CN205699614U - 一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于，基于重力沉降分离的立式分离器入口流道安装角度调整装置，入口流道偏转角可取‑20°～20°，除雾段内设丝网除沫器、外设压力表，积液段外设液位计，富氨饱和蒸汽出口流道和贫氨饱和溶液出口流道分别与系统管道相连，排污流道与外界管道相连。本装置工作过程无活动部件，结构简单，具有运行稳定，对变工况适应性良好的特点。

Description

一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器

【技术领域】

本实用新型涉及一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器。

【背景技术】

随能源结构优化，太阳能、地热能和工业废热等中低温热能向高品质电能的转化已经成为节能减排和保护环境的重要举措。对于低品位热能的回收利用，传统以水为工质的朗肯循环已不具有优势。以氨水为工作介质的中低温发电系统自提出以来备受关注，有别于常规朗肯循环，利用两相工质吸热特性，降低了系统换热过程存在的不可逆损失，提高了能源转化率。

以Kalina循环为例，氨水两相工质在蒸发器中与中低温热源进行热交换后进入分离器，分离出富氨饱和蒸汽和贫氨饱和液体，其中，富氨饱和蒸汽进入氨水透平做功后与降压后的贫氨饱和液体进入混合器，完成工质的利用与回收，实现低品位热能向高品位电能的转换。分离器作为发电系统的重要装置，其出口液滴的携带很大程度上会影响系统的经济性和稳定性。

传统分离器设计过程多针对单一工质或密度差很大的工质。重力分离器作为工业分离过程中基础的工业设备，利用在一定的温度和压力下，工质两相密度差和不同的追随性，在自然重力和浮力作用下对其进行分离。最常用的为立式重力分离器中汽流方向与液滴沉降方向相同，按照其使用范围可分为油水分离器、汽水分离器、油气水分离器等。分离器中根据分离作用可分为分离段、积液段和除雾段。其中，分离段指分离器入口段和工质上升段，一般在分离器入口安装挡板或采用切线入口方式，改变汽流进口方向，利用惯性汇集液滴进行分离；积液段指液体收集和引出段，除雾段指液滴聚集段，可安设丝网除沫器，降低工质分离直径极限，缩小分离器直径，已被广泛使用。

相比于油水，氨水工质的特性更接近于汽水，考虑到中低温发电系统所用氨水工质的热力性质，立式重力分离器针对含液量和流量变化较大的工质具有很好的适应性，为氨水气液两相分离器设计提供参考。

传统分离器在于将多相纯净物或混合物完全分离，以氨水为工质的气液两相分离器有别于传统分离器，其进出口均为单相混合物。作为系统循环的重要组成部分，分离器性能的好坏直接影响透平转子、轴承等寿命，其结构设计合理性进一步影响系统稳定性和经济性。但氨水气液两相分离器的研发一直处于基础阶段，目前的文献中也没有关于氨水气液两相分离器的详细描述。

【发明内容】

本实用新型的目的是提供一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器。

一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，包括分离器筒体，该分离器筒体设置有工质的入口通道，在入口通道内设置有流道角度调整装置，通过该流道角度调整装置改变流道工质与分离器筒体的夹角，增强两相工质与分离器筒体的碰撞。

优选地，所述的流道角度调整装置可以调整的角度范围为-20°～20°。

优选地，所述的入口通道上安装有一对凹法兰，一对凹法兰之间固定有所述的流道角度调整装置，该流道角度调整装置自凹法兰伸入到分离器筒体内。

优选地，每个凹法兰均设置有向内凹的凹槽，两个凹法兰的凹槽相对设置，入口流道角度调整装置安装在一对凹槽内。

优选地，所述入口流道角度调整装置包括安装在一对凹槽内的本体以及自入口通道伸入到分离器筒体内部的管道。

优选地，所述凹法兰的凹槽径向尺寸大于入口通道的外径。

优选地，在所述入口流道角度调整装置的本体和凹法兰之间通过垫片紧固。

优选地，所述入口流道角度调整装置的管道外径小于入口通道的内径。

优选地，每一个所述的凹法兰上设置有一对销钉孔，一对凹法兰通过销钉紧固连接，所述一对销钉孔以凹法兰的轴线对称设置。

优选地，所述的入口流道角度调整装置的本体沿轴向方向的厚度尺寸大于一对凹槽沿轴向的深度之和，在所述的本体的外周开设有安装孔以安装外力操动部件，用于调整入口流道角度调整装置与水平方向的夹角。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型在分离器入口通道内安装有流道角度调整装置，分离器入口流道角度变化改变了氨水两相工质与筒体碰撞的强度，分离器入口角度的调整通过打开凹法兰和销钉，由调整焊接在分离器入口流道角度调整装置的扳手实现，角度的偏转可以实现分离器对变工况的适应，提高系统的稳定性和经济性。

【附图说明】

图1为本实用新型分离器的主视图；

图2为本实用新型分离器的左视图；

图3为本实用新型分离器入口装置结构的剖视图；

图4为本实用新型分离器入口角度调整装置的左视图；

图5为本实用新型分离器入口角度调整装置的俯视图。

图1～图5中，1为系统管道，2为分离器入口装置，3为分离器筒体，4为富氨饱和蒸汽出口，5为法兰，6为丝网除沫器，7为压力计，8为阀门，9为销钉，10为液位计，11为排污流道，12为贫氨饱和液体出口，13为凹法兰，14为垫片，15为入口流道角度调整装置。

【具体实施方式】

参照图1及图3所示，本实用新型提供了一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，包括分离器筒体3，该分离器筒体3设置有入口通道1，该入口通道1的进口与蒸发器出口连接，入口通道的出口与分离器入口连接，从蒸发器出来的氨水混合气液两相流工质通过入口通道1进入到分离器内部，在入口通道内安装有入口流道角度调整装置15，该入口流道角度调整范围为-20°～20°。具体地说，入口通道1上安装有一对凹法兰13，一对凹法兰13之间固定有所述的入口流道角度调整装置15，该入口流道角度调整装置15自凹法兰13伸入到分离器筒体3内。

每个凹法兰13均设置有向内凹的凹槽，两个凹法兰13的凹槽相对设置，入口流道角度调整装置15安装在一对凹槽内。请特别参阅图4和图5所示，所述入口流道角度调整装置包括本体以及与本体连接的管道，所述本体安装在一对凹槽内，并通过垫片14紧固，所述管道伸入到分离器筒体内部。

所述凹法兰13的凹槽径向尺寸大于入口通道的外径，所述本体的外径等于凹槽的径向尺寸，所述入口流道角度调整装置15的管道外径小于入口通道的内径。

每一个所述的凹法兰13上设置有一对销钉孔，一对凹法兰通过销钉紧固连接，所述一对销钉孔以凹法兰的轴线对称设置，每个凹法兰与入口通道同轴设置。

所述的入口流道角度调整装置15的本体沿轴向方向的厚度尺寸大于一对凹槽沿轴向的深度之和，也就是说，当本体安装到凹槽之间后，一对凹法兰相对的面并未贴合在一起，而是使本体的中间部分暴露在外；在所述的本体的外周开设有安装孔，需要调整入口流道角度调整装置15与水平面的夹角时，在该安装孔内安装扳手，通过扳手调整入口流道角度调整装置15与水平面的夹角。

所述分离器的除雾段安设丝网除沫器6，富氨饱和蒸汽出口4、贫氨饱和液体出口12和排污流道11通过法兰与分离器筒体相连接。压力计7通过阀门8与分离器除雾段连接，液位计通过法兰5和销钉9与分离器积液段连接。

分离器入口角度的调整通过打开凹法兰13和销钉9，由调整焊接在分离器入口流道角度调整装置的扳手实现，由本装置的原理可知，分离器入口流道角度变化改变了氨水两相工质与筒体碰撞的强度，提高了分离器的分离效率和适用范围，具有更好的变工况性能，提高系统的稳定性和经济性，另外分离器工作过程无活动部件，辅助设备少，使用寿命长。

Claims (10)

1.一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：包括分离器筒体(3)，该分离器筒体(3)设置有工质的入口通道(1)，在入口通道(1)内设置有流道角度调整装置(15)，通过该流道角度调整装置(15)改变流道工质与分离器筒体(3)的夹角，增强两相工质与分离器筒体(3)的相互碰撞。

2.根据权利要求1所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：所述的流道角度调整装置(15)可以调整的角度范围为-20°～20°。

3.根据权利要求2所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：所述的入口通道(1)上安装有一对凹法兰(13)，一对凹法兰之间固定有所述的流道角度调整装置(15)，该流道角度调整装置(15)自凹法兰伸入到分离器筒体(3)内。

4.根据权利要求3所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：每个凹法兰(13)均设置有向内凹的凹槽，两个凹法兰的凹槽相对设置，入口流道角度调整装置安装在一对凹槽内。

5.根据权利要求4所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：所述入口流道角度调整装置包括安装在一对凹槽内的本体以及自入口通道伸入到分离器筒体内部的管道。

6.根据权利要求5所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：所述凹法兰的凹槽径向尺寸大于入口通道的外径。

7.根据权利要求5或6所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：在所述入口流道角度调整装置的本体和凹法兰之间通过垫片紧固。

8.根据权利要求5所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：所述入口流道角度调整装置的管道外径小于入口通道的内径。

9.根据权利要求3所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：每一个所述的凹法兰上设置有一对销钉孔，一对凹法兰通过销钉紧固连接，所述一对销钉孔以凹法兰的轴线对称设置。

10.根据权利要求6所述的一种以氨水为工作介质的中低温发电系统气液两相重力分离器，其特征在于：所述的入口流道角度调整装置的本体沿轴向方向的厚度尺寸大于一对凹槽沿轴向的深度之和，在所述的本体的外周开设有安装孔以安装外力操动部件，用于调整入口流道角度调整装置与水平方向的夹角。