本发明专利技术涉及一种外干燥蒸汽两效换热系统，水浴式饱和蒸汽发生器的液相空间中设有分流器，其排汽管路上依次安装有汽水分离器及蒸汽干燥换热器，过热蒸汽通过压力控制阀进入分流器，饱和蒸汽发生器出来的湿饱和蒸汽被过热蒸汽加热为干饱和蒸汽，干饱和蒸汽进入蒸汽换热器对物料再次加热后成为冷凝水，冷凝水进入冷凝水换热器，在冷凝水换热器中冷凝水继续释放显热对物料进行加热，降温后的冷凝水进入集水罐，再由补水泵泵入饱和蒸汽发生器中，PLC控制器根据物料出口温度调节压力控制阀的开度。该系统实现了蒸汽热能的梯级利用，确保蒸汽热能吃干榨尽，提高能效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种蒸汽换热系统，特别涉及一种外干燥蒸汽两效换热系统。
技术介绍
间接换热时，饱和蒸汽换热效率高于过热蒸汽，且过热度越高，换热效率越低。当只有过热蒸汽来源时，则需对过热蒸汽进行减温，降低过热度。一般采用蒸汽减温器如喷雾式减温器、表面式减温器等，减温后过热度越低，蒸汽带水越严重，蒸汽品质越差。若需要将蒸汽温度降至所需用汽压力对应的饱和温度，则通常要使用水浴式饱和蒸汽发生器，又称为水浴式蒸汽减温器。水浴式饱和蒸汽发生器的筒体下部为液相空间，筒体上部为汽相空间，汽相空间的顶壁上设有水浴式饱和蒸汽发生器排汽阀，液相空间中设有分流器，过热蒸汽管伸入水 浴式饱和蒸汽发生器中与分流器连接，水浴式饱和蒸汽发生器的侧壁安装有水位计及溢流阀，顶壁上安装有压力探头，补水泵的出口与水浴式饱和蒸汽发生器的底部相连，且根据水位计的水位控制信号向水浴式饱和蒸汽发生器中补充适量的冷凝水。过热蒸汽管上安装有压力表及压力控制阀，压力探头测得的饱和蒸汽压力信号提供给PLC控制器，PLC控制器控制压力控制阀的开度。过热蒸汽从分流器流出，经与液相空间的水换热降温成为湿饱和蒸汽向上溢出，从顶壁的水浴式饱和蒸汽发生器排汽阀流出。现有水浴式饱和蒸汽发生器的不足之处在于饱和蒸汽中的含水率较高，蒸汽品质差。蒸汽经蒸汽换热器换热后，释放潜热，并冷凝成相同压力下的冷凝水，冷凝水经疏水阀排入冷凝水管。现有换热系统的蒸汽利用率低，单位产品蒸汽消耗高，换热效率及能效较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种外干燥蒸汽两效换热系统，能降低饱和蒸汽中的含水率，充分利用蒸汽的潜热和冷凝水的显热。为解决以上技术问题，本专利技术的一种外干燥蒸汽两效换热系统，包括水浴式饱和蒸汽发生器及补水泵，所述水浴式饱和蒸汽发生器的筒体下部为液相空间，筒体上部为汽相空间，所述汽相空间的顶壁上设有排汽阀，所述液相空间中设有分流器，所述补水泵的出口与所述水浴式饱和蒸汽发生器的底部相连，所述水浴式饱和蒸汽发生器排汽阀的出口管路上依次安装有汽水分离器及蒸汽干燥换热器，所述汽水分离器的底部安装有疏水阀；所述蒸汽干燥换热器的过热蒸汽进口与过热蒸汽的汽源管道连接，所述蒸汽干燥换热器的过热蒸汽出口安装有受控于PLC控制器的压力控制阀，所述压力控制阀的出口与所述水浴式饱和蒸汽发生器的分流器连接，所述蒸汽干燥换热器的饱和蒸汽进口与所述汽水分离器的出口相连接，所述蒸汽干燥换热器的饱和蒸汽出口与蒸汽换热器的蒸汽入口连接；蒸汽换热器的冷凝水出口设有疏水阀且疏水阀的出口与冷凝水换热器的冷凝水进口连接，冷凝水换热器的冷凝水出口与集水罐的进口连接，集水罐的出口与所述补水泵的入口连接；物料入口管与所述冷凝水换热器的物料进口连接，冷凝水换热器的物料出口与所述蒸汽换热器的物料入口连接，蒸汽换热器的物料出口接物料出口管；所述物料出口管上安装有第一温度传感器，所述蒸汽换热器疏水阀的出口安装有第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器的信号线分别接入所述PLC控制器的信号输入端，所述PLC控制器的控制信号线接入所述压力控制阀。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果过热蒸汽先在蒸汽干燥换热器中对饱和蒸汽进行间接加热，再通过压力控制阀进入水浴式饱和蒸汽发生器的分流器，从分流器出来的蒸汽经与液相空间的水换热降温后成为湿饱和蒸汽向上溢出，此时饱和蒸汽的含水率较高，从顶壁的排汽阀流出后经过汽水分离器分离，蒸汽含水率降低，再进入蒸汽干燥换热器，在蒸汽干燥换热器中过热蒸汽对饱和蒸汽进行间接加热，使湿饱和蒸汽中的液态水蒸发为蒸汽，成为干饱和蒸汽。干饱和蒸汽进入蒸汽换热器对物料进行第二次间接加热，释放潜热后成为冷凝水，从蒸汽换热器流出的冷凝水由疏水阀排出，然后进入冷凝水换热器，在冷凝水换热器中冷凝水继续释放显热对物料进行第一次间接预热，进一步降温后的冷凝水进入集水罐，再由补水泵泵入水浴式饱和蒸汽发生器中。第一温度传感器探测物料出口管中物料的温度并提供给PLC控制器，PLC控制器根据物料出口温度调节压力控制 阀的开度，从而控制水浴式饱和蒸汽发生器的供汽压力。第二温度传感器通过探测冷凝水水温可以感知蒸汽换热器疏水阀的工作状态，PLC控制器将第二温度传感器探测的温度与设定的最高温度和最低温度进行比较若疏水阀后冷凝水温度介于PLC控制器设定的最高温度和最低温度之间，则疏水阀工作正常；若疏水阀后冷凝水温度高于PLC控制器设定的最高温度，则疏水阀泄漏，系统报警，以便提示操作人员及时维护；若疏水阀后冷凝水温度低于PLC控制器设定的最低温度，则疏水阀已堵塞，系统亦报警，以便提示操作人员及时排除故障，避免影响生产。物料首先进入冷凝水换热器与冷凝水进行第一次换热，冷凝水虽然传热系数比蒸汽低，但此时物料的温度最低，两者之间的温差比较大，具有较好的换热效果；预热后的物料再进入蒸汽换热器进行第二次换热，此时物料已被加热过，温度较高，但与之换热的是温度更高的干饱和蒸汽且潜热很大，继续保持了很好的换热效果，这种逆流换热的方式总体保持了很高的换热效率，而且实现了蒸汽热能的梯级利用，保证热能吃干榨尽，确保了换热系统的能效。作为本专利技术的优选方案，所述水浴式饱和蒸汽发生器的顶部安装有自动排气阀。补水泵所补冷凝水未经除氧，不凝性气体受热后与湿饱和蒸汽一起向上溢出；由于不凝性气体比蒸汽轻，所以不凝性气体易于在设备顶部积聚。由于不凝性气体的温度低于蒸汽的温度，所以当不凝性气体在设备顶部积聚时，自动排气阀内的填充液收缩使阀门开启，不凝性气体被外排；排气之后，自动排气阀内又充满蒸汽，温度升高，阀内的填充液膨胀使阀门关闭；如此自动排气阀间隙自动启闭，将不凝性气体排出。作为本专利技术的优选方案，所述汽水分离器的顶部安装有自动排气阀。作为本专利技术的优选方案，所述蒸汽换热器的汽相空间顶部安装有破真空器和自动排气阀。破真空器可以根据蒸汽换热器内的压力自动开启和关闭，当系统停运后，随着残留在系统中的蒸汽逐渐冷凝为冷凝水，蒸汽换热器汽相空间的压力逐渐降低，一旦蒸汽换热器汽相空间的压力低于大气压，破真空器自动打开，空气进入蒸汽换热器内，以保持蒸汽换热器汽相空间的压力与大气压相同，避免真空造成设备受压破坏，同时防止引起冷凝水倒吸，并避免由于冷凝水倒吸而引起的设备内积水、金属腐蚀和换热面结垢。作为本专利技术的优选方案，所述蒸汽换热器疏水阀的出口与所述冷凝水换热器的冷凝水进口之间设有U形水封。正常状态下，U形水封中存满了冷凝水，蒸汽换热器疏水阀排出的冷凝水速度和冲击力很大，流经U形水封时，U形水封的阻力将使冷凝水的流速下降，冲击力减小，起到消能的作用。作为本专利技术的优选方案，所述第二温度传感器安装在所述U形水封的下降管段上。此处的温度比较稳定，波动小，利于测定准确。作为本专利技术的优选方案，所述蒸汽换热器疏水阀的前后分别串联有前疏水截止阀和后疏水截止阀，所述前疏水截止阀的入口与所述后疏水截止阀的出口并联有旁通截止阀。关闭前疏水截止阀和后疏水截止阀，开启旁通截止阀，即可对疏水阀进行维护或更换，不影响系统的运行。附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本专利技术。图I为本专利技术外干燥蒸汽两效换热系统的结构示意图。图中1·过热蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种外干燥蒸汽两效换热系统，包括水浴式饱和蒸汽发生器及补水泵，所述水浴式饱和蒸汽发生器的筒体下部为液相空间，筒体上部为汽相空间，所述汽相空间的顶壁上设有排汽阀，所述液相空间中设有分流器，所述补水泵的出口与所述水浴式饱和蒸汽发生器的底部相连，其特征在于：所述水浴式饱和蒸汽发生器排汽阀的出口管路上依次安装有汽水分离器及蒸汽干燥换热器，所述汽水分离器的底部安装有疏水阀；所述蒸汽干燥换热器的过热蒸汽进口与过热蒸汽的汽源管道连接，所述蒸汽干燥换热器的过热蒸汽出口安装有受控于PLC控制器的压力控制阀，所述压力控制阀的出口与所述水浴式饱和蒸汽发生器的分流器连接，所述蒸汽干燥换热器的饱和蒸汽进口与所述汽水分离器的出口相连接，所述蒸汽干燥换热器的饱和蒸汽出口与蒸汽换热器的蒸汽入口连接；蒸汽换热器的冷凝水出口设有疏水阀且疏水阀的出口与冷凝水换热器的冷凝水进口连接，冷凝水换热器的冷凝水出口与集水罐的进口连接，集水罐的出口与所述补水泵的入口连接；物料入口管与所述冷凝水换热器的物料进口连接，冷凝水换热器的物料出口与所述蒸汽换热器的物料入口连接，蒸汽换热器的物料出口接物料出口管；所述物料出口管上安装有第一温度传感器，所述蒸汽换热器疏水阀的出口安装有第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器的信号线分别接入所述PLC控制器的信号输入端，所述PLC控制器的控制信号线接入所述压力控制阀。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓辉，张基虎，杨思伦，张梦颖，
申请(专利权)人：亿恒节能科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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