CN2204916Y - 电子控制蒸汽锅炉凝结水自动回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子控制蒸汽锅炉凝结 水自动回收装置。该装置在常规的锅炉供汽装置中 增设了扩容器、贮水罐、贮水箱、连通罐和消音散热 器。装置藉助于安装在贮水罐和连通罐中的水位传 感器，探测其中的水位变化，通过电子控制电路使装 置中的电磁阀处于特定的开关状态，实现了高、低温 凝结水的全部自动回收和为锅炉自动补水。该装置 结构简单，运行安全可靠，可充分利用热能、节约能 源、提高锅炉传热效率和使用寿命，保证锅炉正常安 全运行。

Description

本实用新型涉及一种蒸汽锅炉凝结水的回收装置，特别是一种用电子控制的蒸汽锅炉凝结水自动回收装置。

蒸汽锅炉已经广泛应用于各生产领域和生活领域中。在蒸汽锅炉运行过程中都要产生凝结水。这部分凝结水都含有一定热量，我们把温度高于100℃的凝结水称为高温凝结水，低于100℃的称为低温凝结水。在生产用锅炉中排出的大量高温凝结水，以往都是排出空中；而高于40℃的低温凝结水，由于含有大量蒸汽造成汽蚀而无法用水泵抽回利用，这些都造成热能的浪费，消耗了能源。另外，在传统的锅炉系统中都需要给水泵及时给锅炉补水，本实用新型是藉用电子控制电路，通过管路、电磁伐和阀门等与蒸汽锅炉组成一个蒸汽锅炉凝结水自动回收装置。经检索有关文献尚未发现有与本实用新型相同或相似的报导。

本实用新型提出一种可将蒸汽锅炉凝结水自动回收装置，将以往白白排掉的凝结水全部自动回收给锅炉补水，以达到节能之目的。

本实用新型方案是这样实现的：

蒸汽锅炉中有高温回水和低温回水。高温回水经管路、疏水伐3，通到扩容器4，高温回水在扩容器4中进行膨胀、液化而产生一定的背压，此背压可达4kg／cm²以上。贮水罐1是容纳低温凝结水的一个罐形容器，它通过电磁伐DC₃或DC₄与贮水箱7相通，使其处于常压状态，低温回水经管路、疏水伐2得以进入贮水罐1。连通罐15是向锅炉16补水的中间容器，它的安装位置应使其底部水平面高于锅炉16的高水位水平台，其高水位水平面低于贮水箱7的底平面。

当连通罐15满水（即水位达到上控制水位D）时，处于为锅炉16补水的状态。此时，电磁伐DC₇开启，使连通罐15与锅炉16形成一个连通器，连通罐15中水靠重力经电磁伐DC₈、DC₉进入锅炉16；高温凝结水在背压作用下，由扩容器4经管路、电磁伐DC₂进入水箱；如此时贮水罐1中无水（即水位低于其下控制水位A）时，贮水罐1通过电磁伐DC₃或DC₄与贮水箱7相通，低温回水进入贮水罐1为其集水；当贮水罐1中水位达其上控制水位B时，锅炉16中蒸汽压力经电磁伐DC₁₁施加于其水平面上部，经电磁伐DC₄将水压入贮水箱7中。

连通罐15为锅炉16补水时其水位不断下降，当水位下降到其低控制水位C时，转为连通罐15集水状态。连通罐15通过电磁伐DC₅与贮水箱7相通，使其处于常压状态。高温凝结水在背压作用下，由扩容器4经管路、电磁伐DC₁进入连通罐15；此时，如果贮水罐1中无水，如上所述，贮水罐1处于集水状态，贮水箱7中水经电磁伐DC₆流入连通罐15；如贮水罐1中水满或水位下降时，则贮水罐1中水在锅炉蒸汽压力作用下，经电磁伐DC₁₀压入连通罐15。

上述锅炉16补水及连通罐15集水的过程及状态的变化是藉助于安装在贮水罐1中的水位传感器A、B和安装在连通罐15中的水位传感器C、D取得水位信号，该信号使电子控制电路中的继电器J₁、J₂和J₃动作，再带动中间继电器ZJ₁、ZJ₂和ZJ₃、ZJ₄动作。控制各继电器触点的开启或闭合，使装置中各电磁伐处于特定状态，来自动完成凝结水的回收、补水的循环工作过程。

消音散热器10、11、12的作用是为清除高温凝结水（含蒸汽）、贮水罐1中的蒸汽及连通罐15中的蒸汽通入贮水箱7时，由于蒸汽膨胀、汽化、液化时所产生的噪音。由于在消音散热器中填充有均匀砂粒，使得蒸汽混合水或蒸汽进入贮水箱7时，通过砂粒的阻尼和散热面积的扩大，使得放热均衡，噪音大大降低，并且保护水箱、管路等设备不致被水汽膨胀时所产生的振动而遭破坏。

本实用新型的优点是：该装置结构简单、安装方便、运行安全可靠，电子控制装置将凝结水自动回收，无需人员监控，能保证锅炉的水位，不致发生锅炉缺水事故。可以取消常规装置中的给水泵或只作备用。本实用新型能回收全部凝结水，凝结水热能得以充分利用，节省能源。由于凝结水是蒸馏水，可减少锅炉的结垢，保证锅炉的传热效率，延长锅炉及装置中管路伐门等的使用寿命；可以节约水资源、减轻司炉人员的劳动，具较大的经济和社会效益。

图1是蒸汽锅炉凝结水回收装置示意图；

图2是电子控制部分的电原理图；

图3是消音散热器结构剖面示意图；

图4是图3的A－A剖视图。

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

图1所示装置中，将连通罐15置于锅炉16和贮水箱的中间位置，并使其高水位平面低于贮水箱7的底面，其底面高于锅炉16的高水位平面。连通罐15是向锅炉16补水的罐形容器，贮水箱7是贮存凝结水的中间容器，贮水罐1是贮存低温凝结水的罐形容器，其中的水可注入连通罐15为连通罐15集水，亦可注入贮水箱7。扩容器4的作用是高温回水进入后进行膨胀而产生一定的背压，在此背压作用下将高温凝结水压入连通罐15或贮水箱7。装置中设置的止回伐6、8、9、17是控制水逆向流动的常开伐。手动截止伐5、13和14为装置发生故障时维修方便而设，平时均处于开启状态。电磁伐DC₉用以对锅炉16加水的控制，当装置正常工作时，按下AN₁，继电器ZJ₅得电、其常开触点ZJ_5－3闭合自锁，ZJ_5－1和ZJ_5－2闭合使电磁伐DC₉的线圈D₉得电而开启，同时指示灯ZD亮，表示装置处于正常工作状态，锅炉16的补水及凝结水回收过程受电子控制部分的控制而自动进行；当不需向锅炉16补水时，按下按钮开关AN₂，则继电器ZJ₅失电，电磁伐DC₉关闭、ZD灯灭，此时装置只为贮水箱7、连通罐15集水。RJ₁～RJ₅为热释继电器，用以超温保护。

在贮水罐1和连通罐15上分别安装有上、下水位传感器B、A和C、D，它们实际上是一对与罐壁绝缘的金属探头。当探头不与水接触时，水位传感器呈高阻状态，亦即呈逻辑“1”状态；当某一探头与罐内水相接触，探头经水、金属罐壁与“地”接通，使其呈逻辑“0”状态。水位传感器的状态信号输入给电子控制电路中一次信号的输入端。

当连通罐15中的水位达到高水位时，水位传感器D为“0”，此时，同或门19两个输入端C、D皆为“0”；同或门的逻辑表达式为Y＝（

＋B）·（A＋

），则同或门19输出为“1”，给D触发器21的上升沿触发端CP₁一个触发信号，由于输入端D₁为“0”，此时，输出端Q₁输出为“0”，三极管BG₁截止，光电耦合器T₁的次级截止，三极管BG₄导通，继电器J₁得电，继电器J₁的常闭触点J_1－1开放，中间继电器ZJ₁失电，其常闭触点ZJ_1－3闭合，中间继电器ZJ₃得电，这时，ZJ₃的常开触点ZJ_3－1、ZJ_3－2闭合，电磁伐DC₂、DC₄、DC₇和DC₈因其相应的线圈D₂、D₄、D₇和D₈得电而开启。由于D触发器的记忆功能、当连通罐15中水位下降，只要仍处于其低控制水位以上时，其输出端电位不变，上述各电磁伐状态仍然保持。此时，高温回水经管路、疏水伐3进入扩容器4，高温凝结水在背压作用下通过管路、电磁伐DC₂、DC₈和置于贮水箱7中的消音散热器11进入贮水箱7；由于电磁伐DC₇开启、使锅炉16与连通罐15连通，则连通罐15中的水经管路、电磁伐DC₈、DC₉进入锅炉16，这时装置处于给锅炉16补水的工作状态。

由于Q₁输出为“0”，与非门22的输出为“1”，三极管BG₂导通。充电耦合器T₂次级导通，三极管BG₅截止，继电器J₂失电，中间继电器ZJ₂失电，其常闭触点ZJ_2－3闭合。此时，如贮水罐1中水位达到高水位，水位传感器B由“1”变“0”，同或门18输出为“1”，D触发器的触发端CP₂在此上升沿触发信号作用下，将其输入端D₂的“0”送到输出端D₂，使三极管BG₃截止，光电耦合器T₃次级截止，三极管BG₆导通，继电器J₃得电，其常开触点J_3－1闭合，使得中间继电器ZJ₄得电，常开触点ZJ_4－1，ZJ_4－2闭合，电磁伐DC₁₁因其线圈D₁₁得电而开启，锅炉16中蒸汽压力通过DC₁₁施加于贮水罐1中上水面，低温凝结水经管路、电磁伐DC₄，被压入贮水箱7，贮水罐1中水位不断下降。当水位下降到其低水位传感器A以下时，A、B均为“1”，使得D触发器20输出端Q₂为“1”，三极管DG₃导通，BG₆截止，继电器J₃失电，其常开触点J_3－1断开，中间继电器ZJ₄失电，电磁伐DC₁₁关闭，由于此时电磁伐DC₄处于开启状态。贮水罐1与贮水箱7相通，低温回水得以经管路、疏水伐2进入贮水罐1，为贮水罐1的集水状态，其中水位又不断上升，当水位升至高水位时，电路翻转又变为自贮水罐1取水的状态。

在连通罐15为锅炉16补水状态下，连通罐15中水位不断下降。当水位降至其低水位传感器C以下时，C、D均为“1”，D触发器输出端Q₁为“1”，三极管BG₁导通，BG₄截止，继电器J₁失电，其常闭触点J_1－1闭合。中间继电器ZJ₁得电，其常开触点ZJ_1－1，ZJ_1－2闭合，电磁伐DC₁、DC₅和DC₁₀因其线圈D₁、D₅和D₁₀得电而开启，其他电磁伐关闭；连通罐15通过DC₅与贮水箱7相通，高温凝结水在背压作用下经管路、电磁伐DC₁射入连通罐15中。如此时贮水罐1中满水或水位下降，由于D触发器输出端Q₂为“0”，与非门22输出为“1”，三极管BG₅截止，继电器J₂失电，ZJ₂失电，ZJ_2－3闭合；又由于三极管BG₃基极为“0”而截止，三极管BG₆导通，继电器J₃得电，J_3－1闭合，ZJ₄得电，使电磁伐DC₁₁开启，贮水罐1中低温凝结水在蒸汽压力下经管路、电磁伐DC₁₀进入连通罐15。当贮水罐1中水位下降至其低水位A以下时，D触发器翻转，输出端Q₂为“1”，与非门22的输出因其二输入端均为“1”而变为“0”，三极管BG₂截止，BG₅导通，继电器J₂得电；同时三极管BG₃导通，BG₆截止，继电器J₃失电，由此引起中间继电器ZJ₂得电，ZJ₄失电，电磁伐DC₃和DC₆开启，DC₁₁关闭。由于电磁伐DC₃开，使贮水罐1与贮水箱7相通，使贮水罐1处常压状态，低温回水得以经管路、疏水伐2进入贮水罐1，为贮水罐1集水，贮水罐1水位又不断上升，同时由于电磁伐DC₆开启，贮水箱7中水进入连通罐15，这时，装置处于连通罐15的集水状态，其中水位又不断上升。

如上所述，装置在电子控制电路的控制下，根据贮水罐1和连通罐15中水位的变化而自动实现回收高低温凝结水和为锅炉补水工作。

消音散热器10、11、12结构相同，由芯管23、外壳25组成。在芯管23和外壳25的侧壁面开有若干个通水孔，芯管23和外壳25间及芯管23中填充有φ6－φ8的砂粒。高温凝结水中含有蒸汽，它由扩容器4藉背压射入消音散热器11，通过其中的砂粒和壁面通水孔进入水箱；贮水箱1的蒸汽经消音散热器10，连通罐15中的蒸汽经消音散热器12进入水箱。由于蒸汽膨胀、汽化、液化时所产生的噪音被砂粒阻尼和吸收，使得噪音大大降低，并且保护水箱管路等设备、元件不致被蒸汽膨胀时所产生的振动而遭破坏。

本实施例的电子控制电路如图2示，由两部分组成，虚线左面为电子控制电路图，虚线右面为执行电路。执行电路中采用220伏交流继电器ZJ₁－ZJ₅，利用它们的触点开闭来控制各电磁伐线圈D₁－D₁₁通、断电源，使各电磁伐处于特定的开关状态。电子控制电路由220伏交流电经变压器B降压，桥式整流、电容器滤波后由E点引出9伏直流电源为直流继电器J₁、J₂、J₃及其驱动电路的供电电源；然后经集成稳压电路W稳压、电容滤波，由F点引出直流稳压电源作为控制电路中集成电路同和门18、19、D触发器20、21、与非门22以及光电耦合器T₁、T₂输入端的供电电源。集成电路可选用TTL或CMOS等任意型号的同功能电路；其中同和门18、19可用异和门与反相器组成。根据所选用的集成电路供电压的要求来选用集成稳压电路的型号。由于电路中采用了光电耦合器，以及水位传感器至控制电路的连接导线采用屏蔽线使得装置抗干扰能力增强。

为了更清楚地理解装置的工作过程，表1列出了在        各种工作状态下，水位传感器、继电器、各电磁伐的逻辑真值表。并规定：继电器闭合为“1”、断开为“0”；电磁伐开启为“1”、关闭为“0”。

Claims (3)

1、电子控制蒸汽锅炉凝结水自动回收装置由蒸汽锅炉(16)，水位传感器A、B、C、D，疏水伐(2)、(3)，电磁伐DC₁-DC₁₁，止回伐(6)、(8)、(9)、(17)，截止伐(5)、(13)、(14)，连接管路及电子控制电路组成，其特征在于：装置中还有扩容器(4)、贮水罐(1)、贮水箱(7)和连通罐(15)和消音散热器(10)、(11)、(12)，且：

①高温回水管路经疏水伐(3)与扩容器(4)顶部相连；扩容器(4)底部通过管路、伐DC₂、(8)与置于贮水箱(7)内的消音散热器(11)相连以及通过管路、伐DC₁、(6)与连通罐(15)相连；

②低温回水管路经疏水伐(2)与贮水罐(1)上部相连；贮水罐(1)顶部通过管路、伐DC₃与贮水箱(7)内的消音散热器(10)相连；贮水罐(1)底部通过管路、伐DC₄、(9)直接通入贮水箱(7)，以及通过管路、伐DC₁₀、(17)与连通罐(15)相连；锅炉(16)顶部通过管路、伐(5)、DC₁₁与贮水罐(1)顶部相连；

③连通罐(15)置于贮水箱(7)和锅炉(16)的中间位置，并使其高水位平面低于贮水箱(7)的底面，其底面高于锅炉(16)的高水位平面；

④连通罐(15)底部通过管路、伐DC₈、DC₉与锅炉(16)上部相连；连通罐(15)顶部通过管路、伐DC₅与置于贮水箱(7)内的消音散热器(12)相连，以及通过伐DC₇，(14)与锅炉(16)的顶部相连通；贮水箱(7)下部通过管路、伐(13)、DC₆与连通罐(15)上部相连。

2、如权利要求1所述的回收装置，其特征在于所说的消音散热器（10）、（11）、（12）结构相同，由芯管（23）和外壳（25）组成，在芯管（23）和外壳（25）的侧壁开有若干个通水孔，并在芯管（23）中和外壳（25）中填充有φ6－φ8的砂粒。

3、如权利要求1所述的回收装置，其特征在于所说的贮水罐（1）和连通罐（15）的上、下部，分别安装有水位传感器B、A和D、C。

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