蒸汽凝结水收集装置及防止输水泵气蚀的方法

蒸汽凝结水收集装置及防止输水泵气蚀的方法
【专利摘要】本发明公开一种蒸汽凝结水收集装置及防止输水泵气蚀的方法，蒸汽凝结水收集装置，包括水罐，输水泵，管道，阀门及电气控制与测量仪表蒸汽凝结水收集装置的水罐出水口与输水泵进口相连，水罐与输水泵均放在地面上；水罐出水口A2与输水泵进口A6连接，输水泵出口A8通过管线与锅炉房连接。将凝结水阀V1打开，凝结水流入水罐内，液位在正常液位时，打开输水泵进口阀V2，输水泵出口阀V3，启动输水泵，将凝结水打到锅炉房，保持水罐液位在正常液位；当液位降至最低液位时，使最低液位与输水泵联锁，停输水泵，防止泵气蚀。
【专利说明】蒸汽凝结水收集装置及防止输水泵气蚀的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蒸汽凝结水收集装置及防止输水泵气蚀的方法。
【背景技术】
[0002]随着市场经济的发展，蒸汽凝结水的回收和利用，在节能和环保的领域中普遍受到重视。它对降低锅炉燃料消耗，节约用水，节省水处理费用，减少余热、余汽的污染，延长锅炉及热网系统使用期等均有重要价值。
[0003]根据我国多年来的有关节能政策，规定蒸汽用汽时，凝结水回收率不宜少于70%。
[0004]蒸汽凝结水装置就是当蒸汽凝结水以自流或余压的方式不能返回锅炉房时，将凝结水聚集回收，用泵加压返回锅炉房。
[0005]蒸汽凝结水装置主要由水罐、水泵、管道及电气控制与计量仪表组成。
[0006]目前，国内蒸汽凝结水装置采用如图1所示，主要设施包括水罐、输水泵、管道、阀门及电气控制与测量仪表组成等。水罐设有自动控制水位的装置，有声光报警信号传到控制室，当水罐液位高时，人工启动水泵，当水罐液位低时，人工停水泵。
[0007]泵气蚀原理:水在泵叶轮中流动时，由于叶片的形状和液流在其中突然改变方向等流动特点，决定了流道中液流的压力分布，在叶片入口附近的非工作面上存在着某些局部低压区。当处于低压区的液流压力降低到对应液体温度的饱和蒸气压时，水便开始汽化而形成汽泡；汽泡随液流在流道中流动到压力较高之处又瞬时凝失(溃灭)，在气泡凝失的瞬间，气泡周围的液体迅速冲入气泡凝失形成的空穴，并伴有局部的高温、高压水击现象，
[0008]危害:
[0009](I)泵的性能突然下降；
[0010](2)泵产生振动及噪音；
[0011](3)泵的过流部分产生破坏。
[0012]凝结水系统返回水罐的温度一般为80?100°C，水泵的允许气蚀余量一般在2?5米(泵厂家样本)，若不考虑水泵的安装高度，水泵很容易产生气蚀现象，影响水泵的寿命，装置的连续运行受到影响。

【发明内容】

[0013]为了解决现有的技术问题，本发明公开一种蒸汽凝结水收集装置及防止输水泵气蚀的方法，解决生产过程中存在的安全隐患，提高生产装置的经济效益。
[0014]本发明的技术方案如下:
[0015]一种蒸汽凝结水收集装置，包括水罐1，输水泵2，管道，阀门及电气控制与测量仪表；其特征是蒸汽凝结水收集装置的水罐出水口与输水泵进口相连，水罐与输水泵均放在地面上；水罐I出水口 A2与输水泵2进口 A6连接，输水泵出口 A8通过管线与锅炉房连接。
[0016]采用本发明的装置收集蒸汽凝结水的方法，将凝结水阀Vl打开，凝结水流入水罐内，液位在正常液位时，打开输水泵进口阀V2，输水泵出口阀V3，启动输水泵2，将凝结水打到锅炉房，保持水罐液位在正常液位；当液位降至最低液位时，使最低液位与输水泵联锁，停输水泵，防止泵气蚀。
[0017]所述的水罐最低液位，即输水泵安装高度。由测液位元件根据水罐底部的压力来折算液位高度。
[0018]详细说明如下:
[0019]将凝结水阀Vl打开，凝结水流入水罐内，液位在正常液位时，打开输水泵进口阀V2，输水泵出口阀V3，启动输水泵2，将凝结水打到锅炉房，保持水罐液位在正常液。当液位降至最低液位时，使最低液位与输水泵联锁，停输水泵，防止泵气蚀。
[0020]图1控制方案为:凝水罐的温度就地指示、液位远传至分散控制系统DCS (以下简称DCS)指示并上下限报警。
[0021]图2在图1原有控制的基础上，进行如下优化:
[0022]原控制方案为:凝水罐的温度就地指示；液位信号L (单位为:m)，远传至中控室的集散控制系统(DCS)进行指示并上下限报警。
[0023]在原有控制的基础上，进行优化，具体为:
[0024]增加温度计(钼热电阻)一支，用于测量凝水罐的温度T (单位为:V)。该温度信号将远传至DCS。DCS将以此信号计算出实时的“A”值(A=Po-Pv/P g- Δ h_Hf)，(单位为:m)。该值将成为凝水罐液位下下限联锁的“联锁值”。
[0025]控制方法如图3所示:
[0026]关于凝水罐液位，由测液位元件根据水罐底部的压力来折算液位高度L。在DCS中，增加液位下下限联锁控制，如当L < A时，表示泵要发生气蚀，DCS便会判断并将控制信号送至输水泵电气控制柜，实现自动停输水泵2，以保护泵避免液位低而损坏。同时，增加正常液位B联锁控制，该控制信号将送至输水泵电气控制柜，实现当液位达到正常B时自动启泵。故本发明对于泵有良好的保护效果。
[0027]在计算A值的公式中，Pv和P值均与T值存在——对应关系的，DCS会依实时测量的T值，自动查到对应的实时的Pv和P值，从而计算出实时的A值(公式中其他值均为常量)，A值只有下限要求。
[0028]考虑到介质温度小于200°C，所以选择钼热电阻(PtlOO)作为现场测温元件。控制主要元件:热电阻I支、信号电缆若干米、相应的施工调试。
[0029]整个控制过程是:钼热电阻信号T进入DCS，DCS计算出A值，同时，测得的液位L值，将与A值进行比较，若L ( A，则输出一个开关量信号DOl (干接点)给输水泵电气控制柜，实现自动停输水泵2，并保持该状态。当液位L值大于等于上上限联锁值时，DCS会自动输出一个开关量信号D02 (干接点)给输水泵电气控制柜，实现自动开启输水泵2。其间，DCS会有液位上限或液位下限的声光报警以提示操作人员。上限值、下限值及上上限值均由工程师设定并键入DCS。
[0030]采用上述方法达到水罐液位L与水罐液位距输水泵进口高度A比较，当L > A，通过控制液位高度值A，防止了输水泵产生气蚀。解决了装置的安全生产的问题，更主要的是排除了安全隐患，保证装置的安全运行。
【专利附图】

【附图说明】[0031]图1:原蒸汽冷凝水回收系统流程图示。
[0032]图2:本发明蒸汽冷凝水回收系统流程图示。
[0033]图3:控制联锁图。
[0034]注:1-蒸汽冷凝水罐，2-输水泵LIA-液位指示报警，LIAS-液位指示报警联锁，P1-压力指示，T1-温度指示，M-电机，PW-蒸汽冷凝水，H-液位高限，HH-液位高高限，L-液位低限，LL-液位低低限
【具体实施方式】
[0035]按照如图2所述的内容，将水罐和输水泵管线、阀门连接好。将凝结水阀Vl打开，凝结水流入水罐内，液位在正常液位时，打开输水泵进口阀V2，输水泵出口阀V3，启动输水泵2，将凝结水打到锅炉房，保持水罐液位在正常液。当液位降至最低液位时，使最低液位与输水泵联锁，停输水泵，防止泵气蚀，当液位达到正常液位时，自动启泵。所有管线保温做好隔热措施。[0036]输水泵安装高度具体数据如下:
[0037]凝结水系统返回水罐的温度一般为80~100°C，水泵的允许气蚀余量一般在2~5米，选水泵的允许气蚀余量为2~5米，水罐与输水泵之间管线很短，管路阻力降忽略不计，大气压为101.33kPa，根据液位高度的计算公式，在不同的输水温度下液位高度A值如
下表:
[0038]
【权利要求】
1.一种蒸汽凝结水收集装置，包括水罐1，输水泵2，管道，阀门及电气控制与测量仪表；其特征是蒸汽凝结水收集装置的水罐出水口与输水泵进口相连，水罐与输水泵均放在地面上；水罐I出水口 A2与输水泵2进口 A6连接，输水泵出口 A8通过管线与锅炉房连接。
2.利用权利要求1的装置收集蒸汽凝结水的方法，其特征是将凝结水阀Vl打开，凝结水流入水罐内，液位在正常液位时，打开输水泵进口阀V2，输水泵出口阀V3，启动输水泵2，将凝结水打到锅炉房，保持水罐液位在正常液位；当液位降至最低液位时，使最低液位与输水泵联锁，停输水泵，防止泵气蚀。
3.如权利要求2所述的方法，其特征是所述的水罐最低液位，即输水泵安装高度。
4.如权利要求2所述的方法，其特征是由测液位元件根据水罐底部的压力来折算液位高度。
【文档编号】F22D11/06GK103528046SQ201310528533
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】田丽焕, 王勤, 柏萌, 王宝来, 胡小营, 白立晓, 井博勋 申请人:天津市化工设计院