热力除氧装置及其方法与流程

本发明属于热力除氧领域，具体涉及一种热力除氧装置及其方法，其能广泛使用在各种对液体使用蒸汽来加热液体的场合；例如锅炉的给水的热力除氧工艺等场合、卷烟烟丝香精香料加热雾化喷洒等加热雾化的场合。

背景技术：

传统的水质热力除氧，通常采用图1的方式，蒸汽布置在除氧头下部，水布置在除氧头上部；中间是不锈钢的异性小片做成填充物；水通过分筛等方式以水滴的方式落下，蒸汽通过分汽盘等方式均匀往上走；这个过程中，蒸汽加热不锈钢的异性小片做成填充物，水滴落在上面被加热，使水加热达到相应大气压下的除氧温度，水中含有的氧气析出，从除氧头的排气阀中接通大气排除；由于控制的滞后性、水体热控制中，热惯性很大，控制精度较差，蒸汽浪费较大；后期虽然有一些专利对热力除氧的方法有些改进，但多是把水的布水盘或分筛改为喷头，使水的颗粒变小一些，加强换热的效果；或是把蒸汽在需除氧的水的下端加热水等，但是有工况连续性不好、设备震动大，检修不易等问题；同时蒸汽控制不能定量等，蒸汽浪费大。

技术实现要素：

针对以上的一个或多个技术问题，本发明旨在提供一种热力除氧装置及其方法。

本发明的工作原理为：水被雾化的过程中，表面积将被增大万倍(以雾化的水滴，中位数按80～100微米计、传统的水滴按3毫米计算)以上，对于水热力除氧这种温度，热的传递方式，主要是传导，表面积的增大，对热的交换最为重要；同时蒸汽的热能有效吸收，可避免同排氧过程散失。

双流体的喷头，做动力的通常是压缩空气等。这里，既利用蒸汽的压力做动力；同时，蒸汽又作为热源，又能有效和蒸汽混合，充分换热；换热后的小水滴到达除氧温度后，能有效地使水中的溶解氧析出。同时也避免有关设计，用蒸汽直接加热水导致的震动，形成影响很多设备运行的负性因素；

本发明的技术方案一方面提供一种热力除氧方法，其采用双流体喷头，双流体喷头第一输入端通水或液体，第二输入端通蒸汽，采用所述的蒸汽的压力作为所述双流体喷头的动力，蒸汽作为热源；将双流体喷头布置在除氧装置内，喷头向除氧装置内利用蒸汽雾化喷水或液体，氧气析出并通过排空口排出。

进一步地，双流体喷头喷出的液滴，冷凝到除氧控制温度后，冷凝下落在除氧装置中。

进一步地，所述除氧装置中气压设置为0.025mpa表压以下。

进一步地，所述双流体喷头的雾化液滴的尺寸设置为，中位数直径在50～200微米之间。

本发明的技术方案的另一方面提供一种热力除氧装置，其包括双流体喷头、除氧装置、水路、蒸汽管路、氧气排空口；

-所述双流体喷头第一输入端连通水路，第二输入端连通蒸汽管路；

-所述除氧装置内布置多个双流体喷头，所述除氧装置设有氧气的排空口。

进一步地，所述双流体喷头选择中位数直径在50～200微米之间的雾化液滴的出孔。

进一步地，排空口设有排空阀，氧气通过排空阀排出。

进一步地，所述的除氧装置为除氧水箱或除氧罐。

进一步地，还包括控制器、水温温度传感器、水压力传感器、蒸汽压力传感器、电磁阀、电动调节阀、水位差压传感器；

—所述控制器连接水温温度传感器、水压力传感器、蒸汽压力传感器、电磁阀、电动调节阀、水位差压传感器；

—所述水路连接水压力传感器，所述蒸汽管路连接蒸汽压力传感器、电动调节阀；

—所述双流体喷头与水路、蒸汽管路之间分别设有电磁阀；

—所述除氧装置中设有水位差压传感器。

进一步地，所述控制器包括除氧装置水位控制模块，除氧装置水位控制模块配置为：水位低于设定水位值的时候，定时增加一组双流体喷头；超过设定水位值的水位后，定时减少一组双流体喷头。

进一步地，所述控制器包括除氧装置温度控制模块，所述除氧装置温度控制模块配置为采用pid控制并由双流体喷头的流量特性来控制，流量特性相关参数包括：流体压力、水滴的尺寸雾化的中位数、双流体喷头的流量值。

小水滴相对蒸汽温度冷凝到除氧控制温度后，冷凝下落在除氧水存储罐体中，氧气析出，氧气的析出和水温与水体表面的压力相关；通常，100℃的水，在0.025mpa表压下，氧气就能析出，并且，压力越低，析出越好，除氧越干净，在除氧罐的空间内，随水蒸气通过排空阀排除；从而完成软水除氧的过程；本发明的热力除氧方法，通过合适的排空口或排空口径管道，直通大气，气阻力较小，除氧更干净。

附图说明

图1为现有技术的水质热力除氧装置的结构示意图；

其中：101—进水管；102—蒸汽进水管；103—布水盘；104—金属填充料；105—分汽盘；107—安全阀；108—排空阀；109—温度传感器；10水位传感器；11—除氧水出口；

图2为本发明的热力除氧装置的一个实施例的结构示意图；

其中：1—水泵；2—水压力传感器；3—变频器；4—电机；5—蒸汽减压阀；6—电动调节阀；7—蒸汽压力传感器；8—电磁阀；9—排空口(氧气溢出口)；10—

除氧安全阀；11—水温温度传感器；12—水位差压传感器；13—双流体喷头；

图3为本发明的热力除氧装置的一个实施例的带控制器的结构示意图；

图4为本发明的水箱水温控制的一个实施例的控制示意图；

图5为本发明的给水压力受控的一个实施例的控制原理示意图；

图6为本发明的给汽压力受控的一个实施例的控制原理示意图；

图7为本发明的一个实施例实施控制所采用的双流体喷头的流量特性图。

具体实施方式

现结合附图及具体实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1

如图2所示，蒸汽管道和水管道直接引入接入双流体喷头；双流体喷头连接在除氧水箱上，喷头向水箱内利用蒸汽雾化喷水。

实施例2：

如图3所示，水箱水位受控，控制原理如图3；用双流体喷头的流量特性图，如图7，将特性用相关plc实现或仪表实现，即可得到所需的除氧效果。

除氧箱水位的控制如图2所示：plc或仪表控制下的水、汽电磁阀，水位低的时候，定时如每个控制周期(如每3s)增加一组；超过水位后，定时如每个控制周期(如每3s))减少一组；采用pid控制或多水(双水)位控制都行。做得好一些，还可以用队列算法，“先进先出”，使喷头循环使用，利于设备的定期检查和保养更换。

除氧温度的控制，由双流体喷头的相关流量特性来控制。如图七；坐标的左端是流体压力，右端是水滴的尺寸雾化的中位数，下部是喷头的流量值。可以看到雾化后的尺寸越小，喷头的水流量越小温度也越高；当我们用蒸汽来做动力和热源的时候，蒸汽每公斤含有的热能使多少公斤一定温度的水，加热到我们期望的温度是固定的、线性的。水温的高低，因而也完全可以用蒸汽(或水)的压力，用增大(减小)其中一个量来进行调节；也可以用双流体喷头的特性曲线数值，降低两者的压力，减小雾化颗粒和流量，增加水温；调节的框图如图4所示。

实施例3：

热力除氧方法，其采用双流体喷头，双流体喷头第一输入端通水或液体，第二输入端通蒸汽，采用所述的蒸汽的压力作为所述双流体喷头的动力，蒸汽作为热源；将双流体喷头布置在除氧装置内，喷头向除氧装置内利用蒸汽雾化喷水或液体，氧气析出并通过排空口排出。

实施例4：

与实施例3不同的是，双流体喷头喷出的液滴，冷凝到除氧控制温度后，冷凝下落在除氧装置中。

实施例4：

与实施例3不同的是，除氧装置中气压控制为0.025mpa表压以下，温度优选控制为100℃以上。或其他pid控制数值。

实施例5：

与实施例3不同的是，所述双流体喷头的雾化液滴的尺寸设置为，中位数直径在50～200微米之间。

实施例6：

热力除氧装置，其包括双流体喷头、除氧装置、水路、蒸汽管路、氧气排空口；

-所述双流体喷头第一输入端连通水路，第二输入端连通蒸汽管路；

-所述除氧装置内布置多个双流体喷头，所述除氧装置设有氧气的排空口。

实施例7：

与实施例6不同的是，所述双流体喷头选择中位数直径在50～200微米之间的雾化液滴的出孔。

实施例7：

与实施例6不同的是，排空口设有排空阀，氧气通过排空阀排出。除氧装置为除氧水箱或除氧罐。

实施例7：

与实施例6不同的是，还包括控制器、水温温度传感器、水压力传感器、蒸汽压力传感器、电磁阀、电动调节阀、水位差压传感器；

—所述控制器连接水温温度传感器、水压力传感器、蒸汽压力传感器、电磁阀、电动调节阀、水位差压传感器；

—所述水路连接水压力传感器，所述蒸汽管路连接蒸汽压力传感器、电动调节阀；

—所述双流体喷头与水路、蒸汽管路之间分别设有电磁阀；

—所述除氧装置中设有水位差压传感器。

实施例8：

与实施例7不同的是，所述控制器包括除氧装置水位控制模块，除氧装置水位控制模块配置为：水位低于设定水位值的时候，定时增加一组双流体喷头；超过设定水位值的水位后，定时减少一组双流体喷头。

实施例9：

与实施例7不同的是，所述控制器包括除氧装置温度控制模块，所述除氧装置温度控制模块配置为采用pid控制并由双流体喷头的流量特性来控制，流量特性相关参数包括：流体压力、水滴的尺寸雾化的中位数、双流体喷头的流量值。

实施例9：

与实施例7不同的是，所述除氧温度控制模块包括：总除氧温度设定模块连接总pid控制模块，分两路并行连接，第一路连接给汽压力设定模块，连接给汽pid控制模块，再连接调节阀，连接给汽压力检测模块，将给汽管道压力反馈到给汽pid控制模块，给汽压力检测模块连接除氧水温度模块。

第二路连接给水压力设定模块，连接给水pid控制模块，在连接变频器、电机、泵、连接给水压力检测模块，将给水管道压力反馈到给水pid控制模块，给水压力检测模块连接除氧水温度模块；除氧水温度模块将除氧水的压力反馈给总除氧温度设定模块，除氧水温度模块输出除氧水数据。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的模块、系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的模块、系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。