CN210716514U - 一种蒸汽伴热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽、冷凝伴热工艺以及蒸汽伴热系统，蒸汽伴热系统包括有蒸汽加汽站、伴热管和疏水阀，所述蒸汽加汽站通过所述伴热管为工艺物料提供伴热；伴热过程中产生的蒸汽凝液通过所述疏水阀排至蒸汽凝液混合加热分配装置中的循环凝液混合加热用混水罐；所述循环凝液混合加热用混水罐与冷凝水分配管连接，所述冷凝水分配管通过冷凝水回收管连接冷凝水循环装置；所述冷凝水循环装置由凝液储存罐、循环水泵组成。经低温伴热后，约70‑80℃回用冷凝水，回凝液储存罐；通过循环水泵加压，送至伴热用循环凝液混合加热用混水罐与0.8MPa、170℃蒸汽凝液混合，用于低温物料伴热；该蒸汽伴热系统安全、低能耗、低消耗。

Description

一种蒸汽伴热系统

技术领域

本实用新型属于石油化工、化工化肥企业伴热管道技术领域，特别是涉及一种蒸汽伴热系统。

背景技术

在石油化工、化工化肥企业外管廊设计中，由于工艺物料输送过程中需防冻防凝、防粘度下降或者防止温降的要求，需要采用蒸汽、热水、电等热源对物料输送管道进行间接加热(统称伴热)，在多种伴热方式中，蒸汽由于热容量高，易取得、便于输送、应用最为广泛，但蒸汽伴热同时存在以下问题：

(1)能耗高，蒸汽伴热冷却后，蒸汽凝液经过疏水阀进入凝液回收罐，大量的低位热能被浪费；

(2)蒸汽损耗大，疏水阀有3-8％的蒸汽泄漏量，造成大量的蒸汽损失，同时管廊多处漏汽、冒汽，对环境影响差；

(3)由于疏水阀后管道内为不稳定汽液两相流，易引起噪音、水击和震动，是管廊不安全因素；

(4)伴热系统处于不可控、无法检测状态，温度不易控制，易使物料过热或补热不足，影响输送安全；

(5)疏水阀更换频繁，维修工作量大。

因此，探索一种合理的伴热工艺，既满足物料输送要求的同时减少热能消耗，又可降低蒸汽凝液损失，降低伴热成本、改善运行状况是蒸汽伴热需要解决的课题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种安全低能耗、低消耗的蒸汽伴热系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，该蒸汽伴热系统，包括有蒸汽加汽站、伴热管和疏水阀，所述蒸汽加汽站通过所述伴热管为工艺物料提供伴热；伴热过程中产生的蒸汽凝液通过所述疏水阀排至蒸汽凝液混合加热分配装置中的循环凝液混合加热用混水罐；所述循环凝液混合加热用混水罐与冷凝水分配管连接，所述冷凝水分配管通过冷凝水回收管连接冷凝水循环装置；所述冷凝水循环装置由凝液储存罐、循环水泵组成。

上述技术方案中的伴热管用于低温伴热，伴热冷凝水通过冷凝水分配管进入低温物料的伴热管伴热后，经低温伴热后，约70-80℃回用冷凝水，回凝液储存罐；通过循环水泵加压，送至伴热用循环凝液混合加热用混水罐与0.8MPa、170℃蒸汽凝液混合，用于低温物料伴热；该蒸汽伴热系统安全、低能耗、低消耗。

蒸汽伴热是使用1.0MPa蒸汽给相应要求伴热温度高的工艺物料提供伴热，伴热过程中产生的170℃的蒸汽凝液通过疏水阀排至循环凝液混合加热用混水罐；

优选的，该系统还包括有季节性伴热管，经伴热产生的冷凝水经循环冷凝水回水总管进入所述凝液储存罐中储存。

用70-80℃循环冷凝水回水对防冻管道等进行伴热，伴热后约60-70℃冷凝水经循环冷凝水回水总管进入凝液储存罐中储存。

优选的，蒸汽补热装置与所述冷凝水循环装置中的循环水泵连接；此外，所述蒸汽补热装置还连接所述循环凝液混合加热用混水罐。

在冬季或伴热量不足时，需用蒸汽补热，补热方式可在凝液储存罐内设再沸腾器，或板式设板式汽水换热器，确保循环热量满足伴热需要。

优选的，所述蒸汽补热装置为在凝液储存罐内设再沸腾器，或为板式汽水换热器。

优选的，循环凝液混合加热用混水罐包括有混水罐本体，所述混水罐本体侧面设置有热水注入器，所述热水注入器一端位于所述混水罐本体外侧，另一端位于所述混水罐本体内；在所述热水注入器的下方设置有蒸汽凝液注入器，所述蒸汽凝液注入器的连接部位于所述混水罐本体的外侧，所述蒸汽凝液注入器的环管位于所述混水罐本体内，在所述环管的下表面设置有若干个喷嘴；混合热水出口设置在所述混水罐本体的顶部。

热水注入器的目的是让进入混水罐体内的70℃热水按逆时针旋转，以便与蒸汽凝液充分混合，蒸汽凝液注入器由连接部和环管两部分组成，环管下表面设置有喷嘴，170℃蒸汽凝液进入环管向下喷入混水罐，以便与70℃热水充分混合；混合热水出口设置在所述混水罐本体的顶部，使得充分混合后才从混水罐本体的顶部出。

优选的，在所述混水罐本体的上部设置有丝网除泡器，所述丝网除泡器采用若干层不锈钢丝网交叉叠放；在所述丝网除泡器的上方，且位于所述混水罐本体外侧安装有压力表接口；在所述丝网除泡器的下方，且位于所述混水罐本体外侧安装有温度计接口；在所述混水罐本体的中间位置处设置有人孔；所述混水罐本体的底部还设置有支腿；放净口位于所述混水罐本体的底部；所述蒸汽凝液注入器的连接部为法兰接口；所述喷嘴的数量为12个，直径为6mm。

由于蒸汽凝液中含有部分蒸汽，为了避免蒸汽通过混合热水出口进入热水伴热罐，在罐体上部设置有丝网除泡器，丝网除泡器采用若干层不锈钢丝网交叉叠放，蒸汽气泡附着在丝网除泡器上，与热水接触，降温后变成液体，进入热水伴热管。

优选的，该系统还设置有冷凝水回收管网，所述冷凝水回收管网向所述凝液储存罐补水。

优选的，所述凝液储存罐设有集中温度计，同时所述凝液储存罐还设有安全阀。

如果冬季凝液储存罐中的冷凝水温度低于70℃，或伴热量不足时，将蒸汽送入凝液储存罐中的再沸腾器，或用汽水换热器补热。

本实用新型还要解决另一个问题是，提供一种蒸汽、冷凝伴热工艺，包括以下步骤：

(1)蒸汽经过蒸汽加汽站，进入蒸汽伴热管道，物料伴热后，通过疏水阀将蒸汽凝液送入循环凝液混合加热用混水罐；在循环凝液混合加热用混水罐内蒸汽凝液与循环冷凝水混合成温度为90-110℃、0.8MPa的伴热冷凝水；

(2)伴热冷凝水通过冷凝水分配管进入低温物料伴热管道伴热后，进入 70-80℃冷凝水汇集管后，并入循环冷凝水回水总管，送凝液储存罐中储存；

(3)季节性伴热：用70-80℃循环冷凝水回水对防冻管道进行伴热，伴热后 60-70℃冷凝水经循环冷凝水回水总管进入凝液储存罐中储存；

(4)冷凝水循环：凝液储存罐中的冷凝水通过循环水泵加压送至循环凝液混合加热用混水罐，与伴热蒸汽产生的蒸汽冷凝水混合；

(5)定期加氨调PH；由于冷凝水易呈微酸性，定期加氨调PH，控制冷凝水系统腐蚀。

优选的，所述步骤(1)中，经过蒸汽加汽站的蒸汽为1.0MPa、184℃；通过疏水阀将170℃、0.8MPa的蒸汽凝液送入循环凝液混合加热用混水罐；在循环凝液混合加热用混水罐内蒸汽凝液与70℃的循环冷凝水混合。

优选的，在所述步骤(4)中，凝液储存罐操作压力0.35-0.4MPa。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：

图1是本实用新型蒸汽伴热系统结构示意图；

图2是循环凝液混合加热用混水罐结构示意图；

图3是图2俯视结构示意图；

图4是蒸汽凝液注入器结构示意图；

图5是图2横截面结构示意图；

图6是热水注入器结构示意图；

图7是丝网除泡器的结构示意图；

其中：1-蒸汽加汽站；2-伴热管；3-疏水阀；4-蒸汽凝液混合加热分配装置； 401-循环凝液混合加热用混水罐；402-混水罐本体；403-热水注入器；404-蒸汽凝液注入器；405-连接部；406-环管；407-喷嘴；408-支腿；409-放净口；4010- 人孔；4011-丝网除泡器；4012-温度计接口；4013-压力表接口；4014-混合热水出口；5-冷凝水分配管；6-冷凝水回收管；7-冷凝水循环装置；701-凝液储存罐； 702-循环水泵；8-季节性伴热管；9-循环冷凝水回水总管；10-蒸汽补热装置；1001- 板式汽水换热器；11-冷凝水回收管网；12-集中温度计；13-安全阀。

具体实施方式

本实用新型的蒸汽伴热系统，采用PLC控制系统，包括有蒸汽加汽站1、伴热管2和疏水阀3，蒸汽加汽站1通过所述伴热管2为工艺物料提供伴热；伴热过程中产生的蒸汽凝液通过所述疏水阀3排至蒸汽凝液混合加热分配装置4中的循环凝液混合加热用混水罐401；所述循环凝液混合加热用混水罐401与冷凝水分配管5连接，所述冷凝水分配管5通过冷凝水回收管6连接冷凝水循环装置7；所述冷凝水循环装置7由凝液储存罐701、循环水泵702组成，如图1所示，图中的箭头为伴热蒸汽或冷凝水流向。

本实施例的蒸汽伴热系统还包括有季节性伴热管8，经伴热产生的冷凝水经循环冷凝水回水总管9进入所述凝液储存罐701中储存；蒸汽补热装置10与所述冷凝水循环装置7中的循环水泵702连接；此外，所述蒸汽补热装置10还连接所述循环凝液混合加热用混水罐401；本实施例中的蒸汽补热装置10为板式汽水换热器1001，还可以是在凝液储存罐701内设再沸腾器。

系统还设置有冷凝水回收管网11，所述冷凝水回收管网11向所述凝液储存罐701补水；凝液储存罐701设有集中温度计12，同时所述凝液储存罐701还设有安全阀13。

具体使用时：蒸汽伴热是使用1.0MPa蒸汽给相应要求伴热温度高的工艺物料提供伴热，伴热过程中产生的170℃的蒸汽凝液通过疏水阀3排至循环凝液混合加热用混水罐401；

蒸汽凝液混合加热分配装置4由一台循环凝液混合加热用混水罐401、冷凝水分配管5组成，循环凝液混合加热用混水罐401将0.8MPa、170℃的蒸汽凝液与70℃的循环凝液混合，成90-110℃的循环冷凝水，送冷凝水分配管5，经物料伴热后，冷凝水温度降到70-80℃，降温后的冷凝水通过冷凝水回收管6进入冷凝水循环装置7；季节性伴热，可通过阀门将70-80℃的冷凝回水送入季节性伴热的冷凝水分配管5；

循环凝液混合加热用混水罐401如图2-7所示，包括有混水罐本体402，所述混水罐本体402侧面设置有热水注入器403，如图6所示，所述热水注入器403 一端位于所述混水罐本体402外侧，另一端位于所述混水罐本体402内；在所述热水注入器403的下方设置有蒸汽凝液注入器404，如图4所示，所述蒸汽凝液注入器404的连接部405位于所述混水罐本体402的外侧，所述蒸汽凝液注入器 404的环管406位于所述混水罐本体402内，在所述环管406的下表面设置有若干个喷嘴407；混合热水出口4014设置在所述混水罐本体402的顶部。

在所述混水罐本体402的上部设置有丝网除泡器4011(如图7所示)，所述丝网除泡器4011采用若干层不锈钢丝网交叉叠放，在本实施例中，采用5层φ1 ×8目不锈钢丝网交叉叠放；在所述丝网除泡器4011的上方，且位于所述混水罐本体402外侧安装有压力表接口4013；在所述丝网除泡器4011的下方，且位于所述混水罐本体402外侧安装有温度计接口4012。

在所述混水罐本体402的中间位置处设置有人孔4010；所述混水罐本体402 的底部还设置有支腿408；放净口409位于所述混水罐本体402的底部；所述蒸汽凝液注入器404的连接部405为法兰接口；所述喷嘴407的数量为12个，直径为6mm。

具体使用时：混水罐本体402按200℃，1.0MPa压力设计，热水注入器403 为法兰接口(连接外部管道用，即伴热管2延伸过来的管道)和注入口两部分，热水注入器403的目的是让进入循环凝液混合加热用混水罐401的70℃热水按逆时针旋转，以便与蒸汽凝液充分混合。蒸汽凝液注入器404由法兰接口(连接部405)和环管406两部分组成，环管406下表面设置有12个

的喷嘴407， 170℃蒸汽凝液进入环管406向下喷入混水罐，以便与70℃热水充分混合。由于蒸汽凝液中含有部分蒸汽，为了避免蒸汽通过循环凝液混合加热用混水罐401 顶部的混合热水出口进入热水伴热罐，在罐体上部设置有丝网除泡器4011，丝网除泡器4011采用5层φ1×8目不锈钢丝网交叉叠放，蒸汽气泡附着在丝网除泡器4011上，与热水接触，降温后变成液体，进入热水伴热管。

冷凝水循环装置7由凝液储存罐701、循环水泵702组成，循环水泵702出口总管设流量计；凝液储存罐701配温度、压力、液位自动控制；70-80℃冷凝水回水进入凝液储存罐701，通过循环水泵702加压，送至伴热用循环凝液混合加热用混水罐401与0.8MPa、170℃蒸汽凝液混合，用于低温物料伴热；

伴热加压循环水泵702出口总管低流速分配到各循环凝液混合加热用混水罐401，与1.0MPa蒸汽伴热后产生的0.8MPa、～170℃的冷凝液混合，形成混水罐出口冷凝水温度90-110℃、压力～0.8MPa冷凝水作为低温要求物料伴热用；

经低温伴热后，～70-80℃回用冷凝水，回凝液储存罐701；凝液储存罐701 设有液位控制，多余的冷凝水直接排低压冷凝水回收管网11，排水管设流量计 (该流量为蒸汽耗量)和止回阀；季节性伴热管8，用70-80℃循环冷凝水回水对防冻等管道进行伴热，伴热后约60-70℃冷凝水经循环冷凝水回水总管9进入凝液储存罐701中储存；

回水量不足时，冷凝水回收管网11向凝液储存罐701补水，补水管设开关阀，由凝液储存罐701液位控制，确保伴热系统安全。

在冬季或伴热量不足时，需用蒸汽补热，补热方式为设板式汽水换热器1001，确保循环热量满足伴热需要。

本实施例的蒸汽伴热系统通过配置简单、实用的PLC控制系统，实现蒸汽伴热的程序管理、检测、调节；高位、低位热能的分级合理利用运行费降低；完全收集蒸汽伴热过程中产生的凝液，做到蒸汽、凝液～0损耗，根除到伴热管的漏汽、冒汽现象，改善工作环境；没有两相流管道，去除震动隐患。

根据本实施例的蒸汽伴热系统，蒸汽、冷凝伴热工艺包括以下步骤：

(1)蒸汽经过蒸汽加汽站，进入蒸汽伴热管道，物料伴热后，通过疏水阀将蒸汽凝液送入循环凝液混合加热用混水罐；在循环凝液混合加热用混水罐内蒸汽凝液与循环冷凝水混合成温度为90-110℃、0.8MPa的伴热冷凝水；

(2)伴热冷凝水通过冷凝水分配管进入低温物料伴热管道伴热后，进入 70-80℃冷凝水汇集管后，并入循环冷凝水回水总管，送凝液储存罐中储存；

(3)季节性伴热：用70-80℃循环冷凝水回水对防冻管道进行伴热，伴热后 60-70℃冷凝水经循环冷凝水回水总管进入凝液储存罐中储存；

(4)冷凝水循环：凝液储存罐中的冷凝水通过循环水泵加压送至循环凝液混合加热用混水罐，与伴热蒸汽产生的蒸汽冷凝水混合；

(5)定期加氨调PH。

所述步骤(1)中，经过蒸汽加汽站的蒸汽为1.0MPa、184℃；通过疏水阀将170℃、0.8MPa的蒸汽凝液送入循环凝液混合加热用混水罐；在循环凝液混合加热用混水罐内蒸汽凝液与70℃的循环冷凝水混合。

在所述步骤(4)中，凝液储存罐操作压力0.35-0.4MPa。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种蒸汽伴热系统，包括有蒸汽加汽站、伴热管和疏水阀，其特征在于，所述蒸汽加汽站通过所述伴热管为工艺物料提供伴热；伴热过程中产生的蒸汽凝液通过所述疏水阀排至蒸汽凝液混合加热分配装置中的循环凝液混合加热用混水罐；所述循环凝液混合加热用混水罐与冷凝水分配管连接，所述冷凝水分配管通过冷凝水回收管连接冷凝水循环装置；所述冷凝水循环装置由凝液储存罐、循环水泵组成。

2.根据权利要求1所述的蒸汽伴热系统，其特征在于，该系统还包括有季节性伴热管，经伴热产生的冷凝水经循环冷凝水回水总管进入所述凝液储存罐中储存。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽伴热系统，其特征在于，蒸汽补热装置与所述冷凝水循环装置中的循环水泵连接；此外，所述蒸汽补热装置还连接所述循环凝液混合加热用混水罐。

4.根据权利要求3所述的蒸汽伴热系统，其特征在于，所述蒸汽补热装置为在凝液储存罐内设再沸腾器，或为板式汽水换热器。

5.根据权利要求4所述的蒸汽伴热系统，其特征在于，循环凝液混合加热用混水罐，包括有混水罐本体；所述混水罐本体侧面设置有热水注入器，所述热水注入器一端位于所述混水罐本体外侧，另一端位于所述混水罐本体内；在所述热水注入器的下方设置有蒸汽凝液注入器，所述蒸汽凝液注入器的连接部位于所述混水罐本体的外侧，所述蒸汽凝液注入器的环管位于所述混水罐本体内，在所述环管的下表面设置有若干个喷嘴；混合热水出口设置在所述混水罐本体的顶部。

6.根据权利要求5所述的蒸汽伴热系统，其特征在于，在所述混水罐本体的上部设置有丝网除泡器，所述丝网除泡器采用若干层不锈钢丝网交叉叠放；在所述丝网除泡器的上方，且位于所述混水罐本体外侧安装有压力表接口；在所述丝网除泡器的下方，且位于所述混水罐本体外侧安装有温度计接口；在所述混水罐本体的中间位置处设置有人孔；所述混水罐本体的底部还设置有支腿；放净口位于所述混水罐本体的底部；所述蒸汽凝液注入器的连接部为法兰接口；所述喷嘴的数量为12个，直径为6mm。

7.根据权利要求6所述的蒸汽伴热系统，其特征在于，所述凝液储存罐设有集中温度计，同时所述凝液储存罐还设有安全阀。

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