CN206207389U - 中低压蒸汽的生产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中低压蒸汽的生产装置。其主要由燃料储罐、燃料进料组件、空气进料组件、一级燃烧反应器、二级燃烧反应器和蒸汽输出组件组成；所述燃料进料组件分别与所述燃料储罐的下部出口和一级燃烧反应器的进料口主管连接；所述空气进料组件与所述一级燃烧反应器的进料口侧管连接；所述一级燃烧反应器的蒸汽出口与所述二级燃烧反应器的蒸汽进口连接；所述二级燃烧反应器的蒸汽出口与所述蒸汽输出组件连接。本实用新型将低浓度的燃料溶液通过接触式燃烧方式，将燃料燃烧和蒸汽产生两个过程完全耦合，避免了热损失，能够大幅度增加燃烧器的热效率，进而提高整体的产汽效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种中低压蒸汽的生产装置。
背景技术
中低压的饱和蒸汽和过热蒸汽被广泛用于化工生产中的加热热源和动力驱动源。目前，蒸汽生产装置一般为工业预热回收装置和主力锅炉。在石化、印染以及火力发电等蒸汽用量较大的企业，其主力锅炉大多采用大型的燃煤或燃气锅炉，这类锅炉是将粉煤或天然气喷射进入炉膛燃烧，燃烧释放的热量通过受热面与水进行热交换，从而生产符合使用条件的饱和或过热蒸汽。虽然粉煤燃烧锅炉的理论热效率可以达到94％，但是在实际运行状况来看，粉煤燃烧锅炉的热效率仅在80-90％之间，并会随着锅炉使用时间的增加而降低。究其原因，主要是如下两点原因造成的：1、燃煤锅炉不可避免地需要进行排烟排渣，烟、渣会带走部分热量，导致运行时热损失较大；2、锅炉炉膛积蓄的热量通过各个受热面与水进行壁面传热，壁面热阻会影响传热效率，而且受热壁面在运行过程中会出现盐沉积结垢使壁面热阻增大，进一步降低传热效率。此外，燃煤锅炉由于采用煤作为燃料，排出的烟气中含有大量的硫、氮氧化物以及粉尘飞灰，需要配置脱硫脱硝除尘设备，增加了生产成本，并且无法完全做到清洁环保。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种中低压蒸汽的生产装置，以解决现有技术的不足之处。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
中低压蒸汽的生产装置，主要由燃料储罐、燃料进料组件、空气进料组件、一级燃烧反应器、二级燃烧反应器和蒸汽输出组件组成；所述燃料进料组件分别与所述燃料储罐的下部出口和一级燃烧反应器的进料口主管连接；所述空气进料组件与所述一级燃烧反应器的进料口侧管连接；所述一级燃烧反应器的蒸汽出口与所述二级燃烧反应器的蒸汽进口连接；所述二级燃烧反应器的蒸汽出口与所述蒸汽输出组件连接。
作为优选，所述燃料进料组件主要由燃料螺杆泵、燃料进料控制阀和进料管路组成，所述燃料螺杆泵通过进料管路分别与所述燃料储罐的出料口和一级燃烧反应器的进料口主管连接，所述燃料进料控制阀设置在所述燃料螺杆泵和进料口主管之间的进料管路中。
作为优选，所述空气进料组件主要由空气压缩机、空气进料控制阀和进料管路组成，所述空气压缩机通过进料管路与所述一级燃料反应器的进料口侧管连接，所述空气进料控制阀设置在所述进料管路中。
作为优选，所述二级燃烧反应器的顶部设有空气进料口，所述空气压缩机通过另一进料管路与所述空气进料口连接，所述另一进料管路上设有控制阀。
作为优选，所述蒸汽输出组件主要由蒸汽缓冲器、蒸汽输出阀和蒸汽输出管路组成，所述蒸汽缓冲器通过蒸汽输出管路与所述二级燃烧反应器的蒸汽出口连接；所述蒸汽输出阀通过蒸汽输出管路与所述蒸汽缓冲器的出口连接，所述蒸汽输出阀的输出端连接动力驱动装置、加湿和/或供热装置。
作为优选，所述燃料进料控制阀、空气进料控制阀和蒸汽输出阀均为气动控制阀。
作为优选，所述一级燃烧反应器的进料口主管出口处设有雾化喷头。
本实用新型将低浓度的燃料溶液通过接触式燃烧方式，将燃料燃烧和蒸汽产生两个过程完全耦合，避免了传统燃煤锅炉壁面传热以及烟气排放产生的热损失，能够大幅度增加燃烧器的热效率，进而提高整体的产汽效率。本实用新型投入较低、环保高效，具有较为广阔的市场前景。
附图说明
图1是本实用新型所述生产装置的流程结构示意图。
图中：
1—燃料储罐；21—燃料螺杆泵；22—燃料进料控制阀；23—燃料进料管路；31—空气压缩机；32—空气进料控制阀；33—空气进料管路；34—控制阀；35—另一空气进料管路；4—一级燃烧反应器；5—二级燃烧反应器；61—蒸汽缓冲器；62—蒸汽输出阀；63—蒸汽输出管路；71—动力驱动装置；72—加湿/供热装置。
现结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的中低压蒸汽的生产装置，主要由燃料储罐1、燃料进料组件、空气进料组件、一级燃烧反应器4、二级燃烧反应器5和蒸汽输出组件组成。
所述的燃料进料组件主要由燃料螺杆泵21、燃料进料控制阀22和燃料进料管路23组成，该燃料螺杆泵21通过进料管路分别与燃料储罐1的出料口和一级燃烧反应器4的进料口主管连接。该燃料进料控制阀22设置在燃料螺杆泵21和进料口主管之间的进料管路中。
所述的空气进料组件主要由空气压缩机31、空气进料控制阀32、空气进料管路33、控制阀34和另一空气进料管路35组成。该空气压缩机31通过空气进料管路与一级燃料反应器4的进料口侧管连接，空气进料控制阀32设置在该空气进料管路中。二级燃烧反应器5的顶部设有空气进料口，该空气压缩机31通过另一进料管路与二级燃烧反应器的空气进料口连接，控制阀34设置在该另一进料管路35中。
所述的一级燃烧反应器4的蒸汽出口与二级燃烧反应器5的蒸汽进口连接，且连接管路中设有阀门。此外，一级燃烧反应器和二级反应器均为压力容器，设计压力为8-10MPa，设计温度为耐800℃高温，反应器的外壁设有水冷壁。还有，一级燃烧反应器4的进料口主管出口处设有雾化喷头。
所述的蒸汽输出组件主要由蒸汽缓冲器61、蒸汽输出阀62和蒸汽输出管路63组成。该蒸汽缓冲器61通过蒸汽输出管路63与二级燃烧反应器5的蒸汽出口连接。该蒸汽输出阀62通过蒸汽输出管路63与蒸汽缓冲器61的出口连接，其输出端连接动力驱动装置71和加湿/供热装置72。
上述的燃料进料控制阀22、空气进料控制阀32和蒸汽输出阀62均为气动控制阀。
采用上述生产装置生产中低压蒸汽的具体步骤如下：
A、将水与工业酒精、乙醇、劣质油品或废弃液体燃料按30:70-80:20的混合比例混合成燃料溶液，并储存于燃料储罐中；如采用非水溶性燃料，则在混合配制过程中，需适量添加乳化剂，制成乳浊液。
B、将燃料溶液送入一级燃烧反应器中并通入空气进行一级燃烧，其中：一级燃烧反应器的运行温度为400-600℃，运行压力为0.5-4MPa，气态产物中的氧含量为零。
C、将B步骤生成的气态产物送入二级燃烧反应器中进行二级燃烧，其中，二级燃烧反应器的运行温度应略高于一级燃烧反应器的运行温度，运行压力为0.5-4MPa，并根据气态产物中的一氧化碳浓度补充空气。
D、将C步骤生成的蒸汽送入蒸汽输出组件，并在线实时检测蒸汽成分，当蒸汽中的氧气含量低于1ppm、一氧化碳含量低于10ppm、二氧化碳含量为13-15％、其余成分为氮气和水蒸汽、温度为300-500℃、压力为0.5-4MPa时，输出至用汽装置。
实施例1
以下以含有一定浓度工业酒精的废水作为燃料生产中低压蒸汽，具体步骤如下：
(1)在燃料储罐中对含工业酒精的废水进行预处理，配制成酒精浓度为25％的燃料溶液。
(2)预先将燃烧反应器加热至400℃，待温度稳定后停止加热，开启螺杆进料泵和空气压缩机，将燃料进料控制阀和空气进料控制阀调节至合适的阀位，开始向一级燃烧反应器中输入物料。
(3)根据一级燃烧反应器内部的温度、压力，适当调节燃料进料控制阀和空气进料控制阀，使得燃料溶液和空气的流量处于合适的范围，维持一级燃烧反应器温度为600℃左右，压力为4MPa左右。
(4)根据一级燃烧反应器出口蒸汽中CO的浓度，向二级燃烧反应器中补加适量空气。
(5)蒸汽缓冲器中蒸汽的温度和压力稳定后，对蒸汽成分进行在线实时检测，其中O2含量低于1ppm、CO含量低于10ppm、CO2含量约为13～15％、其余组分为N2和水蒸汽、并确认蒸汽缓冲器中蒸汽满足温度为300-500℃、压力为0.5-4MPa时，开启蒸汽输出阀门，过热蒸汽进入蒸汽母管，通过各级子管输送到动力驱动装置、加湿和/或供热装置。
(6)用于设备动力驱动后排出的剩余蒸汽可以继续用于供热或者制冷，实现蒸汽的梯级利用。
实施例2
以下以废弃燃料油配制的乳化燃料油作为燃料生产中低压蒸汽，具体步骤如下：
(1)向燃料储罐中加入废弃燃料油和水，比例为25:75，然后加入适量乳化剂，开启搅拌装置进行充分搅拌混合，配制成浓度为25％的乳化燃料油。
(2)预先将燃烧反应器加热至480℃，待温度稳定后停止加热，开启螺杆进料泵和空气压缩机，将燃料进料控制阀和空气进料控制阀调节至合适的阀位，开始向一级燃烧反应器中输入物料。为了增强乳化燃料油进入燃烧反应器后的雾化程度，需要适当提高螺杆进料泵的运行频率。
(3)根据一级燃烧反应器内部的温度、压力，适当调节燃料进料控制阀和空气进料控制阀，使得乳化燃料油和空气的流量处于合适的范围，维持一级燃烧反应器温度为600℃左右，压力为4MPa左右。
(4)根据一级燃烧反应器出口蒸汽中CO的浓度，向二级燃烧反应器中补加适量空气。
(5)蒸汽缓冲器中蒸汽的温度和压力稳定后，对蒸汽成分进行在线实时检测，其中O2含量低于1ppm、CO含量低于10ppm、CO2含量约为13～15％、其余组分为N2和水蒸汽、并确认蒸汽缓冲器中蒸汽满足温度为300-500℃、压力为0.5-4MPa时，开启蒸汽输出阀门，过热蒸汽进入蒸汽母管，通过各级子管输送到动力驱动装置、加湿和/或供热装置。
(6)用于设备动力驱动后排出的剩余蒸汽可以继续用于供热或者制冷，实现蒸汽的梯级利用。
Claims (7)
1.中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，主要由燃料储罐、燃料进料组件、空气进料组件、一级燃烧反应器、二级燃烧反应器和蒸汽输出组件组成；所述燃料进料组件分别与所述燃料储罐的下部出口和一级燃烧反应器的进料口主管连接；所述空气进料组件与所述一级燃烧反应器的进料口侧管连接；所述一级燃烧反应器的蒸汽出口与所述二级燃烧反应器的蒸汽进口连接；所述二级燃烧反应器的蒸汽出口与所述蒸汽输出组件连接。
2.根据权利要求1所述的中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，所述燃料进料组件主要由燃料螺杆泵、燃料进料控制阀和进料管路组成，所述燃料螺杆泵通过进料管路分别与所述燃料储罐的出料口和一级燃烧反应器的进料口主管连接，所述燃料进料控制阀设置在所述燃料螺杆泵和进料口主管之间的进料管路中。
3.根据权利要求1所述的中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，所述空气进料组件主要由空气压缩机、空气进料控制阀和进料管路组成，所述空气压缩机通过进料管路与所述一级燃料反应器的进料口侧管连接，所述空气进料控制阀设置在所述进料管路中。
4.根据权利要求3所述的中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，所述二级燃烧反应器的顶部设有空气进料口，所述空气压缩机通过另一进料管路与所述空气进料口连接，所述另一进料管路上设有控制阀。
5.根据权利要求1所述的中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，所述蒸汽输出组件主要由蒸汽缓冲器、蒸汽输出阀和蒸汽输出管路组成，所述蒸汽缓冲器通过蒸汽输出管路与所述二级燃烧反应器的蒸汽出口连接；所述蒸汽输出阀通过蒸汽输出管路与所述蒸汽缓冲器的出口连接，所述蒸汽输出阀的输出端连接动力驱动装置、加湿和/或供热装置。
6.根据权利要求2、3或5所述的中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，所述燃料进料控制阀、空气进料控制阀和蒸汽输出阀均为气动控制阀。
7.根据权利要求1所述的中低压蒸汽的生产装置，其特征在于，所述一级燃烧反应器的进料口主管出口处设有雾化喷头。
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| CN201621132103.4U CN206207389U (zh) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | 中低压蒸汽的生产装置 |
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| CN107957060A (zh) * | 2016-10-18 | 2018-04-24 | 广东科达洁能股份有限公司 | 中低压蒸汽的生产装置和方法 |
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