一种蒸汽锅炉无动力补水系统及控制方法

一种蒸汽锅炉无动力补水系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种蒸汽锅炉无动力补水系统，包括锅炉高压仓，其特征是：所述锅炉高压仓通过带有阀门A和阀门C的管路连接缓压仓，所述缓压仓通过带有阀门B和阀门D的管路连接蓄水仓，所述锅炉高压仓内设置有锅炉上水位限位开关和锅炉下水位限位开关，所述锅炉高压仓还通过带有阀门A’和阀门C’的管路连接备用缓压仓，所述备用缓压仓通过带有阀门B’和阀门D’的管路连接蓄水仓。本发明制作简单，成本低，安装方便，占用空间小，性能稳定，能够更好的服务生产，符合低能耗标准，能源节约，控制系统中小功率电动机功率小，工作时间短。
【专利说明】一种蒸汽锅炉无动力补水系统及控制方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及蒸汽锅炉领域，具体地讲，涉及一种蒸汽锅炉无动力补水系统及控制方法。

【背景技术】
[0002]在工业生产中，大容量高压蒸汽锅炉采用电动机-离心式水泵补水，由于锅炉炉仓内压力大，补水系统运行时间长，耗电量很大，以4T、1.5MP蒸汽锅炉为例，补水系统配套动力22.5KW，工作时间约为锅炉工作时间三分之一，其系统电耗量:W = pt =22.5\103\365\24乂1/3~6.6万度。现有的高压锅炉补水系统耗费浪费大量能源，且效率不高。此为现有技术的不足之处。


【发明内容】

[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种蒸汽锅炉无动力补水系统及控制方法，实现高压蒸汽锅炉的无动力自动补水，自动化程度高。
[0004]本发明采用如下技术方案实现发明目的:
[0005]一种蒸汽锅炉无动力补水系统，包括锅炉高压仓，其特征是:所述锅炉高压仓通过带有阀门A和阀门C的管路连接缓压仓，所述缓压仓通过带有阀门B和阀门D的管路连接蓄水仓，所述锅炉高压仓内设置有锅炉上水位限位开关和锅炉下水位限位开关，所述锅炉高压仓还通过带有阀门A’和阀门C’的管路连接备用缓压仓，所述备用缓压仓通过带有阀门B’和阀门D’的管路连接蓄水仓。
[0006]作为对本技术方案的进一步限定，所述缓压仓和备用缓压仓结构相同，所述缓压仓和备用缓压仓内都设置有上水位限位开关、下水位限位开关和隔离板，所述隔离板上设置有回水阀，所述隔离板连接驱动气缸，所述缓压仓和备用缓压仓的内侧顶部设置有隔离板限位开关。
[0007]作为对本技术方案的进一步限定，所述隔离板的外围设置有密封圈。
[0008]作为对本技术方案的进一步限定，所述蓄水仓的最低端高度大于或者等于所述缓压仓和备用缓压仓的顶端高度。
[0009]作为对本技术方案的进一步限定，所述缓压仓和备用缓压仓的高度大于或者等于所述锅炉上水位限位开关的高度。
[0010]本发明还公开了一种蒸汽锅炉无动力补水控制方法，其特征是:包括如下步骤:
[0011](I)开启状态:缓压仓启动，打开阀门B和阀门D，同时缓压仓的隔离板在缓压仓的驱动气缸的带动下快速上升，给缓压仓蓄水，直到缓压仓的水位上限位开关发出水满信号ilh，缓压仓停止蓄水，关闭阀门B和阀门D ;打开阀门B’和阀门D’，同时，备用缓压仓的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，给备用缓压仓蓄水，直到备用缓压仓的水位上限位开关发出水满信号，备用缓压仓停止蓄水，关闭阀门B’和阀门D’ ；
[0012](2)锅炉高压仓锅炉水位下限位开关发出预警信号；
[0013](3)如果缓压仓处于水满状态，则缓压仓给锅炉高压仓补水；
[0014](4)如果缓压仓的水位下限位开关发出预警信号且备用缓压仓处于水满状态，备用缓压仓给锅炉高压仓补水，缓压仓开始自补水；
[0015](5)如果备用缓压仓的水位下限位开关二发出预警信号，备用缓压仓开始自补水；
[0016](6)重复步骤(3)-(5)，直到锅炉高压仓锅炉水位上限位开关发出预警信号，补水结束。
[0017]作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(3)中缓压仓给高炉高压仓补水包括如下过程:
[0018]阀门A和阀门C打开，阀门B和阀门D关闭，缓压仓制造高压平衡，缓压仓内的软化水借用水位差利用自重经过阀门A流入锅炉高压仓内，同时，高压蒸汽通过阀门C流入缓压仓，并受压给缓压仓的隔离板，隔离板在驱动气缸作用下向下运动，驱动气缸次助压，力口速补水速度，回水阀具有单相流动性，在隔离板的作用下，将液态水和高压蒸汽隔离，不会发生汽液吸溶现象。
[0019]作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(4)的备用缓压仓给锅炉高压仓补水的过程如下:
[0020]阀门A’和阀门C’打开，阀门B’和阀门D’关闭，备用缓压仓制造高压平衡，备用缓压仓内的软化水借用水位差利用自重经过阀门A’流入锅炉高压仓内，同时，高压蒸汽通过阀门C’流入备用缓压仓，并受压给备用缓压仓的隔离板，隔离板在驱动气缸作用下向下运动，二次助压，加速补水速度，回水阀具有单相流动性，在备用缓压仓隔离板的作用下，将液态水和高压蒸汽隔离，不会发生汽液吸溶现象。
[0021]作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(4)的缓压仓自补水过程如下:
[0022]阀门B和阀门D打开，阀门A和阀门C关闭，缓压仓制造常压平衡，借用水位差，利用水自重，软化水从蓄水仓经过阀门B和阀门D流进缓压仓，同时，缓压仓的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，当上升到缓压仓顶端时，隔离板限位开关发出触发信号，回水阀被打开，补水继续进行，直到缓压仓的水位上限位开关发出水满信号，停止补水，同时，气体经过阀门D排出，液化水经过回水阀流到隔离板下侧。
[0023]作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(5)的备用缓压仓自补水过程如下:
[0024]备用缓压仓补水:阀门B’和阀门D’打开，阀门A’和阀门C’关闭，备用缓压仓制造常压平衡，借用水位差，利用水自重，软化水从蓄水仓经过阀门B’和阀门D’流进备用缓压仓，同时，备用缓压仓的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，当上升到备用缓压仓顶端时，隔离板限位开关发出触发信号，回水阀被打开，补水继续进行，直到备用缓压仓的水位上限位开关发出水满信号，停止补水，同时，气体经过阀门D’排出，液化水经过回水阀流到隔离板下侧。
[0025]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明的缓压仓利用水的自重为锅炉高压仓补水，当缓压仓内补充完毕但高压仓还没有达到水满状态时，备用缓压仓为锅炉高压仓补水，缓压仓和备用缓压仓交替完成锅炉高压仓的补水工作，无须采用电动机提供动力，制作简单，成本低，安装方便，占用空间小，性能稳定，能够更好的服务生产，符合低能耗标准，能源节约，控制系统中小功率电动机功率小，工作时间短。

【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1为本发明的结构示意图。
[0027]图2为本发明的缓压仓和备用缓压仓的侧视图。
[0028]图3为本发明的锅炉高压仓、缓压仓、备用缓压仓和蓄水仓的俯视图。
[0029]图4为本发明的锅炉高压仓、缓压仓、备用缓压仓和蓄水仓的侧视图。
[0030]图5为本发明的缓压仓的结构示意图。
[0031]图6为本发明的隔离板的结构示意图。
[0032]图7为本发明图5的A-A剖视图。
[0033]图中，1、锅炉高压仓，2、阀门A，3、阀门C，4、缓压仓，5、阀门B，6、阀门D，7、蓄水仓，8、锅炉水位上限位开关，9、锅炉水位下限位开关，10、水位上限位开关，11、水位下限位开关，12、隔离板，13、回水阀，14、备用缓压仓，15、阀门A’，16、阀门C’，17、阀门B’，18、阀门D’、19、驱动气缸,20、隔离板限位开关,21、密封圈。

【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。
[0035]参见图1-图7，本发明包括锅炉高压仓1，所述锅炉高压仓I通过带有阀门A2和阀门C3的管路连接缓压仓4，所述缓压仓4通过带有阀门B5和阀门D6的管路连接蓄水仓7，所述锅炉高压仓I内设置有锅炉上水位限位开关8和锅炉下水位限位开关9，所述锅炉高压仓I还通过带有阀门A’ 15和阀门C’ 16的管路连接备用缓压仓14，所述备用缓压仓14通过带有阀门B’ 17和阀门D，18的管路连接蓄水仓7。
[0036]所述缓压仓4和备用缓压仓14结构相同，所述缓压仓4和备用缓压仓14内都设置有上水位限位开关10、下水位限位开关11和隔离板12，所述隔离板12上设置有回水阀13，所述隔离板12连接驱动气缸19，所述缓压仓4和备用缓压仓14的内侧顶部设置有隔离板限位开关20。
[0037]所述隔离板12的外围设置有密封圈21。密封圈21起到密封作用，防治缓压仓4和备用缓压仓14内的水漫到隔离板12上侧。
[0038]所述蓄水仓7的最低端高度大于或者等于所述缓压仓4和备用缓压仓14的顶端高度。
[0039]所述缓压仓4和备用缓压仓14的高度大于或者等于所述锅炉上水位限位开关8的高度。
[0040]本发明的阀门A，阀门C、阀门B，阀门D、阀门A’、阀门C’、阀门B’、阀门D’和回水阀13都是采用现有技术，锅炉上水位限位开关和锅炉下水位限位开关也是采用现有技术，锅炉上水位限位开关8和锅炉下水位限位开关9根据锅炉内的水位高低发送触发信号，上水位限位开关10和下水位限位开关11根据缓压仓4和备用缓压仓14内的水位高低发出触发信号，隔离板限位开关20通过隔离板的触动发出触发信号。此为现有技术，在此不再赘述。
[0041]本发明还公开了一种蒸汽锅炉无动力补水控制方法，包括如下步骤:
[0042](I)开启状态:缓压仓4启动，打开阀门B5和阀门D6,同时缓压仓4的隔尚板12在缓压仓的驱动气缸19的带动下快速上升，给缓压仓4蓄水，直到缓压仓4的水位上限位开关10发出水满信号ilh，缓压仓停止蓄水，关闭阀门B5和阀门D6 ;打开阀门B’和阀门D’，同时，备用缓压仓14的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，给备用缓压仓14蓄水，直到备用缓压仓14的水位上限位开关发出水满信号I’lh，备用缓压仓停止蓄水，关闭阀门B’和阀门D’ ；
[0043](2)锅炉水位下限位开关9发出预警信号；
[0044](3)如果缓压仓4处于水满状态，则缓压仓4给锅炉高压仓补水；
[0045](4)如果缓压仓4的水位下限位开关发出预警信号且备用缓压仓14处于水满状态，备用缓压仓14给锅炉高压仓I补水，缓压仓4开始自补水；
[0046](5)如果备用缓压仓14的水位下限位开关发出预警信号，备用缓压仓14开始自补水；
[0047](6)重复步骤(3)-(5)，直到锅炉水位上限位开关8发出预警信号，补水结束。
[0048]所述步骤(3)中缓压仓4给高炉高压仓I补水包括如下过程:
[0049]阀门A2和阀门C3打开，阀门B5和阀门D6关闭，缓压仓4制造高压平衡，缓压仓4内的软化水借用水位差利用自重经过阀门A2流入锅炉高压仓I内，同时，高压蒸汽通过阀门C3流入缓压仓4，并受压给缓压仓的隔离板12，隔离板12在驱动气缸19作用下向下运动，驱动气缸19 二次助压，加速补水速度，回水阀13具有单相流动性，在隔离板12的作用下，将液态水和高压蒸汽隔离，不会发生汽液吸溶现象，直到缓压仓4的水位下限位开关发出预警信号，隔离板12停止向下运动。
[0050]所述步骤(4)的备用缓压仓14给锅炉高压仓I补水的过程如下:
[0051]阀门A’ 15和阀门C’ 16打开，阀门B’ 17和阀门D’ 18关闭，备用缓压仓14制造高压平衡，备用缓压仓内14的软化水借用水位差利用自重经过阀门A’ 15流入锅炉高压仓I内，同时，高压蒸汽通过阀门C’16流入备用缓压仓14，并受压给备用缓压仓的隔离板12，隔离板12在驱动气缸19作用下向下运动，二次助压，加速补水速度，回水阀13具有单相流动性，在备用缓压仓隔离板12的作用下，将液态水和高压蒸汽隔离，不会发生汽液吸溶现象，直到备用缓压仓14的水位下限位开关发出预警信号，隔离板12停止向下运动。
[0052]所述步骤(4)的缓压仓4自补水过程如下:
[0053]阀门B5和阀门D6打开，阀门A2和阀门C3关闭，缓压仓4制造常压平衡，借用水位差，利用水自重，软化水从蓄水仓7经过阀门B5和阀门D6流进缓压仓4，同时，缓压仓4的隔离板12在驱动气缸19的带动下快速上升，当上升到缓压仓4顶端时，隔离板12触发隔离板限位开关20发出触发信号，回水阀13被打开，隔离板12停止向上运动，补水继续进行，直到缓压仓4的水位上限位开关发出水满信号，停止补水，同时，气体经过阀门D6排出，液化水经过回水阀流到隔离板12下侧。
[0054]所述步骤(5)的备用缓压仓自补水过程如下:
[0055]备用缓压仓补水:阀门B’ 17和阀门D’ 18打开，阀门A’ 15和阀门C’ 16关闭，备用缓压仓14制造常压平衡，借用水位差，利用水自重，软化水从蓄水仓7经过阀门B’ 17和阀门D’18流进备用缓压仓14，同时，备用缓压仓14的隔离板12在驱动气缸的带动下快速上升，当上升到备用缓压仓14顶端时，隔离板12触发隔离板限位开关20发出触发信号，隔离板12停止向上运动，回水阀13被打开，补水继续进行，直到水位上限位开关发出水满信号，停止补水，同时，气体经过阀门D’排出，液化水经过回水阀流到隔离板12下侧。
[0056] 本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种蒸汽锅炉无动力补水系统，包括锅炉高压仓，其特征是:所述锅炉高压仓通过带有阀门A和阀门C的管路连接缓压仓，所述缓压仓通过带有阀门B和阀门D的管路连接蓄水仓，所述锅炉高压仓内设置有锅炉上水位限位开关和锅炉下水位限位开关，所述锅炉高压仓还通过带有阀门A’和阀门C’的管路连接备用缓压仓，所述备用缓压仓通过带有阀门B’和阀门D’的管路连接蓄水仓。
2.根据权利要求1所述的蒸汽锅炉无动力补水系统，其特征是:所述缓压仓和备用缓压仓结构相同，所述缓压仓和备用缓压仓内都设置有上水位限位开关、下水位限位开关和隔离板，所述隔离板上设置有回水阀，所述隔离板连接驱动气缸，所述缓压仓和备用缓压仓的内侧顶部设置有隔离板限位开关。
3.根据权利要求1所述的蒸汽锅炉无动力补水系统，其特征是:所述隔离板的外围设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的蒸汽锅炉无动力补水系统，其特征是:所述蓄水仓的最低端高度大于或者等于所述缓压仓和备用缓压仓的顶端高度。
5.根据权利要求1所述的蒸汽锅炉无动力补水系统，其特征是:所述缓压仓和备用缓压仓的高度大于或者等于所述锅炉上水位限位开关的高度。
6.一种蒸汽锅炉无动力补水控制方法，其特征是:包括如下步骤: (1)开启状态:缓压仓启动，打开阀门B和阀门D，同时缓压仓的隔离板在缓压仓的驱动气缸的带动下快速上升，给缓压仓蓄水，直到缓压仓的水位上限位开关发出水满信号ilh，缓压仓停止蓄水，关闭阀门B和阀门D ;打开阀门B’和阀门D’，同时，备用缓压仓的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，给备用缓压仓蓄水，直到备用缓压仓的水位上限位开关发出水满信号，备用缓压仓停止蓄水，关闭阀门B’和阀门D’ ； (2)锅炉高压仓锅炉水位下限位开关发出预警信号； (3)如果缓压仓处于水满状态，则缓压仓给锅炉高压仓补水； (4)如果缓压仓的水位下限位开关发出预警信号且备用缓压仓处于水满状态，备用缓压仓给锅炉高压仓补水，缓压仓开始自补水； (5)如果备用缓压仓的水位下限位开关二发出预警信号，备用缓压仓开始自补水； (6)重复步骤(3)-(5)，直到锅炉高压仓锅炉水位上限位开关发出预警信号，补水结束。
7.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉无动力补水控制方法，其特征是:所述步骤(3)中缓压仓给高炉高压仓补水包括如下过程: 阀门A和阀门C打开，阀门B和阀门D关闭，缓压仓制造高压平衡，缓压仓内的软化水借用水位差利用自重经过阀门A流入锅炉高压仓内，同时，锅炉高压仓内的高压蒸汽通过阀门C流入缓压仓，并受压给缓压仓的隔离板，隔离板在驱动气缸作用下向下运动，驱动气缸次助压，加速补水速度，回水阀具有单相流动性，在隔离板的作用下，将液态水和高压蒸汽隔离，不会发生汽液吸溶现象。
8.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉无动力补水控制方法，其特征是:所述步骤(4)的备用缓压仓给锅炉高压仓补水的过程如下: 阀门A’和阀门C’打开，阀门B’和阀门D’关闭，备用缓压仓制造高压平衡，备用缓压仓内的软化水借用水位差利用自重经过阀门A’流入锅炉高压仓内，同时，高压蒸汽通过阀门C’流入备用缓压仓，并受压给备用缓压仓的隔离板，隔离板在驱动气缸作用下向下运动，二次助压，加速补水速度，回水阀具有单相流动性，在备用缓压仓隔离板的作用下，将液态水和高压蒸汽隔离，不会发生汽液吸溶现象。
9.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉无动力补水控制方法，其特征是:所述步骤(4)的缓压仓自补水过程如下: 阀门B和阀门D打开，阀门A和阀门C关闭，缓压仓制造常压平衡，借用水位差，利用水自重，软化水从蓄水仓经过阀门B流进缓压仓，同时，缓压仓的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，当上升到缓压仓顶端时，隔离板限位开关发出触发信号，回水阀被打开，补水继续进行，直到缓压仓的水位上限位开关发出水满信号，停止补水，同时，气体经过阀门D排出，高压蒸汽的液化水经过回水阀流到隔离板下侧。
10.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉无动力补水控制方法，其特征是:所述步骤(5)的备用缓压仓自补水过程如下: 备用缓压仓补水:阀门B’和阀门D’打开，阀门A’和阀门C’关闭，备用缓压仓制造常压平衡，借用水位差，利用水自重，软化水从蓄水仓经过阀门B’流进备用缓压仓，同时，备用缓压仓的隔离板在驱动气缸的带动下快速上升，当上升到备用缓压仓顶端时，隔离板限位开关发出触发信号，回水阀被打开，补水继续进行，直到备用缓压仓的水位上限位开关发出水满信号，停止补水，同时，气体经过阀门D’排出，高压蒸汽的液化水经过回水阀流到隔离板下侧。
【文档编号】F22D5/34GK104406156SQ201410659694
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】孔令斌 申请人:孔令斌