CN2636191Y - 一种蒸汽蓄热器 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽蓄热器，主要包括锅炉1、高压分汽缸2、压力传感器、蒸汽流量计、调节阀、低压分汽缸12、可编程控制器、蒸汽蓄热器罐13、差压变送器14、供水电控气动球阀15、排水电控气动球阀16等部件；该蒸汽蓄热器在可编程控制器的统一指挥下，实现了对供热系统动态蓄热、放热、削峰、填谷的自动化操作，解决了锅炉运行跟着负荷跑的老大难问题。该蒸汽蓄热器控制精度高、动作灵敏、能耗低、环保好、效益高、燃烧平稳。输出压力稳定在0.6±0.005Mpa的精度，提高热效率5％。综合节能率达到15－20％，可广泛应用于用汽负荷波动大的供热系统。

Description

一种蒸汽蓄热器

                       技术领域

本实用新型属于工业供热设备领域，特别涉及一种蒸汽蓄热器。

                       背景技术

在用汽负荷波动大的供热系统中，当用汽负荷高峰时，因锅炉的蒸发量不足，造成供汽压力降低；而当用汽负荷低谷时，又因锅炉的蒸发量过剩，造成供汽压力升高；为了维持供汽压力的稳定和安全，只能大幅调整锅炉燃烧状态，从而造成了“锅炉运行跟着着负荷跑”的老大难问题，并导致能耗高、环保差、效益低、燃烧不平稳。

                       发明内容

本实用新型的目的是提供一种能耗低、环保好、效益高、燃烧平稳的蒸汽蓄热器。

本实用新型的目的是这样实现的：在用汽负荷波动大的供热系统中，产汽压力与供气压力有0.3Pma以上的压力差，本实用新型利用水能够蓄热的功能，将用汽负荷低谷的过剩蒸汽热能，储存在一个贮水的压力容器中，成为饱和水，其温度和压力可和锅炉的输出蒸汽相一致。在用汽负荷高峰，当锅炉的蒸发量不足时，这些储存的热能，又能以饱和蒸汽快速的释放出来，弥补锅炉蒸发量的不足，增加用汽负荷高峰的供汽能力，从而维持供汽压力的稳定，起到削峰填谷的作用。锅炉燃烧因此趋于平稳，锅炉运行跟着负荷跑的老大难问题也由此得到了解决。

本实用新型包括锅炉、高压分汽缸、压力传感器P1、蒸汽流量计EF3、蒸汽流量计EF1、调节阀V1、调节阀V3、调节阀V2、蒸汽流量计EF2、压力传感器P2、低压分汽缸、可编程控制器、连接管道和电路连线，还包括蒸汽蓄热器罐、充、供汽阀及进、排水口，充、供汽阀及进、排水口均设置在蒸汽蓄热器罐上，且充汽阀连通调节阀V1，供汽阀连通调节阀V2。

所述的调节阀蒸汽蓄热器罐上还设有压力传感器P3、差压变送器、供水电控气动球阀、排水电控气动球阀；压力传感器P3、差压变送器、供水电控气动球阀、排水电控气动球阀的电路均连通可编程控制器。

所述的蒸汽蓄热器罐为一含有空腔的封闭容器，该容器内设有罐内接管、管卡件、支撑件、循环筒、喷嘴组件；罐内接管通过管卡固定在支撑件上，支撑件连接在蒸汽蓄热器罐的内壁上，罐内接管的输入端通往罐外，罐内接管的输出端连接有喷嘴组件，并且将喷嘴组件插入循环筒内，循环筒的底部设有多个支撑点连接蒸汽蓄热器罐的内壁。

所述的罐内接管由喷嘴接管、法兰A、主横管、主立管、法兰B、三通接管、内盲板构成；喷嘴接管的一端连接法兰A，另一端连接主横管的管身，主横管的一端由内盲板封闭，另一端连接三通接管的横接端，三通接管的竖接端通过法兰B连接主立管的一端，主立管的另一端，连接充汽阀。

所述的循环筒由筒底、筒身、筒口组成；筒身含有夹层，且内壁上设有多个透孔，筒底将筒身托起与罐壁保持距离，筒底与罐壁多支撑点连接。

所述的喷嘴组件由喷嘴、喷嘴接管、法兰C构成；喷嘴接管一端封闭且构成空腔，封闭的空腔端，分层设有多个凸出的锥形台且台面上均匀设有多个喷嘴安装孔，锥形台之间串联，层层台面之间的喷嘴安装孔对应位置均匀交错分布，喷嘴在喷嘴安装孔中按鱼刺型向轴心斜插镶嵌，喷嘴接管的另一端连接法兰C并通过法兰C连通罐内接管。

所述的喷嘴内的汽道呈两喇叭对接形状，两端均为喇叭口且两喇叭口的锥度不同，两喇叭形汽道的细端对应连接。

本实用新型采用多种可编程序控制器及带有定位器的自动控制调节阀对蒸汽蓄热器进行控制，对可编程序控制器的输入、输出模块及计算机显示、记录模块进行整合，并辅之以功能强大的组态王软件，全部图形动作与数字显示组合为一体，实现全自动控制与显示。

本实用新型的控制可选择手动、自动，当选择自动时，本实用新型完全自动化，无需人工操作。控制精度高、动作灵敏、输出压力稳定在0.6±0.005Mpa的精度，锅炉燃烧平稳，提高热效率5％。综合节能率达到15-20％。由于燃煤量的减少，向大气排放的二氧化硫、二氧化氮、温室效应隋之减少，完全符合环保要求。

                       附图说明

附图1为本实用新型实施例的整体结构示意图

附图2为本实用新型实施例的蒸汽蓄热器罐结构示意图

附图3为本实用新型实施例的蒸汽蓄热器罐B-B剖面示意图

附图4为本实用新型实施例的罐内接管结构示意图

附图5为本实用新型实施例罐内接管的A-A剖面示意图

附图6为本实用新型实施例罐内接管的A处剖面示意图

附图7为本实用新型实施例的循环筒剖面示意图

附图8为本实用新型实施例的循环筒C-C剖面示意图

附图9为本实用新型实施例的喷嘴组件剖面示意图

附图10为本实用新型实施例的喷嘴安装孔分布示意图

附图11为本实用新型实施例的喷嘴剖面示意图

附图12为本实用新型实施例的主控制电气原理图

附图13为本实用新型实施例的主电路原理图

图中标注：1.锅炉  2.高压分汽缸  3.压力传感器P3  4.压力传感器P15.蒸汽流量计EF3  6.蒸汽流量计EF1  7.调节阀V1  8.调节阀V39.调节阀V2  10.蒸汽流量计EF2  11.压力传感器P2  12.低压分汽缸13.蒸汽蓄热器罐  14.差压变送器  15.供水电控气动球阀16.排水电控气动球阀  17.罐内接管  18.管卡件  19.支撑件20.循环筒  21.喷嘴组件  22.喷嘴接管  23.法兰A  24.主横管25.主立管  26.法兰B  27.三通接管  28.内盲板  29.筒底  30.筒身31.筒口  32.喷嘴  33.喷嘴接管  34.法兰C  35.喷嘴安装孔

                     具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施例进行说明：

参考附图1，本实用新型实施例包括锅炉1、高压分汽缸2、压力传感器P14、蒸汽流量计EF35、蒸汽流量计EF16、调节阀V17、调节阀V38、调节阀V29、蒸汽流量计EF210、压力传感器P211、低压分汽缸12、可编程控制器、连接管道和电路连线；还包括蒸汽蓄热器罐13、充、供汽阀及进、排水口，充、供汽阀及进、排水口均设置在蒸汽蓄热器罐13上，且充汽阀连通调节阀V17，供汽阀连通调节阀V29。调节阀蒸汽蓄热器罐13上还设有压力传感器P33、差压变送器14、供水电控气动球阀15、排水电控气动球阀16；压力传感器P33、差压变送器14、供水电控气动球阀15、排水电控气动球阀16电路均连通可编程控制器。

在本实用新型实施例中，锅炉的最高额定输出压力1.3Mpa；高压分汽缸的使用压力1.3Mpa；P3压力传感器型号：CS 20 FU 0-2.0Mpa；P1压力传感器型号：CS 20 FU 0-2.0Mpa；EF3蒸汽流量计供汽压力要求超过0.6Mpa；EF1涡街型蒸汽流量计，用于从高压分汽缸输送到低压分汽缸的蒸汽计量；V1调节阀美国Fisher带定位器；V2调节阀吴中仪表DN150，带定位器；V3调节阀美国Fisher带定位器；EF2蒸汽流量计，用于计量从蓄热器到低压分汽缸的供汽量；P2压力传感器型号：CS 20 FU 0-1.0Mpa；低压分汽缸，0-0。06Mpa；蒸汽蓄热器罐，0-1.3Mpa；差压变送器型号：CS 1151 DP。

参考附图2、3，蒸汽蓄热器罐13为一含有空腔的封闭容器，该容器内设有罐内接管17、管卡件18、支撑件19、循环筒20、喷嘴组件21；罐内接管17通过管卡18固定在支撑体19上，支撑件19连接在蒸汽蓄热器罐13的内壁上，罐内接管17的输入端通往罐外，罐内接管17的输出端连接有喷嘴组件21，并且将喷嘴组件21插入循环筒20内，循环筒20的底部设有多个支撑点连接蒸汽蓄热器罐13的内壁。

参考附图4、5、6，罐内接管17由喷嘴接管22、法兰A23、主横管24、主立管25、法兰B26、三通接管27、内盲板28构成；喷嘴接管22的一端连接法兰A23，另一端连接主横管24的管身，主横管24的一端由内盲板28封闭，另一端连接三通接管27的横接端，三通接管27的竖接端通过法兰B26连接主立管25的一端，主立管25的另一端，连接充汽阀。

参考附图7、8，所述的循环筒20由筒底29、筒身30、筒口31组成；筒身30含有夹层，外壁为碳钢板Q235制作，内壁为不锈钢板1Cr18Ni9制作，且内壁上设有多个按梅花型布置的透孔，并设上下8爪焊接在外壁上。筒底29将筒身30托起与罐壁保持距离，筒底29与罐壁为4支撑点连接。

参考附图9、10，所述的喷嘴组件21由喷嘴32、喷嘴接管33、法兰C34构成；喷嘴接管33一端封闭且构成空腔，封闭的空腔端，分两层设有两个凸出的锥形台且每个台面上均匀设有六个喷嘴安装孔35，锥形台之间串联，层层台面之间的喷嘴安装孔35对应位置均匀交错30分布，喷嘴32在喷嘴安装孔35中按鱼刺型向轴心斜插镶嵌，喷嘴接管33的另一端连接法兰C34并通过法兰C34连通罐内接管17。

参考附图11，所述的喷嘴32内的汽道呈两喇叭对接形状，两端均为喇叭口且两喇叭口的锥度不同，两喇叭形汽道的细端对应连接。喷嘴32采用不锈钢1Cr18Ni9制作。

参考附图12、13，在本实用新型实施例中，可编程控制器应用了日本松下PLC，FP∑，A21可编程序控制器输入、输出模块与计算机显示、记录模块，并辅之以功能强大的组态王软件。使锅炉产汽压力、蓄热器压力、低压供汽压力，各个调节阀的动作开度，蒸汽的输出流量(包括：瞬间流量、累计流量)蓄热器水位高度等整个系统进行全自动控制与显示。全部图形动作与数字显示为一体，一目了然。在自动控制阀门上，应用了带有定位器的调节阀，打破了日本人前田利春在蓄热器上必须使用昂贵的AVA专利控制阀不可取代的说法。

蓄热器的控制可选择手动、自动，当选择自动时，该蓄热器的运行完全自动化，不需要人工操作，只是观查数据。当选择手动时，各调节阀均采用国际流行的单键开/关机的方式进行操作。即工作人员每按一次铵钮，对应的调节阀则改变一次工作状态。一为开度“加”键，二为开度“减”键。当工作人员按住“加”键时，则调节阀门开度不断增加。反之，当按住“减”键时，对应的调节阀开度不断减小。

蒸汽的高压、低压、蒸汽瞬间负荷流量曲线及以秒为单位累计二年的数据都可打印。

实际工作中，高压分汽缸压力传感器P1(型号CS 20 Fu，0-2.0Mpa，输出信号4-20mA)，传出的压力信号输送到松下PLC按已编好的程序返给V1调节阀，该调节阀采用美国Fisher接收4-20mA信号，当用汽系统用汽量低时，高压汽缸压力上升，达到1.1Mpa时V1阀会自动打开，向蓄热器罐内注汽，当蓄热器压力超过1.3Mpa时，V1阀会自动关闭，这主要为蓄热器安全而停止注汽。

注汽是由多个特殊的喷嘴组件21将蒸汽热能快速的、无噪音、无震动的、均匀的溶于蓄热器的水中。

低压分汽缸的压力传感器P2(型号CS 20Fu 0-1Mpa)，低压汽缸的输出压力稳定在0.6Mpa.该压力传感器传出4-20mA的压力信号，输送到松下PLC，设定在0.6Mpa的压力，当高于0.6Mpa时，PLC发出信号，关闭由蓄热器向低压分汽缸的输出蒸汽的V2调节阀和从高压分汽缸直供到低压分汽缸的V3调节阀.反之打开上述二个调节阀，不断地实现PID调节，使供汽压力稳定在0.6±0.005Mpa.

蒸汽的流量瞬间值及累计值是通过松下PLC的通讯组件AFPG 802，将数据传输到计算机进行显示、记录并可打印。

蓄热器大罐的水位显示、控制.是由差压变送器14型号：CS1151 DPSE22 CB3 C2(-1∽3m)输出4-20mA通过松下PLC设置的水位高度。传出二个接通或断开继电器电源，当水位低时控制补水电控气动球阀，自动打开供水电控气动球阀15向罐内给水，达到理想水位即自动关闭该阀，停止给水。当罐内水位超过设定数值时，会自动打开排水电控气动球阀16，向除氧水箱放水，达到理想水位会自动关闭该阀，始终保持最佳标准水位。

Claims (7)

1.一种蒸汽蓄热器，包括锅炉(1)、高压分汽缸(2)、压力传感器P1(4)、蒸汽流量计EF3(5)、蒸汽流量计EF1(6)、调节阀V1(7)、调节阀V3(8)、调节阀V2(9)、蒸汽流量计EF2(10)、压力传感器P2(11)、低压分汽缸(12)、可编程控制器、连接管道和电路连线，其特征在于：还包括蒸汽蓄热器罐(13)、充、供汽阀及进、排水口，充、供汽阀及进、排水口均设置在蒸汽蓄热器罐(13)上，且充汽阀连通调节阀V1(7)，供汽阀连通调节阀V2(9)。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽蓄热器，其特征在于：所述的调节阀蒸汽蓄热器罐(13)上还设有压力传感器P3(3)、差压变送器(14)、供水电控气动球阀(15)、排水电控气动球阀(16)；压力传感器P3(3)、差压变送器(14)、供水电控气动球阀(15)、排水电控气动球阀(16)的电路均连通可编程控制器。

3.根据权利要求1或2所述的一种蒸汽蓄热器，其特征在于：所述的蒸汽蓄热器罐(13)为一含有空腔的封闭容器，该容器内设有罐内接管(17)、管卡件(18)、支撑件(19)、循环筒(20)、喷嘴组件(21)；罐内接管(17)通过管卡(18)固定在支撑件(19)上，支撑件(19)连接在蒸汽蓄热器罐(13)的内壁上，罐内接管(17)的输入端通往罐外，罐内接管(17)的输出端连接有喷嘴组件(21)，并且将喷嘴组件(21)插入循环筒(20)内，循环筒(20)的底部设有多个支撑点连接蒸汽蓄热器罐(13)的内壁。

4.根据权利要求3所述的一种蒸汽蓄热器，其特征在于：所述的罐内接管(17)由喷嘴接管(22)、法兰A(23)、主横管(24)、主立管(25)、法兰B(26)、三通接管(27)、内盲板(28)构成；喷嘴接管(22)的一端连接法兰A(23)，另一端连接主横管(24)的管身，主横管(24)的一端由内盲板(28)封闭，另一端连接三通接管(27)的横接端，三通接管(27)的竖接端通过法兰B(26)连接主立管(25)的一端，主立管(25)的另一端，连接充汽阀。

5.根据权利要求3所述的一种蒸汽蓄热器，其特征在于：所述的循环筒(20)由筒底(29)、筒身(30)、筒口(31)组成；筒身(30)含有夹层，且内壁上设有多个透孔，筒底(29)将筒身(30)托起与罐壁保持距离，筒底(29)与罐壁多支撑点连接。

6.根据权利要求3所述的一种蒸汽蓄热器，其特征在于：所述的喷嘴组件(21)由喷嘴(32)、喷嘴接管(33)、法兰C(34)构成；喷嘴接管(33)一端封闭且构成空腔，封闭的空腔端，分层设有多个凸出的锥形台且台面上均匀设有多个喷嘴安装孔(35)，锥形台之间串联，层层台面之间的喷嘴安装孔(35)对应位置均匀交错分布，喷嘴(32)在喷嘴安装孔(35)中按鱼刺型向轴心斜插镶嵌，喷嘴接管(33)的另一端连接法兰C(34)并通过法兰C(34)连通罐内接管(17)。

7.根据权利要求6所述的一种蒸汽蓄热器，其特征在于：所述的喷嘴(32)内的汽道呈两喇叭对接形状，两端均为喇叭口且两喇叭口的锥度不同，两喇叭形汽道的细端对应连接。

Images