本实用新型涉及热风换热技术领域，具体是指一种热风换热器冷凝水过冷排放系统，尤其针对于具有充足加热裕量的热交换控制系统。
背景技术：
对于需要使用热风加热的生产设备，通常会使用到热风换热器，热风换热器是利用蒸汽(或热水、导热油等)为热介质，通过散热管道对空气进行加热得到热风。通过控制调节进入换热器的蒸汽压力来改变换热器入、出口两侧的温度差，可以控制换热器出口的热风温度升高或降低。
现有的热风换热器，其控制原理遵循以下公式：
Q＝k*A*△T 式①
式①中：
Q：换热量
k：换热器导热系数
A：换热面积
△T：换热器两侧温度差(蒸汽侧与热风侧的温度差)
在实际生产过程中，换热器的选型往往会留有裕量(即换热器换热面积大于实际需求面积)，因此通入较低压力的蒸汽就能达到所需温度。而按照节能减排要求，经过换热器后的冷凝水均需经冷凝水回收系统再利用，由于入口端蒸汽压力较小，此时设备产生的冷凝水无法克服冷凝水回收系统的背压及时排放，积存于换热器中；当冷凝水过多后，换热器内部通过蒸汽的散热面积就会减小，从而严重影响工艺温度的控制，因此只能把冷凝水通过旁路疏水阀直接排放到地沟。根据工业生产的要求，冷凝水必须要过冷排放，进入回收系统循环利用，但为了保证工艺质量的稳定，只能部分舍弃对冷凝水的回收，造成了较大的能源浪费。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种热风换热器冷凝水过冷排放系统。该系统的目的在于既能保证热风温度的控制稳定，又能保证冷凝水的有效回收，节约能源，降低成本。
本实用新型的技术方案是：一种热风换热器冷凝水过冷排放系统，包括换热器(1)、与换热器(1)入口端相连的蒸汽管路和与换热器(1)出口端相连的冷凝水管路，其中，蒸汽管路入口端连接蒸汽发生装置，冷凝水管路出口端连接回收塔，蒸汽管路上设置有蒸汽主管(2)，冷凝水管路上设置有冷凝水主管(3)，还包括设置有蒸汽支管(4)和冷凝水支管(5)。
进一步的，所述蒸汽支管(4)设置在蒸汽管路上，所述冷凝水支管(5)设置在冷凝水管路上。
进一步的，所述蒸汽主管(2)上从左至右依序串联设置有第一波纹管密封截止阀(21)和第一气动控制阀(22)。
进一步的，所述第一气动控制阀(22)的调节模式为开关模式。
进一步的，所述冷凝水主管(3)上从左至右依序串联设置有第二波纹管密封截止阀(31)、第一过滤器(32)、第一浮球疏水阀(33)和第三波纹管密封截止阀(34)。
进一步的，所述蒸汽支管(4)上从左至右依序串联设置有第四波纹管密封截止阀(41)、第二过滤器(42)、减压阀(43)和压力表组件(44)。
进一步的，所述冷凝水支管(5)上从左至右依序串联设置有温度表(51)、第五波纹管密封截止阀(52)、第三过滤器(53)、第二浮球疏水阀(54)、回止阀(55)、第二气动控制阀(56)和第六波纹管密封截止阀(57)。
具体的，所述换热器(1)为热风换热器。
本实用新型工作原理为：本实用新型一种热风换热器冷凝水过冷排放系统，在使用时，先关闭第一气动控制阀(22)和第二波纹管密封截止阀(31)，即关闭原有的蒸汽主管(2)和冷凝水主管(3)，换成蒸汽支管(4)和冷凝管支管(5)来工作，蒸汽发生装置产生蒸汽，通过减压阀(43)设置的压力而通入到蒸汽管路中，其中，减压阀(43)设置的压力大于第二浮球疏水阀(54)的侧背压(即冷凝水回收系统的背压)，保证在任何情况下冷凝水都能顺利进入回收系统。蒸汽接着依次通过第四波纹管密封截止阀(41)，第二过滤器(42)，减压阀(43)和压力表组件(44)通入到换热器(1)中，在换热器(1)中经过热交换被冷凝成冷凝水，此时，蒸汽与冷凝水在换热器内共存，冷凝水通入冷凝水管路的冷凝水支管(5)中，并依次通过第五波纹管密封截止阀(52)，第三过滤器(53)，第二浮球疏水阀(54)，回止阀(55)，第二气动控制阀(56)和第六波纹管密封截止阀(57)来压入回收塔中，温度表(51)用来测定冷凝水的温度。其中，通过调节第二气动控制阀(56)的开度来控制冷凝水的排放速度，可以调节换热器(1)内部蒸汽与空气之间的换热面积，从而实现对热风温度的控制。同时，通过控制蒸汽主管(2)、冷凝水主管(3)、蒸汽支管(4)和冷凝水支管(5)上的相应阀门可实现不同管路控制下的热风换热工作的进行。
本实用新型与现有技术相比的有益效果为：
(1)本实用新型新的热风换热器冷凝水过冷排放系统，采用了区别与传统热风换热器的新的控制系统和新的系统设计方案。使蒸汽与冷凝水在换热器内共存，保证蒸汽压力大于冷凝水回收系统背压，可以使冷凝水顺利进入回收系统，同时，冷凝水与蒸汽共存，可以有效利用冷凝水的剩余温度进行热交换，降低冷凝水排放温度，使热能得到充分利用，降低能耗。
(2)本实用新型以换热面积为控制变量，保证换热器蒸汽压力不变(即换热器两侧温度差不变)，且大于冷凝水回收系统背压，控制冷凝水在换热器内的液位高度，从而改变蒸汽与热风的换热面积来控制热风温度，控制方法简单易操作。
(3)本实用新型在换热器蒸汽入口端加装减压阀和压力表，保证蒸汽压力恒定；在冷凝水出口端加装开度可调的控制阀，控制冷凝水排放速度；控制阀开度与热风温度形成PID(比例-积分-微分控制器)闭环反馈控制，整个系统易控制。
(4)本实用新型是在现有的热风换热系统的蒸汽管路和冷凝水管路上分别增加了蒸汽支管和冷凝水支管，每套管路都可以工作，当其中一套管路出现故障时，可以重新组合管路来工作，不影响工作进度，提高生产效率。
附图说明
图1为本实用新型的第一种结构示意图；
图2为本实用新型的第二种结构示意图；
图3为本实用新型热风换热器冷凝水过冷排放原理示意图；
其中，图中标示：1—换热器，2—蒸汽主管，21—第一波纹管密封截止阀，22—第一气动控制阀，3—冷凝水主管，31—第二波纹管密封截止阀，32—第一过滤器，33—第一浮球疏水阀，34—第三波纹管密封截止阀，4—蒸汽支管，41—第四波纹管密封截止阀，42—第二过滤器，43—减压阀，44—压力表组件，5—冷凝水支管，51—温度表，52—第五波纹管密封截止阀，53—第三过滤器，54—第二浮球疏水阀，55—回止阀，56—第二气动控制阀，57—第六波纹管密封截止阀，6—冷凝水回收塔。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例及附图，对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
一种热风换热器冷凝水过冷排放系统，如图所示，包括换热器1、与换热器1入口端相连的蒸汽管路和与换热器1出口端相连的冷凝水管路，其中，蒸汽管路入口端连接蒸汽发生装置，冷凝水管路出口端连接回收塔，蒸汽管路上设置有蒸汽主管2，冷凝水管路上设置有冷凝水主管3，还包括设置有蒸汽支管4和冷凝水支管5。
进一步的，蒸汽支管4设置在蒸汽管路上，冷凝水支管5设置在冷凝水管路上。
进一步的，蒸汽主管2上从左至右依序串联设置有第一波纹管密封截止阀21和第一气动控制阀22。
进一步的，第一气动控制阀22的调节模式为开关模式。
进一步的，冷凝水主管3上从左至右依序串联设置有第二波纹管密封截止阀31、第一过滤器32、第一浮球疏水阀33和第三波纹管密封截止阀34。
进一步的，蒸汽支管4上从左至右依序串联设置有第四波纹管密封截止阀41、第二过滤器42、减压阀43和压力表组件44。其中，减压阀43可以控制蒸汽压力在设定压力范围内。
进一步的，冷凝水支管5上从左至右依序串联设置有温度表51、第五波纹管密封截止阀52、第三过滤器53、第二浮球疏水阀54、回止阀55、第二气动控制阀56和第六波纹管密封截止阀57。其中，温度表51可方便查看冷凝水的温度；第二气动控制阀56控制信号沿用换热器蒸汽入口端原控制阀信号，PID参数根据实际工况进行修改。
如图3所示，对于一个既定的换热器1，导热系数K是不变的，改变换热面积A或者两侧温度差T均可以控制换热量的大小。考虑到克服冷凝水背压到冷凝水回收塔6需要一个较大压强，本实用新型选择以保持两侧温度差T不变，改变换热面积△A的方式进行控制。其原理公式如下：
Q＝k*△A*T 式②在换热器1内部，保持冷凝水和蒸汽共存的状态，在换热器1的入口端通过减压阀43和压力表组件44共同控制，供入恒定压力P1的蒸汽，保证了两侧温度差T不变，此时蒸汽压力P1大于第二浮球疏水阀54侧背压P2，冷凝水支管5内为正压差，冷凝水一直处于可正常排放状态。在换热器1末端加装第二气动控制阀56，在生产过程中，冷凝水会不断积累，通过调节第二气动控制阀56的开度来控制冷凝水的排放速度，可以调节换热器1内部蒸汽与空气之间的换热面积△A，从而实现对热风温度的控制，同时冷凝水的热量在换热器内部能被继续利用，提高能源利用效率，实现冷凝水过冷排放。
上述设计结构的一种热风换热器冷凝水过冷排放系统，在换热过程中，可根据所换热温度及换热安全需要的不同调整蒸汽管道和冷凝水管道的使用具体有两种操作情况。
实施例1
图1是本实用新型第一种结构的示意图，如图所示，包括换热器1、与换热器1入口端相连的蒸汽管路和与换热器1出口端相连的冷凝水管路，其中，蒸汽管路入口端连接蒸汽发生装置，冷凝水管路出口端连接回收塔，蒸汽管路上设置有蒸汽主管2，冷凝水管路上设置有冷凝水主管3，在蒸汽管路上还设置有蒸汽支管4，在冷凝水管路上还设置有冷凝水支管5。其中，蒸汽主管2上从左至右依序串联设置有第一波纹管密封截止阀21和第一气动控制阀22；冷凝水主管3上从左至右依序串联设置有第二波纹管密封截止阀31、第一过滤器32、第一浮球疏水阀33和第三波纹管密封截止阀34；蒸汽支管4上从左至右依序串联设置有第四波纹管密封截止阀41、第二过滤器42、减压阀43和压力表组件44；冷凝水支管5上从左至右依序串联设置有温度表51、第五波纹管密封截止阀52、第三过滤器53、第二浮球疏水阀54、回止阀55、第二气动控制阀56和第六波纹管密封截止阀57。
该第一种设计结构的一种热风换热器冷凝水过冷排放系统的操作方式是：使用时,先关闭第一气动控制阀22和第二波纹管密封截止阀31，即关闭原有的蒸汽主管2和冷凝水主管3，换成蒸汽支管4和冷凝管支管5来工作。使用时，蒸汽发生装置产生蒸汽，通过减压阀43设置的压力而通入到蒸汽管路中，其中，减压阀43设置的压力大于冷凝水回收系统的背压，保证在任何情况下冷凝水都能顺利进入回收系统，蒸汽由蒸汽支管4通入到换热器1中，在换热器1中经过热交换被冷凝成冷凝水，冷凝水与蒸汽在换热器1内部共存。冷凝水通入冷凝水支管4，通过减压阀43设置的压力排放到回收塔中。其中，通过调节第二气动控制阀56来控制冷凝水的排放速度，可以调节换热器1内部蒸汽与空气之间的换热面积，从而实现对热风温度的控制。具体为：当换热器1出口热风温度过高时，通过减小第二气动控制阀56开度来减少冷凝水外排量，使换热器1底部冷凝水积存量增多，这时，换热面积减小，而通过换热器1的蒸汽温度不变，最终使得换热器1出口热风温度降低。反之，当换热器1出口热风温度偏低时，则增大第二气动控制阀56开度来提高冷凝水外排速度，使换热器1底部冷凝水减少，此时，冷空气与换热器1的换热面积增大，从而提高热风温度。
在本实施例中通过控制蒸汽主管2、冷凝水主管3、蒸汽支管4和冷凝水支管5上的相应阀门的开闭可实现不同管路控制下的热风换热工作的进行，当其中有管路出现故障时，可以重新组合管路来工作，不影响工作进度。
实施例2
图2是本实用新型的另一个分解实施例示意图，如图所示，在制作时，与实施例1相同，并且与实施例1结构能适用，唯一不同的只是在实施例1的基础上拆除现有技术的蒸汽主管2和冷凝水主管3，直接在换热器1出入口端安装本实用新型的蒸汽支管4和冷凝水支管5，具体的实施方式与实施例1相同。其中，蒸汽支管4上从左至右依序串联设置有第四波纹管密封截止阀41、第二过滤器42、减压阀43和压力表组件44；冷凝水支管5上从左至右依序串联设置有温度表51、第五波纹管密封截止阀52、第三过滤器53、第二浮球疏水阀54、回止阀55、第二气动控制阀56和第六波纹管密封截止阀57。
该另外一种设计结构的一种热风换热器冷凝水过冷排放系统的操作方式是：使用时，蒸汽发生装置产生蒸汽，通过减压阀43设置的压力而通入到蒸汽管路中，其中，减压阀43设置的压力大于冷凝水回收系统的背压，保证在任何情况下冷凝水都能顺利进入回收系统，蒸汽由蒸汽支管4通入到换热器1中，在换热器1中经过热交换被冷凝成冷凝水，使冷凝水与蒸汽在换热器1内部共存。冷凝水通入冷凝水支管4，通过减压阀43设置的压力排放到回收塔中。其中，通过调节第二气动控制阀56来控制冷凝水的排放速度，可以调节换热器1内部蒸汽与空气之间的换热面积，从而实现对热风温度的控制。具体为：当换热器1出口热风温度过高时，通过减小第二气动控制阀56开度来减少冷凝水外排量，使换热器1底部冷凝水积存量增多，这时，换热面积减小，而通过换热器1的蒸汽温度不变，最终使得换热器1出口热风温度降低。反之，当换热器1出口热风温度偏低时，则增大第二气动控制阀56开度来提高冷凝水外排速度，使换热器1底部冷凝水减少，此时，冷空气与换热器1的换热面积增大，从而提高热风温度。
在本实施例中，减少了现有技术中的蒸汽主管2和冷凝水主管3，结构更简单紧凑，安装方便，实用性高。
实施例3(应用)
以烟草生产企业中打叶复烤生产线中热风润叶机的热风温度控制为例，利用减压阀43控制通入换热器1的蒸汽压力为0.4MPa，冷凝水回收系统背压为0.25MPa，此时，第二浮球疏水阀54为正压，冷凝水可正常排放。当出口热风温度要求为90摄氏度时，第二气动控制阀56稳态开度为38％，第二气动控制阀56有效控制开度范围为30％～60％。当出口温度器51检测到热风温度偏低时，通过PID反馈控制，自动增大冷凝水支管5上第二气动控制阀56的开度，降低换热器1内冷凝水液位高度，增大了换热面积，提高热风温度；当热风温度偏高时，则减小第二气动控制阀56开度，提高冷凝水液位高度，减小换热面积，从而降低热风温度。
最后，需要说明的是，本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，上述实施例只是为了帮助解释和说明本实用新型，而不是对本实用新型的保护范围进行限制。