一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置及方法与流程

本发明属于热力学和传热学领域，特别涉及一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置及方法。

背景技术：

蒸汽是工业生产中重要的能源，医药、化工、造纸等各个领域。蒸汽在使用过程中放热冷凝形成冷凝水，冷凝水一旦形成就要快速排出，否则会影响设备的传热效率甚至引起水击，甚至造成加热过程无法进行的后果。但是排放冷凝水时不能排出蒸汽，否则会造成能源的浪费。

参照图1，目前多在蒸汽加热设备出口处安装蒸汽疏水阀来实现排水阻汽。但是蒸汽疏水阀的使用要经过严格的计算，同时疏水阀的安装方向、管道布局，提高了应用的难度；疏水阀前端需配备过滤器，同时疏水阀价格昂贵且易损坏，使用成本高；疏水阀在使用过程中也会出现泄露、堵塞、过蒸汽等问题，使疏水阀不能正常工作，造成大量蒸汽外排，导致能源的浪费。

技术实现要素：

为了进一步解决或克服上述实际应用存在的问题及现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，该方法通过液封作用实现排水阻汽，避免蒸汽的浪费现象。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其主要包含新鲜蒸汽进口管路、换热器、冷凝罐、第二管路、排水第三管路、主排水第四管路、旁通排水第五管路、不凝气体排放第六管路、第一开关阀、温度传感器、电磁开关阀、磁翻板液位计、液位传感器、第二开关阀、o型调节球阀、第三开关阀、第四开关阀、两个控制回路。换热器出口连接第二管路入口；冷凝罐有一个入口两个出口以及两组取压孔，冷凝罐入口连接第二管路出口，冷凝罐上出口连接不凝气体排放第六管路，冷凝罐下出口连接排水第三管路，其两组取压孔每组沿竖直方向排列，分别用于安装磁翻板液位计和液位传感器。

进一步的，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其换热器入口连接新鲜蒸汽入口第一管路，通入蒸汽，出口端连接第二管路；第二管路出口连接冷凝罐入口。第二管路中间段安装第一开关阀，第一开关阀用于控制第二管路的通断，进而影响汽水混合物的排出。所述第一开关阀在换热器工作时处于开启状态，停止工作时处于关闭状态。

进一步的，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其第二管路的末端连接冷凝罐入口，将汽水混合物送入冷凝罐，冷凝罐内部存在合适的液位高度，罐内液体液封汽水混合物实现排水阻汽作用，冷凝罐下出口连接排水第三管路。冷凝罐上出口连接不凝气体排放第六管路。

进一步的，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其排水第三管路分支为主排水第四管路和旁通排水第五管路，主排水第四管路沿水流出方向依次安装第二开关阀、o型调节球阀、第三开关阀；旁通排水第五管路安装第四开关阀。正常工作状态下，第四开关阀处于关闭状态，旁通排水第五管路没有水流过；主排水第四管路上的第二开关阀、第三开关阀均处于全开状态，由o型调节球阀控制主排水管路的流量。当o型调节球阀处于非正常工作状态时，第二开关阀和第三开关阀关闭，第四开关阀开启，冷凝罐内水沿旁通排水第五管路流出，可实现对o型调节球阀的维修、更换。

进一步的，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其冷凝罐上出口连接不凝气体排放第六管路，不凝气体排放第六管路沿蒸汽流出方向依次安装温度传感器、电磁开关阀。由电磁开关阀实现不凝气体排放第六管路的通断。

进一步的，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其通过液位控制回路lic-101实现冷凝罐内最低液位控制，由冷凝罐内水液封，实现排水阻汽作用。

进一步的，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其通过温度控制回路tic-101实现冷凝罐内最低温度控制，由冷凝罐内温度控制起调节换热器内温度的目的。

所述液位控制回路lic-101包括安装与冷凝罐上的液位传感器、排水第三管路、主排水第四管路和o型调节球阀。冷凝罐液位作为被控参数，通过液位传感器检测并反馈，控制器根据其液位检测值和液位设定值、液位槛值之间的误差值实现v型调节球阀的开度控制，调节管内冷凝水的排出量而实现冷凝罐液位控制的目的。当液位检测值l处于液位高限槛值hlmn与液位低限槛值llmn之间是通过pid控制实现液位自动调节，液位检测值l小于液位设定值lsp时，调小阀门开度，液位检测值l大于液位设定值lsp时，开大阀门开度；当液位检测值l大于液位高限槛值hlmn时，阀门全开；当液位检测值l小于液位低限槛值llmn时，阀门全关。

所述温度控制回路tic-101包括蒸汽排放管路、安装于蒸汽排放管路上的温度传感器、电磁开关阀。冷凝罐温度作为被控参数，通过温度传感器检测并反馈，控制器根据其温度检测值和温度槛值实现电磁开关阀的开关控制，调节管内汽体的排出量而实现冷凝罐温度控制的目的。设定一个合适的温度槛值t0，当温度的检测值t持续20分钟大于等于t0时，电磁开关阀11保持全关状态；当温度的检测值t小于t0时，打开电磁开关阀11并保持全开状态，当放气一定时间后阀门自动全关。

本发明其有益效果是，能够有效解决实际生产过程中蒸汽冷凝水排放存在的问题，解决由于疏水阀性能不好时造成的排水又排汽导致能源浪费的问题；并且本发明所采取的措施非常简单、装置简易、极易实现、成本低；发明利用水的液封作用，将蒸汽密封在冷凝罐前端，相对于其他方式大大提高了排水阻汽性能。

附图说明

图1是常规蒸汽冷凝水系统装置示意图；

图2是本发明的蒸汽冷凝水的排水阻汽装置的示意图。

图3是本发明实施例的蒸汽冷凝水的排水阻汽装置的示意图。

图中：1、新鲜蒸汽入口第一管路；2、换热器；3、冷凝罐；4、第二管路；5、排水第三管路；6、主排水第四管路；7、旁通排水第五管路；8、不凝气体排放第六管路；9、第一开关阀；10、温度传感器；11、电磁开关阀；12、磁翻板液位计；13、液位传感器；14、第二开关阀；15、o型调节球阀；16、第三开关阀；17、第四开关阀；18、第一控制回路；19、第二控制回路；20、疏水阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2、图3，一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，包括换热器2、排水第三管路5、主排水第四管路6、及旁通排水第五管路7，换热器2与排水第三管路5间设有冷凝罐3。所述冷凝罐3的入口通过第二管路4连接换热器2的出口，换热器2入口连接新鲜蒸汽入口第一管路1。第二管路4上设有第一开关阀9。冷凝罐3的蒸汽出口连接不凝气体排放第六管路8，用于使温度降低的不凝气体从不凝气体排放第六管路8排出。冷凝罐3的冷凝水出口排水第三管路5，排水第三管路5连接主排水第四管路6。冷凝罐3上设有磁翻板液位计12。温度传感器10、电磁开关阀11分别与第一控制回路18电气连接。第一控制回路18为温度控制回路tic-101。

所述不凝气体排放第六管路8的上游设有温度传感器10，不凝气体排放第六管路8的下游设有电磁开关阀11。

所述主排水第四管路6上设有第二开关阀14、及第三开关阀16。第二开关阀14与第三开关阀16间设有o型调节球阀15。冷凝罐3上设有液位传感器13，液位传感器13与第二控制回路19电气连接。o型调节球阀15与第二控制回路19电气连接。第二控制回路19为液位控制回路lic-101。

主排水第四管路6上还设有旁通排水第五管路7。旁通排水第五管路7的入口连接第二开关阀14上游的管路，旁通排水第五管路7的出口连接第三开关阀16下游的管路，旁通排水第五管路7上设有第四开关阀17。

具体地，一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其主要包括新鲜蒸汽进口管路1、换热器2、冷凝罐3、第二管路4、排水第三管路5、主排水第四管路6、旁通排水第五管路7、不凝气体排放第六管路8、第一开关阀9、温度传感器10、电磁开关阀11、磁翻板液位计12、液位传感器13、第二开关阀14、o型调节球阀15、第三开关阀16、第四开关阀17、两个控制回路。换热器2出口连接第二管路4入口；冷凝罐3罐体上有一个入口两个出口以及两组取压孔，冷凝罐3入口连接第二管路4出口，冷凝罐3上出口连接不凝气体排放第六管路8，冷凝罐3下出口连接排水第三管路5，其两组取压孔每组沿竖直方向排列，分别用于安装磁翻板液位计12和液位传感器13。

进一步地，温度传感器10采用热电偶类型，如川仪公司的wzpb-230。液位传感器13可以选择wt2000lt智能液位变送器，量程为0-3米。

参见图3，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其换热器入口连接新鲜蒸汽入口第一管路1，通入蒸汽，出口端连接第二管路4；第二管路4出口连接冷凝罐3入口。第二管路4中间段安装第一开关阀9，第一开关阀9用于控制第二管路4的通断，进而影响汽水混合物的排出。所述第一开关阀9在换热器工作时处于开启状态，停止工作时处于关闭状态。

参见图3，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其第二管路4的末端连接冷凝罐3入口，将汽水混合物送入冷凝罐3，冷凝罐内部存在合适的液位高度，罐内液体液封汽水混合物实现排水阻汽作用，冷凝罐3下出口连接排水第三管路5。冷凝罐3上出口连接不凝气体排放第六管路8。

参见图3，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其排水第三管路5分支为主排水第四管路6和旁通排水第五管路7，主排水第四管路6沿水流出方向依次安装第二开关阀14、o型调节球阀15、第三开关阀16；旁通排水第五管路7安装第四开关阀17。正常工作状态下，第四开关阀17处于关闭状态，旁通排水第五管路7没有水流过；主排水第四管路6上的第二开关阀14、第三开关阀16均处于全开状态，由o型调节球阀15控制主排水管路的流量。当o型调节球阀15处于非正常工作状态时，第二开关阀14和第三开关阀16关闭，第四开关阀17开启，冷凝罐内水沿旁通排水第五管路7流出，可实现对o型调节球阀15的维修、更换。

参见图3，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，其冷凝罐3上出口连接不凝气体排放第六管路8，不凝气体排放第六管路8沿蒸汽流出方向依次安装温度传感器10、电磁开关阀11。由电磁开关阀11实现不凝气体排放第六管路8的通断。

参见图3，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，通过液位控制回路实现冷凝罐3内最低液位控制，由冷凝罐3内水液封，起到排水阻汽作用。

参见图3，所述的一种蒸汽冷凝水系统的排水阻汽装置，通过温度控制回路实现冷凝罐3内最低温度控制，由冷凝罐3内温度控制起调节换热器内温度的目的。

所述液位控制回路lic-101包括安装与冷凝罐3上的液位传感器13、排水第三管路5、主排水第四管路6和o型调节球阀15。冷凝罐3液位作为被控参数，通过液位传感器13检测并反馈，控制器根据其液位检测值和液位设定值、液位槛值之间的误差值实现v型调节球阀的开度控制，调节管内冷凝水的排出量而实现冷凝罐3液位控制的目的。当液位检测值l处于液位高限槛值hlmn与液位低限槛值llmn之间是通过pid控制实现液位自动调节，液位检测值l小于液位设定值lsp时，调小阀门开度，液位检测值l大于液位设定值lsp时，开大阀门开度；当液位检测值l大于液位高限槛值hlmn时，阀门全开；当液位检测值l小于液位低限槛值llmn时，阀门全关。

所述温度控制回路tic-101包括蒸汽排放管路8、安装于蒸汽排放管路上的温度传感器10、电磁开关阀11。冷凝罐3温度作为被控参数，通过温度传感器10检测并反馈，控制器根据其温度检测值和温度槛值实现电磁开关阀11的开关控制，调节管内汽体的排出量而实现冷凝罐3温度控制的目的。设定一个合适的温度槛值t0，当温度的检测值t持续20分钟大于等于t0时，电磁开关阀11保持全关状态；当温度的检测值t小于t0时，打开电磁开关阀11并保持全开状态，当放气一定时间后阀门自动全关。

本发明的工作原理是：新鲜蒸汽通入换热器2，在换热器2进行热交换，蒸汽冷凝放热形成冷凝水；换热器出口排出蒸汽与冷凝水的混合物。换热器2通过第二管路4与冷凝罐3相连通，汽水混合物流入冷凝罐3。新鲜蒸汽内常会混杂空气等不凝气体，也会通过第二管路4流向冷凝罐3并在罐内积聚。冷凝罐3内积聚的不凝气体会导致冷凝罐3内压力升高，进而导致换热器2出口处压力升高，致使新鲜蒸汽不能够进入换热器2换热，导致换热器2不能正常工作；高温的汽水混合物也就不能够进入冷凝罐3，从而导致冷凝罐内温度降低。

因此，冷凝罐3内温度高低便表征了罐内不凝气体的量的多少。不凝气体量多时，冷凝罐3内温度低；反之不凝气体量极少时，换热器2工作正常，冷凝罐3温度高。因此通过温度控制回路18调节不凝气体第六排放管路8的通断排放不凝气体，调节冷凝罐内温度，进而调节冷凝罐内压力，当冷凝罐内压力低时，新鲜蒸汽便能更容易的进入换热器2换热。

冷凝罐3内的冷凝水具有较重的密度，冷凝罐3上的磁翻板液位计12、液位传感器13用于监测冷凝罐内冷凝水的容量。排水时，冷凝罐3内的冷凝水自冷凝罐3底部的排水第三管路5排出。排水第三管路5具有两道支路，分为主排水第四管路6、及旁通排水第五管路7。正常工作时，第四开关阀17关闭，第二开关阀14、第三开关阀16开启，冷凝水自主排水第四管路6排出，此时可通过o型调节球阀15控制冷凝水的流量。当o型调节球阀15处于非正常工作状态时，第二开关阀14和第三开关阀16关闭，第四开关阀17开启，冷凝罐内水沿旁通排水第五管路7流出，可实现对o型调节球阀15的维修、更换。