系统、蒸汽预热器和垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蒸汽预热系统，包括至少一个具有冷凝段、过冷段和液位罐的蒸汽加热单元；冷凝段用于引入蒸汽，其排液口通过液位罐与过冷段连通；液位罐通过汽平衡管与冷凝段的蒸汽引入口连通，冷凝段中排液口排出的冷凝水依靠自身重力流入液位罐；过冷段连接有用于输出冷凝水，并设有疏水调节阀的疏水管；疏水调节阀的开度根据液位罐的液位信号控制。该蒸汽预热系统利用蒸汽加热单元加热待热介质，在引入高压蒸汽后冷凝段的疏水通过液位罐输入过冷段内再次与待热介质换热，使疏水温度达到一定过冷，降低疏水在过冷段所连疏水管中疏水调节阀后发生闪蒸的剧烈程度，利于提高疏水管的使用寿命。本发明还公开蒸汽预热器和垃圾焚烧炉。

Description

蒸汽预热系统、蒸汽预热器和垃圾焚烧炉

技术领域

本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种蒸汽预热系统，还包括一种应用上述蒸汽预热器的锅炉。

背景技术

垃圾焚烧炉配置有风加热设施，通常具体采用布置在锅炉外部的蒸汽预热器来加热风。目前，垃圾电厂的蒸汽-空气预热器会采用高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽来加热风，实现不同等级能量的利用。但针对高压蒸汽冷凝后的水一般采用疏水管路排放，疏水管路上设置疏水阀调节流量，但疏水管路中水的温度多为对应蒸汽压力的饱和温度，而疏水阀后侧压力会大幅度降低，对应的饱和温度降低，疏水会发生剧烈汽化，产生大量闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽会冲刷疏水管道，对疏水管道产生较大的损害，严重影响疏水管道的使用寿命。

因此，如何减轻高压蒸汽的冷凝水在疏水管道中因发生闪蒸而损害疏水管道的程度，提高疏水管道的使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种蒸汽预热系统，其利用具备冷凝段和过冷段的蒸汽加热单元加热待热介质，在引入高压蒸汽后冷凝段的疏水通过液位罐输入过冷段内再次与待热介质换热，使疏水温度达到一定过冷，降低疏水在过冷段所连疏水管中疏水调节阀后发生闪蒸的剧烈程度，降低对疏水管产生的损害程度，利于提高疏水管的使用寿命。本发明还提供应用上述蒸汽预热系统的蒸汽预热器和垃圾焚烧炉，利于保护蒸汽预热器的疏水管路，提高疏水管路的寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蒸汽预热系统，包括至少一个利用蒸汽加热待热介质的蒸汽加热单元；所述蒸汽加热单元包括冷凝段、过冷段和液位罐；所述冷凝段用于引入蒸汽，该冷凝段的排液口通过所述液位罐与所述过冷段连通；所述液位罐通过汽平衡管与所述冷凝段的蒸汽引入口连通，所述冷凝段中排液口排出的冷凝水依靠自身重力流入所述液位罐；所述过冷段连接有用于输出冷凝水的疏水管，所述疏水管上设有疏水调节阀；所述疏水调节阀的开度根据所述液位罐的液位信号控制。

可选地，上述蒸汽预热系统中，所述疏水调节阀的开度由控制器控制；所述液位罐中设有液位计，所述液位计与所述控制器信号连接。

可选地，上述蒸汽预热系统中，所述蒸汽加热单元为多个，各所述蒸汽加热单元所利用的蒸汽压力等级不同。

可选地，上述蒸汽预热系统中，各所述蒸汽加热单元逐个排列，且沿排列方向，各所述蒸汽加热单元所利用蒸汽的压力等级逐渐减小或逐渐增大。

可选地，上述蒸汽预热系统中，任意相邻的两个所述蒸汽加热单元中，所应用蒸汽压力等级较高的一个蒸汽加热单元的过冷段排出的冷凝液，通过该过冷段连接的所述疏水管输送至所应用蒸汽压力等级较低的一个蒸汽加热单元的液位罐中。

可选地，上述蒸汽预热系统中，所有的所述蒸汽加热单元中，所应用蒸汽压力等级最低的一个蒸汽加热单元的过冷段，通过该过冷段连接的所述疏水管连通至疏水箱或除氧器。

可选地，上述蒸汽预热系统中，所述蒸汽加热单元为三个，且三者的所述冷凝段分别用于引入高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽。

可选地，上述蒸汽预热系统中，所述待热介质为用于输入锅炉的风。

一种蒸汽预热器，包括蒸汽预热系统，所述蒸汽预热系统为上述技术方案中任意一项所述的蒸汽预热系统。

一种垃圾焚烧炉，包括蒸汽预热器，所述蒸汽预热器为上述技术方案提供的蒸汽预热器。

本发明提供一种蒸汽预热系统，包括至少一个利用蒸汽加热待热介质的蒸汽加热单元；蒸汽加热单元包括冷凝段、过冷段和液位罐；冷凝段用于引入蒸汽，该冷凝段的排液口通过液位罐与过冷段连通；液位罐通过汽平衡管与冷凝段的蒸汽引入口连通，冷凝段中排液口排出的冷凝水依靠自身重力流入液位罐；过冷段连接有用于输出冷凝水的疏水管，疏水管上设有疏水调节阀；疏水调节阀的开度根据液位罐的液位信号控制。

应用时，可将高压蒸汽引入蒸汽加热单元内，蒸汽加热单元不仅包括冷凝段，还包括过冷段，高压蒸汽进入冷凝段换热后冷凝而成的饱和水并非直接排放，而是进入液位罐，再进入过冷段。在液位罐顶部通过汽平衡管和冷凝段中高压蒸汽引入口连通，使得高压蒸汽引入口和液位罐保持相同的压力，冷凝段中的疏水可以靠着自身的重力顺利地流入液位罐中。过冷段后疏水管上设置疏水调节阀，通过液位罐中的液位信号控制疏水调节阀的开度，可以维持疏水调节阀之前整个单元汽水侧的压力维持在高压，避免整个单元中产生低压而导致疏水在过冷段发生闪蒸现象。

可见，本发明提供的蒸汽加热单元不仅设置了冷凝段，还设置了过冷段，引入高压蒸汽后冷凝段的疏水并非直接排放，而是先通入液位罐，再通入过冷段，并在过冷段中与待热介质换热，使疏水温度达到一定过冷，降低疏水在疏水调节阀后发生闪蒸的剧烈程度，降低对疏水管产生的损害程度，利于提高疏水管的使用寿命。

本发明还提供分别应用上述蒸汽加热单元的蒸汽预热器和垃圾焚烧炉，利于保护蒸汽预热器的疏水管路，提高疏水管路的寿命。

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为本发明实施例提供的蒸汽加热单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的蒸汽预热系统的结构示意图；

其中，图1-图2中：

蒸汽加热单元100；汽平衡管101；液位罐102；液位计103；冷凝段104；过冷段105；疏水管106；疏水调节阀107；

高压冷凝段1；高压过冷段2；中压冷凝段3；中压过冷段4；低压冷凝段5；低压过冷段6；高压液位罐7；中压液位罐8；低压液位罐9；高压疏水调节阀10；中压疏水调节阀11；低压疏水调节阀12；高压液位罐液位计13；中压液位罐液位计14；低压液位罐液位计15；汽平衡管16；高压蒸汽进口调节阀17。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种蒸汽预热系统，其利用具备冷凝段和过冷段的蒸汽加热单元加热待热介质，在引入高压蒸汽后冷凝段的疏水通过液位罐输入过冷段内再次与待热介质换热，使疏水温度达到一定过冷，降低疏水在过冷段所连疏水管中疏水调节阀后发生闪蒸的剧烈程度，降低对疏水管产生的损害程度，利于提高疏水管的使用寿命。本发明实施例还公开应用上述蒸汽预热系统的蒸汽预热器和垃圾焚烧炉，利于保护蒸汽预热器的疏水管路，提高疏水管路的寿命。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种蒸汽预热系统，包括至少一个利用蒸汽加热待热介质的蒸汽加热单元100；蒸汽加热单元100包括冷凝段104、过冷段105和液位罐102；冷凝段104用于引入蒸汽，该冷凝段104的排液口通过液位罐102与过冷段105连通；液位罐102通过汽平衡管101与冷凝段104的蒸汽引入口连通，冷凝段104中排液口排出的冷凝水依靠自身重力流入液位罐102；过冷段105连接有用于输出冷凝水的疏水管106，疏水管106上设有疏水调节阀107；疏水调节阀107的开度根据液位罐102的液位信号控制。

应用时，可将高压蒸汽引入蒸汽加热单元100内，蒸汽加热单元100不仅包括冷凝段104，还包括过冷段105，高压蒸汽进入冷凝段104换热后冷凝而成的饱和水并非直接排放，而是进入液位罐102，再进入过冷段105。在液位罐102顶部通过汽平衡管101和冷凝段104的高压蒸汽引入口连通，使得高压蒸汽引入口和液位罐102保持相同的压力，冷凝段104中的疏水可以靠着自身的重力顺利地流入液位罐102中，不会因为液位罐102中压力高导致疏水流通不畅。过冷段105后疏水管106上设置疏水调节阀107，通过液位罐102中的液位信号控制疏水调节阀107的开度，可以维持疏水调节阀107之前整个单元汽水侧的压力维持在高压，避免整个单元中产生低压而导致疏水在过冷段105发生闪蒸现象。

可见，本实施例提供的蒸汽加热单元100不仅设置了冷凝段104，还设置了过冷段105，引入高压蒸汽后冷凝段104的疏水并非直接排放，而是先通入液位罐102，再通入过冷段105，并在过冷段105中与待热介质换热，使疏水温度达到一定过冷，降低疏水在疏水调节阀107后发生闪蒸的剧烈程度，降低对疏水管106产生的损害程度，利于提高疏水管106的使用寿命。

在一些实施例中，疏水调节阀107的开度由控制器控制；液位罐102中设有用于检测液位罐102内液位信息的液位计103，液位计103与控制器信号连接，能向控制器发送包含液位罐102的液位信息的信号。

上述蒸汽预热系统中，蒸汽加热单元100可设置为一个，优选设置为多个，各蒸汽加热单元100所利用的蒸汽压力等级不同。

各蒸汽加热单元100逐个排列，且沿排列方向，各蒸汽加热单元100所利用蒸汽的压力等级逐渐减小或逐渐增大。

为了完全避免蒸汽预热系统的疏水管发生闪蒸，最大程度地保护疏水管免受闪蒸蒸汽损伤，提高疏水管的使用寿命，上述蒸汽预热系统内，任意相邻的两个蒸汽加热单元100中，所应用蒸汽压力等级较高的一个蒸汽加热单元100的过冷段105排出的冷凝液，通过该过冷段105连接的疏水管106输送至所应用蒸汽压力等级较低的一个蒸汽加热单元100的液位罐102中。

应用时，蒸汽加热单元100的疏水管106的疏水进入相邻的，且所应用蒸汽压力等级较低的一个蒸汽加热单元100的液位罐102中，由于压力降低，疏水在该液位罐中发生闪蒸，产生的闪蒸蒸汽通过汽平衡管进入该所应用蒸汽压力等级较低的一个蒸汽加热单元100的冷凝段104，实现回收利用闪蒸蒸汽，提高换热效率。

显然，应用高压蒸汽的蒸汽加热单元100的疏水依次通入压力等级逐渐降低的蒸汽加热单元100的液位罐102内，实现逐级降压，并且疏水每次降压时于液位罐102内发生闪蒸，避免在疏水管106内发生闪蒸，于保护疏水管106免受损害、提高疏水管106的使用寿命有利。

另外，本实施例提供的蒸汽预热系统中，疏水逐级降压，并最终汇合达到低压疏水，只需设置一路疏水管路即可完成疏水，可以降低整个疏水管路系统的成本，并且无需设置单独的高压疏水管路来对输送高压蒸汽冷凝后形成的高压疏水，提高了整个疏水管路系统运行的安全性。

所有的蒸汽加热单元100中，所应用蒸汽压力等级最低的一个蒸汽加热单元100的过冷段105，通过该过冷段105连接的疏水管106连通至疏水箱或除氧器。

在一些实施例中，上述蒸汽预热系统的蒸汽加热单元100为三个，且三者的冷凝段104分别用于引入高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽。本实施例中，每一级蒸汽在冷凝段104冷凝后疏水先经过过冷段105后再进入低一级压力的液位罐102内进行闪蒸。

上述蒸汽预热系统中，蒸汽加热单元100所加热的待热介质为用于输入锅炉的风，当然，带热介质还可设置为水等，本实施例不做具体限定。

下面结合附图2具体介绍蒸汽预热系统的蒸汽加热单元100为三个，并分别引入高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽的方案原理：

图2中，1为高压冷凝段，2为高压过冷段，3为中压冷凝段，4为中压过冷段，5为低压冷凝段，6为低压过冷段，7为高压液位罐，8为中压液位罐，9为低压液位罐，10为高压疏水调节阀，11为中压疏水调节阀，12为低压疏水调节阀，13为高压液位罐液位计，14为中压液位罐液位计，15为低压液位罐液位计，16为汽平衡管，17为高压蒸汽进口调节阀。

用于通入锅炉的一次风进入空气预热器，依次经过低压过冷段6、低压冷凝段5、中压过冷段4、中压冷凝段3、高压过冷段2和高压冷凝段1。

高压蒸汽经过高压蒸汽进口调节阀17进入高压冷凝段1，冷凝后的饱和水进入高压液位罐7，之后进入高压过冷段2。在高压液位罐7顶部通过汽平衡管11和高压冷凝段1的高压蒸汽引入口连接，使高压蒸汽引入口和高压液位罐7保持相同的压力，高压冷凝段1中的疏水可以靠着自身的重力顺利地流入高压液位罐7中。为了控制高压疏水侧的系统压力，高压过冷段2后疏水管上设置高压疏水调节阀10，通过高压液位罐7中的液位信号控制高压疏水调节阀10的开度，可以维持高压疏水调节阀10之前系统汽水侧的压力维持在高压，避免产生低压而导致疏水在高压过冷段2发生闪蒸现象。高压疏水经过高压疏水调节阀10之后进入中压液位罐8，由于压力降低，高压疏水在中压液压罐8中发生闪蒸，产生的闪蒸蒸汽通过汽平衡管16和中压冷凝段3的中压蒸汽引入口与中压蒸汽汇合后进入中压冷凝段3。

同理，中压蒸汽进入中压冷凝段3，冷凝后的饱和水进入中压液位罐8，之后进入中压过冷段4。在中压液位罐8顶部通过汽平衡管16和中压蒸汽引入口连接，使中压蒸汽引入口和中压液位罐8保持相同的压力，中压冷凝段4中的疏水可以靠着自身的重力顺利地流入中压液位罐8中。为了控制中压疏水侧的系统压力，在中压过冷段4后疏水管上设置中压疏水调节阀11，通过中压液位罐8的液位信号控制中压疏水调节阀11的开度，可以维持中压疏水调节阀11之前系统汽水侧的压力维持在和中压蒸汽相近的压力，避免系统中产生低压而导致疏水在中压过冷段4发生闪蒸现象。中压疏水经过中压疏水调节阀11之后进入低压液位罐9，由于压力降低，中压疏水在低压液压罐9中发生闪蒸，产生的闪蒸蒸汽通过汽平衡管16和低压冷凝段5的低压蒸汽引入口处低压蒸汽汇合后进入低压冷凝段5。

同理，低压蒸汽进入低压冷凝段5，冷凝后的饱和水进入低压液位罐9，之后进入低压过冷段6。在低压液位罐9顶部通过汽平衡管16和低压蒸汽引入口连接，使低压蒸汽引入口和低压液位罐9保持相同的压力，低压冷凝段5中的疏水可以靠着自身的重力顺利地流入低压液位罐9中。为了控制低压疏水侧的系统压力，在低压过冷段后疏水管上设置低压疏水调节阀12，通过低压液位罐9中的液位信号控制低压疏水调节阀12的开度，可以维持低压疏水调节阀12之前系统汽水侧的压力维持在和低压蒸汽相近的压力，避免系统中产生低压而导致疏水在低压过冷段6发生闪蒸现象。低压疏水经过低压疏水调节阀12之后通过疏水管进入疏水箱或者除氧器。低压疏水温度控制在后端接纳体(即疏水箱或除氧器)对应压力下的饱和温度，确保低压疏水在疏水管中不发生闪蒸现象。

本发明实施还提供一种蒸汽预热器，包括蒸汽预热系统，蒸汽预热系统为上述实施例提供的蒸汽预热系统。

本发明实施例还提供一种垃圾焚烧炉，包括蒸汽预热器，蒸汽预热器为上述蒸汽预热器。

本发明实施例提供的蒸汽预热器和垃圾焚烧炉分别应用上述实施例提供的蒸汽预热系统，利于保护蒸汽预热器的疏水管路，提高疏水管路的寿命。当然，本实施例提供的蒸汽预热器和垃圾焚烧炉还分别具有上述实施例提供的有关蒸汽预热系统的其他效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种蒸汽预热系统，其特征在于，包括至少一个利用蒸汽加热待热介质的蒸汽加热单元；所述蒸汽加热单元包括冷凝段、过冷段和液位罐；所述冷凝段用于引入蒸汽，该冷凝段的排液口通过所述液位罐与所述过冷段连通；所述液位罐通过汽平衡管与所述冷凝段的蒸汽引入口连通，所述冷凝段中排液口排出的冷凝水依靠自身重力流入所述液位罐；所述过冷段连接有用于输出冷凝水的疏水管，所述疏水管上设有疏水调节阀；所述疏水调节阀的开度根据所述液位罐的液位信号控制。

2.根据权利要求1所述的蒸汽预热系统，其特征在于，所述疏水调节阀的开度由控制器控制；所述液位罐中设有液位计，所述液位计与所述控制器信号连接。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽预热系统，其特征在于，所述蒸汽加热单元为多个，各所述蒸汽加热单元所利用的蒸汽压力等级不同。

4.根据权利要求3所述的蒸汽预热系统，其特征在于，各所述蒸汽加热单元逐个排列，且沿排列方向，各所述蒸汽加热单元所利用蒸汽的压力等级逐渐减小或逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的蒸汽预热系统，其特征在于，任意相邻的两个所述蒸汽加热单元中，所应用蒸汽压力等级较高的一个蒸汽加热单元的过冷段排出的冷凝液，通过该过冷段连接的所述疏水管输送至所应用蒸汽压力等级较低的一个蒸汽加热单元的液位罐中。

6.根据权利要求5所述的蒸汽预热系统，其特征在于，所有的所述蒸汽加热单元中，所应用蒸汽压力等级最低的一个蒸汽加热单元的过冷段，通过该过冷段连接的所述疏水管连通至疏水箱或除氧器。

7.根据权利要求4所述的蒸汽预热系统，其特征在于，所述蒸汽加热单元为三个，且三者的所述冷凝段分别用于引入高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽。

8.根据权利要求1所述的蒸汽预热系统，其特征在于，所述待热介质为用于输入锅炉的风。

9.一种蒸汽预热器，其特征在于，包括蒸汽预热系统，所述蒸汽预热系统为权利要求1-8任意一项所述的蒸汽预热系统。

10.一种垃圾焚烧炉，其特征在于，包括蒸汽预热器，所述蒸汽预热器为权利要求9所述的蒸汽预热器。