一种外干燥蒸汽三效换热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种外干燥蒸汽三效换热装置，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，干饱和蒸汽进入主蒸汽换热器对物料第三次加热后成为高温冷凝水，高温冷凝水的闪蒸汽在闪蒸汽换热器中对物料进行第二次加热，闪蒸汽冷凝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。该装置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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蒸汽换热装置，特别涉及一种外干燥蒸汽三效换热装置。
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。经蒸汽换热器换热后，蒸汽释放潜热，并冷凝成相同压力下的高温冷凝水，高温冷凝水经疏水阀排入冷凝水管。高温冷凝水进入冷凝水管后，沿程不断压降，部分高温冷凝水闪蒸为蒸汽，体积膨胀1000余倍，流速增加约10倍，极易形成汽阻；汽阻后疏水阀的背压增力口，疏水阀两端压差降低，疏水排量下降，导致换热器中产生的冷凝水不能及时排除，换热器效率下降，物料温度不能达到工艺要求，从而影响正常生产。为保证生产，往往需要开启与疏水阀并联的截止阀进行直排，截止阀泄漏的蒸汽压力抵消了汽阻阻力；虽保证了生产，但蒸汽利用率降低，单位产品蒸汽消耗增加。因此现有的换热装置换热效率及能效较低。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种外干燥蒸汽三效换热装置，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，本技术的一种外干燥蒸汽三效换热装置，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主蒸汽换热器的蒸汽入口连接，主蒸汽换热器的冷凝水出口设有疏水阀且疏水阀的出口与闪蒸罐的冷凝水进口连接，闪蒸罐的冷凝水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；所述闪蒸罐的顶部安装有定压溢流阀且定压溢流阀的出口与闪蒸汽换热器的蒸汽进口连接，闪蒸汽换热器的冷凝水出口连接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；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闪蒸汽换热器的物料进口连接，闪蒸汽换热器的物料出口与所述主蒸汽换热器的物料入口连接，主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，所述主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。干饱和蒸汽进入主蒸汽换热器对物料进行第三次间接加热，释放潜热后成为高温冷凝水，从主蒸汽换热器流出的高温冷凝水由疏水阀排出。高温冷凝水送入闪蒸罐中扩压闪蒸为压力较低的闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽的压力由闪蒸罐顶部的定压溢流阀设定；闪蒸蒸汽进入闪蒸汽换热器中释放潜热并对物料进行第二次间接加热，释放潜热后的闪蒸蒸汽冷凝为低温冷凝水。由闪蒸汽换热器疏水阀排出的低温冷凝水及闪蒸罐排出的低温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主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，装置报警，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，装置亦报警，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，与低温冷凝水进行第一次换热，低温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闪蒸汽换热器进行第二次换热，虽然物料的温度比刚进入时得以升高，但闪蒸蒸汽的传热系数比低温冷凝水高且潜热很大，物料与闪蒸蒸汽之间仍具有较好的换热效果；最后物料进入主蒸汽换热器进行第三次换热，此时物料已经过两次加热，温度较高，但与之换热的是温度最高的干饱和蒸汽且传热系数最大，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，确保了换热装置的能效。作为本技术的优选方案，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。作为本技术的优选方案，所述主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。破真空器可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外干燥蒸汽三效换热装置，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主蒸汽换热器的蒸汽入口连接，主蒸汽换热器的冷凝水出口设有疏水阀且疏水阀的出口与闪蒸罐的冷凝水进口连接，闪蒸罐的冷凝水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；所述闪蒸罐的顶部安装有定压溢流阀且定压溢流阀的出口与闪蒸汽换热器的蒸汽进口连接，闪蒸汽换热器的冷凝水出口连接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；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闪蒸汽换热器的物料进口连接，闪蒸汽换热器的物料出口与所述主蒸汽换热器的物料入口连接，主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，所述主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】
1.一种外干燥蒸汽三效换热装置，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主蒸汽换热器的蒸汽入口连接，主蒸汽换热器的冷凝水出口设有疏水阀且疏水阀的出口与闪蒸罐的冷凝水进口连接，闪蒸罐的冷凝水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；所述闪蒸罐的顶部安装有定压溢流阀且定压溢流阀的出口与闪蒸汽换热器的蒸汽进口连接，闪蒸汽换热器的冷凝水出口连接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；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...

【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：实用新型
国别省市：