具有自适应性的给水蒸汽加热装置的制作方法

1.本实用新型属于加热装置领域，具体的是具有自适应性的给水蒸汽加热装置。


背景技术：

2.整体气化联合循环发电，是将燃料气化和燃气-蒸汽联合循环发电系统有机整合的一种洁净发电技术。整体气化联合循环发电系统主要有气化岛和动力岛组成，其中动力岛的主要设备为燃气轮机发电系统、余热锅炉和蒸汽轮机发电系统。余热锅炉回收燃气轮机高温尾气余热产生蒸汽，除用于蒸汽轮机发电外，也承担着向全厂各工艺单元提供蒸汽、给水，或者接收全厂各工艺单元来汽、来水的任务，是联合循环中重要的能量设备，很大程度上影响了联合循环发电的效率和系统运行的安全性。
3.实际运行中，余热锅炉受燃气轮机负荷变化影响，很难维持在额定工况。同时，由于燃气蒸汽联合循环电站工艺复杂，任一工艺单元发生故障或变化，例如气化单元或空分单元制气能力变化、酸性气体脱除单元脱气能力变化、化水单元制水能力变化等，都有可能对余热锅炉的安全运行造成影响。当从其他工艺单元返回的凝结水温度过低时，可能导致余热锅炉给水温度低于锅炉设计给水温度的情况发生，进而出现燃料和热风需求量增加，锅炉过热器、再热器超温以及尾部受热面低温腐蚀等问题，对系统产生不利影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服来水温度不稳定的问题，提供一种具有自适应性的给水蒸汽加热装置，用于调节温度不稳定的来水的温度，提供温度稳定的给水。
5.本实用新型采用的技术方案是：具有自适应性的给水蒸汽加热装置，包括封闭的汽水分离罐和加热蒸汽母管，所述汽水分离罐的内腔包括上方的蒸汽部和下方的储水部；
6.在汽水分离罐上设置有与其内腔相连通的用于排出高温蒸汽的蒸汽出口、输入加热蒸汽的蒸汽入口、将汽水分离罐内温度稳定的水排出的给水出口和向汽水分离罐供水的来水入口；
7.所述蒸汽出口外端经蒸汽输出支管与加热蒸汽母管相连通，蒸汽出口内端与蒸汽部相连通，并在蒸汽输出支管上设置有确保蒸汽由蒸汽部向加热蒸汽母管输送的止回阀一；
8.所述蒸汽入口外端经蒸汽输入支管与加热蒸汽母管相连通，蒸汽出口内端延伸至储水部，并在蒸汽输入支管上设置有确保蒸汽由加热蒸汽母管向储水部输送的止回阀二。
9.进一步的，所述蒸汽入口的内端经过布汽装置延伸至储水部；
10.所述布汽装置包括相互垂直的竖向连接管和横向布汽管；所述横向布汽管沿着汽水分离罐长度方向设置；所述竖向连接管一端与蒸汽入口的内端相连通，另一端与横向布汽管相连通；在横向布汽管上密布有数个布汽孔。
11.进一步的，横向布汽管上的布汽孔沿着横向布汽管轴向按列分布，各列中相邻两个布汽孔之间的间距相等。
12.进一步的，横向布汽管上的布汽孔沿着横向布汽管轴向分布成3列，且三列布汽孔均分布于横向布汽管的下半部分，包括汽孔中间列和位于汽孔中间列两侧的汽孔边侧列；汽孔中间列位于横向布汽管的底部，两侧的汽孔边侧列关于汽孔中间列对称分布。
13.进一步的，所述来水入口的内端经过布水装置与储水部相连通；
14.所述布水装置包括相互垂直的竖向来水管和横向布水管；所述横向布水管沿着汽水分离罐长度方向设置；所述竖向来水管一端与来水入口的内端相连通，另一端与横向布水管相连通；在横向布水管上密布有数个布水孔。
15.进一步的，横向布水管上的布水孔沿着横向布水管轴向按列分布，各列中相邻两个布水孔之间的间距相等。
16.进一步的，横向布水管上的布水孔沿着横向布水管轴向分布成3列，且三列布水孔均分布于横向布水管的上半部分，包括水孔中间列和位于水孔中间列两侧的水孔边侧列；水孔中间列位于横向布水管的顶部，两侧的水孔边侧列关于水孔中间列对称分布。
17.进一步的，在汽水分离罐上设置有与其内腔相连通的再循环水入口，所述再循环水入口内端经过洒水装置延伸至蒸汽部；再循环水入口外端与给水出口外端经过输水支管相连通。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的具有自适应性的给水蒸汽加热装置，通过汽水分离罐的蒸汽部和储水部起到汽水分离的作用。通过带有止回阀一的蒸汽输出支管将蒸汽部的高温蒸汽单相导入加热蒸汽母管，对高温来水进行散热降温。通过带有止回阀二的蒸汽输入支管将加热蒸汽母管的高温蒸汽导入储水部，对低温来水进行加热升温。使得汽水分离罐的水保证稳定的温度，以提供温度稳定的给水给余热锅炉等需水结构。该具有自适应性的给水蒸汽加热装置结构简单，其汽水分离为自然分离过程，蒸汽的输入输出根据加热蒸汽母管与蒸汽部之间的压差进行自主调节控制，节能且易于使用。
附图说明
19.图1为本实用新型示意图；
20.图2为汽水分离罐示意图；
21.图3为横向布汽管剖面图；
22.图4为横向布水管剖面图。
23.图中，汽水分离罐1、蒸汽部1a、储水部1b、蒸汽出口11、蒸汽入口12、再循环水入口13、给水出口14、来水入口15、加热蒸汽母管2、蒸汽输出支管3、止回阀一3a、蒸汽输入支管4、止回阀二4a、布汽装置5、竖向连接管51、横向布汽管52、布汽孔53、汽孔中间列53a、汽孔边侧列53b、布水装置6、竖向来水管61、横向布水管62、布水孔63、水孔中间列63a、水孔边侧列63b、洒水装置7、输水支管8。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：
25.本实用新型所表示方位的“上方”、“下方”等，均以附图1所示为准。
26.具有自适应性的给水蒸汽加热装置，如图1和图2所示，包括加热蒸汽母管2和封闭且横向布置的汽水分离罐1，所述汽水分离罐1的内腔包括上方的蒸汽部1a和下方的储水部
1b。
27.在汽水分离罐1上设置有与其内腔相连通的用于排出高温蒸汽的蒸汽出口11、输入加热蒸汽的蒸汽入口12、将汽水分离罐1内温度稳定的水排出的给水出口14和向汽水分离罐1供水的来水入口15。其中，高温蒸汽为汽水分离罐1内温度较高来水分离出的蒸汽。加热蒸汽是来自加热蒸汽母管2的蒸汽，其用于对汽水分离罐1内温度偏低来水进行加热。温度稳定的水是指温度满足设定温度的水，若水温大于设定温度，则说明水温度较高，若水温小于设定温度，则说明水温度偏低，水温度偏高或偏低均为温度不稳定的水。
28.所述蒸汽出口11外端经蒸汽输出支管3与加热蒸汽母管2相连通，蒸汽出口11内端与蒸汽部1a相连通，并在蒸汽输出支管3上设置有确保蒸汽由蒸汽部1a向加热蒸汽母管2输送的止回阀一3a；
29.所述蒸汽入口12外端经蒸汽输入支管4与加热蒸汽母管2相连通，蒸汽出口11内端延伸至储水部1b，并在蒸汽输入支管4上设置有确保蒸汽由加热蒸汽母管2向储水部1b输送的止回阀二4a。
30.本实用新型公开的具有自适应性的给水蒸汽加热装置，汽水分离罐1横向设置，即汽水分离罐1的长度方向沿着水平方向，如此设置，使得盛放于汽水分离罐1内腔的水深度相比于立放更浅，更利于将其内部的水均匀加热至所需要的温度。汽水分离罐1横向放置时，其腔体沿着一个水平面分为位于上方的蒸汽部1a和位于下方的储水部1b，储水部1b用于盛放水，将腔体分为蒸汽部1a和储水部1b的水平面便是汽水分离罐1内的液面。
31.当外部温度不稳定来水通过来水入口15进入汽水分离罐1。当来水温度较高时，利用汽水分离罐1中液面上方蒸汽部1a进行汽水分离，其分离原理为自然分离，即利用汽水的密度差，在重力作用下使水、汽得以分离，蒸汽上升到蒸汽部1a。当汽水分离罐1内蒸汽压力高于外部的加热蒸汽母管2压力时，分离后的蒸汽通过蒸汽出口11经蒸汽输出支管3进入外部的加热蒸汽母管2，对汽水分离罐1内的水进行散热降温，止回阀一3a控制蒸汽单方向流动，避免加热蒸汽母管2内的蒸汽通过蒸汽输出支管3进入汽水分离罐1。由于蒸汽输入支管4上设置的止回阀二4a也控制蒸汽单方向流动，避免汽水分离罐1内的蒸汽通过蒸汽输入支管4进入加热蒸汽母管2，故，此时蒸汽输入支管4内无蒸汽流入流出。
32.当来水温度较高时，汽水分离罐1内蒸汽压力降低，当汽水分离罐1内蒸汽压力低于外部的加热蒸汽母管2压力时，加热蒸汽母管2内的蒸汽通过蒸汽入口12输入汽水分离罐1。由于蒸汽出口11内端延伸至储水部1b，故，加热蒸汽母管2内的蒸汽被注入到汽水分离罐1内的水中，对汽水分离罐1内的水进行升温，此时，蒸汽输出支管3内无蒸汽流入流出。
33.如此进行下去，当汽水分离罐1内的水满足送出水温度要求时，汽水分离罐1内的水通过给水出口14泵出，输送给需水处。
34.在本实用新型中，沿竖向，加热蒸汽母管2位于汽水分离罐1的上方，蒸汽出口11和蒸汽入口12均分布于汽水分离罐1的蒸汽部1a所在的罐壁上，利于加热蒸汽母管2与汽水分离罐1之间连接的同时利于汽水分离罐1内的高温蒸汽向加热蒸汽母管2输送。给水出口14和来水入口15则分布于汽水分离罐1的储水部1b所在的罐壁上。
35.本实用新型中，内端，如蒸汽出口11的内端、蒸汽入口12的内端、来水入口15的内端以及再循环水入口13的内端等，是指朝向汽水分离罐1内腔的一端，反之，与内端相对的为外端，即朝向汽水分离罐1外的一端。
36.蒸汽入口12的内端可以直接通过一根管道延伸至储水部1b。本实用新型中，所述蒸汽入口12的内端经过布汽装置5延伸至储水部1b；
37.如图2和图3所示，所述布汽装置5包括相互垂直的竖向连接管51和横向布汽管52；所述横向布汽管52沿着汽水分离罐1长度方向设置；所述竖向连接管51一端与蒸汽入口12的内端相连通，另一端与横向布汽管52相连通；在横向布汽管52上密布有数个布汽孔53。
38.其中，竖向连接管51垂直于横向布汽管52将外部蒸汽传输给横向布汽管52，横向布汽管52位于液面下，由于横向布汽管52沿着汽水分离罐1的长度方向设置，其密布有多个布汽孔53，增大了蒸汽在水里的扩散面积，利于蒸汽与水充分进行热交换。
39.为了提高蒸汽注入水中的均匀性，使得水与蒸汽进行热交换尽量各处都均匀，横向布汽管52上的布汽孔53沿着横向布汽管52轴向按列分布，各列中相邻两个布汽孔53之间的间距相等。该设置，使得沿着汽水分离罐1横向的热交换趋于均匀。
40.为了使得沿着汽水分离罐1宽度方向的热交换趋于均匀，横向布汽管52上的布汽孔53沿着横向布汽管52轴向分布成3列，且三列布汽孔53均分布于横向布汽管52的下半部分，包括汽孔中间列53a和位于汽孔中间列53a两侧的汽孔边侧列53b；汽孔中间列53a位于横向布汽管52的底部，两侧的汽孔边侧列53b关于汽孔中间列53a对称分布。
41.布汽孔53设置于横向布汽管52的下半部分能延长蒸汽与水进行热交换的路径。
42.横向布汽管52安装到汽水分离罐1后，沿其中轴线所在的水平面为基准，位于水平面下方的部分为横向布汽管52的下半部分，位于水平面上方的部分为横向布汽管52的上半部分。
43.同理，为了使新注入的外部温度不稳定来水快速与汽水分离罐1内已有的水均匀混合，优选的，如图2和图4所示，所述来水入口15的内端经过布水装置6与储水部1b相连通；所述布水装置6包括相互垂直的竖向来水管61和横向布水管62；所述横向布水管62沿着汽水分离罐1长度方向设置；所述竖向来水管61一端与来水入口15的内端相连通，另一端与横向布水管62相连通；在横向布水管62上密布有数个布水孔63。
44.为了提高部温度不稳定来水注入已有水中的均匀性，进一步提高已有水与外来水混合的均匀性，在横向布水管62上的布水孔63沿着横向布水管62轴向按列分布，各列中相邻两个布水孔63之间的间距相等。该设置，使得沿着汽水分离罐1横向外来水均匀注入。
45.为了使得沿着汽水分离罐1宽度方向的来水均匀注入汽水分离罐1，优选的，横向布水管62上的布水孔63沿着横向布水管62轴向分布成3列，且三列布水孔63均分布于横向布水管62的上半部分，包括水孔中间列63a和位于水孔中间列63a两侧的水孔边侧列63b；水孔中间列63a位于横向布水管62的顶部，两侧的水孔边侧列63b关于水孔中间列63a对称分布。由于水在重力作用下向下流动，故，布水孔63设置于横向布水管62的上半部分能延长来水注入已有水中的路径，更进一步提高混合的均匀性。
46.横向布水管62安装到汽水分离罐1后，沿其中轴线所在的水平面为基准，位于水平面下方的部分为横向布水管62的下半部分，位于水平面上方的部分为横向布水管62的上半部分。
47.由于满足水温要求的水通过给水出口14泵出，为了维持水泵入口的绝对压力，防止水泵汽蚀现象的发生，优选的，在汽水分离罐1上设置有与其内腔相连通的再循环水入口13，所述再循环水入口13内端经过洒水装置7延伸至蒸汽部1a；再循环水入口13外端与给水
出口14外端经过输水支管8相连通。该结构，当来水入口15没有来水进入汽水分离罐1时，从给水出口14泵出的水经过输水支管8由再循环水入口13输送至汽水分离罐1，以控制汽水分离罐1内的液面高度，保持管道内有防止水泵汽蚀现象发生的最小流量。为了使再循环水均匀喷洒于汽水分离罐1的水面上，再循环水入口13内端经过洒水装置7延伸至蒸汽部1a，即洒水装置7位于液面上。洒水装置7可以采用喷头、花洒等。本实用新型公开的实施例中，洒水装置7采用与布汽装置5相类似的结构。