CN220601482U - 一种利用余热产蒸汽的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用余热产蒸汽的装置，包括密闭的闪蒸罐，闪蒸罐的上部气相区连接有蒸汽排出管，闪蒸罐连接有净化水进管，闪蒸罐内的底部设有用于热源与净化水换热的余热换热器；蒸汽排出管上设有对闪蒸罐抽负的蒸汽输送设备。本实用新型的装置能够利用30℃以上的低温余热生产低温饱和蒸汽，扩大了低温余热回用的范围，产生的蒸汽杂质少品质高。

Description

一种利用余热产蒸汽的装置

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，具体说是一种利用余热产蒸汽的装置。

背景技术

现在的工业企业需要大批蒸汽用于工业生产，同时也产生大量低品质的工业余热排放。近年来，由于生产蒸汽用的电、天然气、煤等价格大幅上升，使产汽成本居高不下，影响了企业的利润。其他的生产蒸汽方法还有电磁感应蒸汽发生器，这种方法适用于小规模蒸汽的需求场合，在用汽规模较大的工业蒸汽领域不适用。

使用低品质的余热制蒸汽的成本低于一次能源制蒸汽的成本，不但能够实现余热回收利用，同时还减少了对环境的污染。现在企业大量使用的如空压机、制冷机、太阳能光热、内燃机等设备以及工艺生产中也产生低于100℃的热水，其中的热量也可用于制备低成本的蒸汽，达到节能效果。现有利用低温余热产蒸汽的技术不多，各种技术都有一定的局限性，如使用高温蒸汽热泵产蒸汽，余热水温需要在60℃以上；如使用低温闪蒸法，一般余热温度需在70℃以上，制成70℃饱和低温蒸汽，该方法比热泵法的投资略低，但产气量比热泵法少。

现有的利用热水余热闪蒸制备蒸汽的方法，是将热水直接通入闪蒸罐中，对闪蒸罐抽负压，热水蒸发产生的蒸汽从闪蒸罐抽出，然后作为热源供给用户端，产生冷凝水，蒸汽的品质与热水的水质有关，如果热水中的杂质较多，产生的蒸汽中也含有杂质，一般只能作为热源进行换热，产生的冷凝水成分复杂，处理较为困难，而且这类闪蒸罐一般都设有热水进管和热水出管，热水边进边出，为了热水顺利流出，罐内的负压程度不能太高，即罐内压力不能太低，影响了热水的蒸发速率。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的利用余热制蒸汽的装置对热源温度要求较高和产生的蒸汽杂质多品质低的问题，提供一种能够利用低温余热生产蒸汽且产生的蒸汽杂质少品质高的利用余热产蒸汽的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型包括包括密闭的闪蒸罐，所述闪蒸罐的上部气相区连接有蒸汽排出管，其结构特点是：所述闪蒸罐连接有净化水进管，所述闪蒸罐内的底部设有用于热源与净化水换热的余热换热器；所述第一蒸汽排出管上设有对闪蒸罐抽负的蒸汽输送设备。

采用上述结构后，净化水通过净化水进管进入闪蒸罐中，余热回收的热源通入余热换热器内，净化水和热源通过余热换热器在闪蒸罐内底部区域进行换热，净化水被加热，同时蒸汽输送设备对闪蒸罐抽负压，由于闪蒸罐底部不设用于未蒸发水连续排出的排水管，所以蒸汽输送设备能够将闪蒸罐内抽至较低的气压，气压越低水的沸腾温度越低，利于净化水在低温下沸腾蒸发产生低温饱和蒸汽，提高净化水在闪蒸罐内的蒸发速率，可以利用30℃以上低温余热生产低温饱和蒸汽，扩大了低温余热的利用范围。闪蒸罐内产生的低温饱和蒸汽被蒸汽输送设备抽出。该装置使用净化水作为产蒸汽的水源，产生的蒸汽杂质少品质好，对设备无腐蚀，不结垢，在闪蒸罐内部能全部挥发，无需排出。

进一步的，所述余热换热器设有热源进管和热源出管，所述热源进管和热源出管位于闪蒸罐的外部，所述净化水进管上设有与热源进管进行换热的预换热器，所述净化水进管上还设有水泵。

更进一步的，所述余热换热器、预换热器为板式换热器或列管式换热器。

进一步的，所述净化水进管与闪蒸罐的上部气相区连接，所述闪蒸罐的上部气相区设有与净化水进管连接的喷淋管，所述喷淋管上设有多个喷淋水头。

进一步的，所述蒸汽输送设备为真空热风机或水蒸气压缩机，所述蒸汽输送设备的出汽口压力在1.6MPa以上。

进一步的，所述闪蒸罐的底部设有排空管，所述排空管上设有控制阀。

本实用新型利用余热产蒸汽的装置，净化水先与余热供水换热后再进入闪蒸罐，从上方喷向罐底部的余热换热器，对净化水进行预热的目的是使净化水的温度与余热供水的温度接近，提高进入闪蒸罐的净化水温度，防止闪蒸罐底部产生的蒸汽在上升过程中遇到温度较低的净化水发生冷凝；蒸汽输送设备对闪蒸罐抽负压，闪蒸罐的底部不设用于纯净水连续排出的排水口，所以闪蒸罐内能维持较低的气压，进而提高净化水产蒸汽的速率。本装置使用余热供水加热净化水生产蒸汽，得到的蒸汽杂质少品质高，闪蒸罐内气压较低，余热供水的温度在30℃以上时纯净水即可沸腾蒸发产生低温饱和蒸汽，大大降低了对余热供水温度的要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-闪蒸罐；11-喷淋管；12-喷淋水头；13-排空管；2-余热换热器；21-热源进管；22-热源出管；3-净化水进管；31-预换热器；32-水泵；4-蒸汽排出管；41-蒸汽输送设备。

具体实施方式

参照图1，一种利用余热产蒸汽的装置，包括密封的闪蒸罐1，闪蒸罐1内的底部设有余热换热器2，余热换热器2可采用板式换热器或列管式换热器等形式，余热换热器2的热源进管21和热源出管22设置于闪蒸罐1的外部，热源进管21和热源出管22分别用于热源进入和排出余热换热器2，热源优选为余热供水，当然也可以采用其他液体物料作为热源。闪蒸罐1的上部为蒸汽产生的空间，即气相区，闪蒸罐1的上部气相区连接有净化水进管3，净化水进管3上设有沿水流方向依次设置的预换热器31和水泵32，预换热器31用于净化水和热源进管21中的余热供水换热，预换热器31可采用板式换热器或列管式换热器等形式。净化水进管3与闪蒸罐1内部上方的喷淋管11连接，喷淋管11上设有向下喷洒水的多个喷淋水头12。

参照图1，闪蒸罐1的上部气相区连接有蒸汽排出管4，蒸汽排出管4上设有蒸汽输送设备41，蒸汽输送设备41对闪蒸罐1抽负压，同时将蒸汽抽出，蒸汽输送设备41可采用真空热风机或水蒸气压缩机，蒸汽输送设备的出汽口压力为1.6MPa以上。闪蒸罐1的底部设有排空管13及控制阀，运行时控制阀处于关闭状态。

需要说明的是：实际的设备、管道上还设有阀门、仪表、检修口等常规附件，如用于检测水和蒸汽温度的温度计、检测蒸汽压力的压力表、检测水位的液位计、控制流速的阀门等，这些附件是本领域的常规设置，在图中未示出。

使用净化水的原因是水中的杂质少，产生的蒸汽杂质少品质高，净化水在闪蒸罐1内不会结垢而影响换热效率和腐蚀设备，无需排出，闪蒸罐1底部的净化水在加热作用下最终能全部产生蒸汽。净化水与余热供水在闪蒸罐1外部换热的目的是使进入闪蒸罐1的净化水温度与余热供水的温度接近，缩小温差，防止净化水从喷淋管11喷出后在下落过程中遇到蒸汽导致蒸汽再次冷凝。净化水从喷淋管11喷出后呈分散状下落，净化水与余热换热器2的接触面积更大，布水更加均匀，有利于提高换热效率，当然不喷淋也可以，净化水在闪蒸罐1内以水样与余热换热器2接触，也能将净化水加热蒸发生成低温饱和蒸汽。

工作过程：将净化水通入净化水进管3中，余热供水通入热源进管21，蒸汽输送设备41开启对闪蒸罐1抽负压。净化水流经预换热器31时与余热供水发生换热，然后泵入闪蒸罐1中，从喷淋管11的喷淋水头12喷出后落到闪蒸罐1底部的余热换热器2上，净化水与余热供水通过余热换热器2发生换热，当闪蒸罐1内的气压足够低时，净化水被余热供水加热沸腾，生成低温饱和蒸汽，生成的水蒸气被蒸汽输送设备41抽出。

表1为饱和蒸汽的压力、温度、焓值对照表，从表中可以看出，当外部气压达到0.0042MPa以下时，水在30℃即沸腾蒸发。本实用新型的闪蒸罐1与外部连通的管口仅有净化水进管3和蒸汽排出管4，当使用真空热风机或水蒸气压缩机对闪蒸罐1抽负压时，闪蒸罐1内能够形成较低的气压，当真空罐1内压力达到0.0042MPa以下时，通入30℃以上的余热供水即能使净化水沸腾蒸发，产生的低压饱和蒸汽随即被真空热风机或水蒸气压缩机抽出。

实施例1

将55℃的余热供水以41.5t/h的流量通入热源进管21，15℃的净化水以2t/h的流量通入净化水进管3，净化水经预换热器31后温度升至52℃，然后泵入闪蒸罐1，从喷淋管11的喷淋水头12向下喷出后落到余热换热器2上。闪蒸罐1经蒸汽输送设备41抽负压后，维持罐内气压在0.0042MPa左右，净化水在罐内沸腾蒸发，得到30℃的低温饱和蒸汽，从热源出管22流出的余热供水温度在30℃左右，产生的低温饱和蒸汽经蒸汽输送设备41抽出，蒸汽输送时的流量为2t/h。

本实用新型的利用余热产蒸汽的装置，净化水和余热供水在负压闪蒸罐内部换热产生低温饱和蒸汽，产生的低温饱和蒸汽被蒸汽输送设备抽出，本实用新型的装置能够利用低至30℃的余热供水生产蒸汽，降低了对余热供水的温度要求，扩大了低温余热回收的范围。

Claims (6)

1.一种利用余热产蒸汽的装置，包括密闭的闪蒸罐（1），所述闪蒸罐（1）的上部气相区连接有蒸汽排出管（4），其特征是：所述闪蒸罐（1）连接有净化水进管（3），所述闪蒸罐（1）内的底部设有用于热源与净化水换热的余热换热器（2）；所述蒸汽排出管（4）上设有对闪蒸罐（1）抽负的蒸汽输送设备（41）。

2.根据权利要求1所述的利用余热产蒸汽的装置，其特征是：所述余热换热器（2）设有热源进管（21）和热源出管（22），所述热源进管（21）和热源出管（22）位于闪蒸罐（1）的外部，所述净化水进管（3）上设有与热源进管（21）进行换热的预换热器（31），所述净化水进管（3）上还设有水泵（32）。

3.根据权利要求2所述的利用余热产蒸汽的装置，其特征是：所述余热换热器（2）、预换热器（31）为板式换热器或列管式换热器。

4.根据权利要求1所述的利用余热产蒸汽的装置，其特征是：所述净化水进管（3）与闪蒸罐（1）的上部气相区连接，所述闪蒸罐（1）的上部气相区设有与净化水进管（3）连接的喷淋管（11），所述喷淋管（11）上设有多个喷淋水头（12）。

5.根据权利要求1所述的利用余热产蒸汽的装置，其特征是：所述蒸汽输送设备（41）为真空热风机或水蒸气压缩机，所述蒸汽输送设备（41）的出汽口压力在1.6MPa以上。

6.根据权利要求1所述的利用余热产蒸汽的装置，其特征是：所述闪蒸罐（1）的底部设有排空管（13），所述排空管（13）上设有控制阀。