CN204960993U - 低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备 - Google Patents

Abstract

一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，包括蒸汽源接口、过滤器、膨胀螺杆动力机、发电机、冷凝器，发电机通过减速机和膨胀螺杆动力机相连，所述过滤器和膨胀螺杆动力机之间安装有流量计和气压调节气路，流量计的测量信号与PLC相连；气压调节气路上设置有快关阀和调节阀，PLC的控制端和快关阀及调节阀相连。它能够适应工业生产中蒸汽流量上下波动的情况，对蒸汽品质无苛刻要求，同时保证了生产装置的稳定。同时，它将低品位不洁蒸汽发电后将蒸汽冷凝为液体，根据水质情况和现场情况可回用或排入污水系统便于后续统一处理，保护环境。

Description

低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备

技术领域

本实用新型涉及一种低温低压的不洁工业蒸汽的回收和再利用及环保处理的自动化设备。

背景技术

采用蒸汽作为动力的生产设备中，蒸汽管尾端部分的蒸汽温度压力都比较低，并且含有各种各样的杂质，这部分蒸汽品质较差，无法被汽轮机运用，作为工艺拌热的效能也不佳，并且对设备有腐蚀，通常成为低品位不洁工业蒸汽，它处理起来成本较高，普通设备无法回收其内部的能量，所以一般做排空处理。

但是低品位不洁蒸汽中溶解了一些杂质，比如钠盐，氨，硅酸，碱，醇类等，这些物质容易造成水垢，腐蚀热力容器；或者在蒸汽中带有一些物料，这些物料往往是有毒有害的，如果直接排放进入大气，会对环境造成污染，不符合环保要求。

如专利号CN201420645386.7“螺杆膨胀动力机发电组”包括了循环管路、发电机、螺杆膨胀动力机，蒸汽发生器和冷凝器，循环管路为一个封闭管路，利用低温沸腾物质在蒸汽发生器和蒸汽路进行热交换，产生蒸汽，利用蒸汽压力推动螺杆膨胀动力机带动发电机发电，做功后的蒸汽通过冷凝器冷凝回收，通过压力泵回到蒸汽发生器循环使用。

但很多采用蒸汽，特别是高温水蒸气的工厂，气路尾端排出的蒸汽温度是很低的，通常为100度至210度左右，发热效率不足，但是气压仍然很大，而且气压不稳定，利用上述设备的回收蒸汽的能量的时候，气体的压力能利用效率不足。

对于上述蒸汽压力、流量不稳定的不洁蒸汽，当气压较低的时候，螺杆膨胀动力机的转动力矩不足，而无法启动，低压蒸汽被白白的浪费掉，既浪费的资源，还对环境造成了污染。当蒸汽压力过大时，又会损害主管，减少设备使用寿命。一些企业通过安装气包的方式来解决这个问题，但是气包占地大，价格较高，提高了设备的安装和使用成本。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种针对流量不稳定的低品质工业蒸汽所需的自动检测和发电设备。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种低品质不洁工业蒸汽的自动利用设备，包括蒸汽源接口、过滤器、膨胀螺杆动力机、发电机、冷凝器，发电机通过减速机和膨胀螺杆动力机相连，其特征在于：在过滤器和膨胀螺杆动力机之间安装有流量计和气压调节气路，流量计的测量信号与PLC相连；气压调节气路上设置有快关阀和调节阀，快关阀及调节阀的控制信号与PLC的控制端相连。

所述气压调节气路包含主管和至少一条副管，主管上设置有第一快关阀和第一调节阀，副管上设置有第二快关阀和第二调节阀，第一快关阀和第二快关阀以及第一调节阀和第二调节阀均与PLC相连。

所述膨胀螺杆动力机和冷凝器之间设置有蒸汽抽凝器。

所述膨胀螺杆动力机后设置有三通阀，三通阀的支路上连接有烟囱或消音器。

所述冷凝器之后安装有水质监测装置，水质在线检测装置和PLC相连，水质在线检测装置连接软化水管道和回收处理装置。

所述冷凝器包括冷凝风扇取代。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：它能够适应工业生产中蒸汽流量上下波动的情况，对蒸汽品质无苛刻要求，同时保证了生产装置的稳定。

它利用了低品位不洁蒸汽做功，通过发电机进行发电，根据气源参数不同，每吨蒸汽能产生10-70度电量，产生良好的经济效益；同时，它将低品位不洁蒸汽发电后将蒸汽冷凝为液体，根据水质情况和现场情况可回用或排入污水回收处理装置中，便于后续统一处理，保护环境。

附图说明

图1、本实用新型的实施流程图。

图2、增加双管流量调节功能的流程图。

图3、PLC控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1所示，一种低温低压不洁工业蒸汽利用设备，包括蒸汽源接口、过滤器、螺杆膨胀动力机、冷凝器或冷却风。螺杆膨胀动力机通过减速机连接发电机。

所述蒸汽源接口与现有的工业蒸汽的排空口相连，将工业蒸汽的尾气导入至设备中。

所述过滤器主要是过滤蒸汽中的悬浮颗粒成分，减少烟尘杂质进入流量计和后续的膨胀螺杆动力机中，防止堵塞管道。

所述螺杆膨胀机的螺杆采用40Cr中碳调制钢，机械性能好，硬度大；如蒸汽含酸性物质，可将表面进行镀锌或镀铬处理，确保螺杆能够耐受各类环境。压盖轴套采用2Cr13马氏体不锈钢，在经过表面处理后，确保在酸性或碱性蒸汽进入过程中不会腐蚀。

在过滤器和膨胀螺杆动力机之间安装有流量计和气压调节气路，流量计的测量信号与PLC相连；气压调节气路上设置有快关阀和调节阀，PLC的控制端和调节阀相连。通过流量计向PLC反馈流量，并通过PLC自动控制调节阀，控制蒸汽路的流速。

如图3所示，气压调节气路采用了多管分配的方式，气压调节气路包含主管A和至少一条副管B，主管上设置有第一快关阀和第一调节阀，副管上设置有第二快关阀和第二调节阀，第一调节阀和第二调节阀均与控制器相连，所述控制器采用PLC，它搜集流量计的数据，并根据设置自动分配。

主管和副管的总通量等于生产装置最大蒸汽排空量，通过PLC自动控制，正常情况下由主管上的第一调节阀调节蒸汽流量，控制进气参数，当生产装置排空量上升，超过主管最大负荷时，PLC控制第二调节阀打开，开启副管，直到蒸汽最大排空量，所有主管和副管均连接至膨胀螺杆动力机，用于蒸汽发电。

当蒸汽量减小时，PLC控制副管上的第二调节阀慢慢关闭，直到全部关闭，只由主管上的第一调节阀调节。

若蒸汽压力继续降低，不足以维持主管的蒸汽流量满负荷运行，在膨胀螺杆动力机后端装有一个蒸汽抽凝器C，该装置的作用为将管道内压力由大气压变为负压，增加压差，能够有效利用5公斤以下蒸汽压力产生最大效益。

当蒸汽量已经不足以带动机组发电，造成发电机逆功率时，第一快关阀和第二快关阀全部关闭，机组停机。

采用多管自动分配的方法后，可以灵活的调节主管和各副管内的蒸汽流量，优先保证主管内的蒸汽满负荷运行，保证了蒸汽的最大使用效率。主管的直径可按照平均蒸汽流量计算直径，避免了主管直径过大，蒸汽进入主管后压力迅速降低的问题，保证了蒸汽做功时的压力。

冷凝器之后安装有水质监测装置D，水质在线检测装置和PLC相连，水质在线检测装置连接软化水管道和污水回收处理装置，根据水质情况，自动分配冷凝水排放的去向。

本实用新型能通过PLC设置参数，自动检测蒸汽的流量和冷凝水的水质情况，自动分配合适的管路进行蒸汽输送，满足膨胀螺杆动力机运行的要求。同时，它又自动检测冷凝水的水质情况，将符合环保要求的冷凝水排入软化水管道或蒸汽发生器继续利用，将品质较差的冷凝水通过污水回收处理装置处理，去除有害成分。

Claims (6)

1.一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，包括蒸汽源接口、过滤器、膨胀螺杆动力机、发电机、冷凝器，发电机通过减速机和膨胀螺杆动力机相连，其特征在于：在过滤器和膨胀螺杆动力机之间安装有流量计和气压调节气路，流量计的测量信号与PLC相连；气压调节气路上设置有快关阀和调节阀，PLC的控制端和快关阀及调节阀相连。

2.根据权利要求1所述的一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，所述气压调节气路包含主管和至少一条副管，主管上设置有第一快关阀和第一调节阀，副管上设置有第二快关阀和第二调节阀，第一快关阀和第二快关阀以及第一调节阀和第二调节阀均与PLC相连。

3.根据权利要求1所述的一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，其特征在于：所述膨胀螺杆动力机和冷凝器之间设置有蒸汽抽凝器。

4.根据权利要求1所述的一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，其特征在于：所述膨胀螺杆动力机后设置有三通阀，三通阀的支路上连接有烟囱或消音器。

5.根据权利要求1所述的一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，其特征在于：所述冷凝器之后安装有水质监测装置，水质在线检测装置和PLC相连，水质在线检测装置连接软化水管道和回收处理装置。

6.根据权利要求1至权利要求5中所述的任意一种低品质不洁工业蒸汽的自动化利用设备，其特征在于：所述冷凝器可用冷凝风扇取代。