蒸汽凝结水梯级利用系统的制作方法

1.本实用新型属于余热回收利用技术领域，具体涉及蒸汽凝结水梯级利用系统。


背景技术：

2.工业和电厂发电行业对高温蒸汽会进行回收，低压蒸汽主要应用于反应釜的加热或者部分管线的伴热系统。民用建筑的蒸汽回收较少，集中在大中医院的蒸汽杀菌消毒、热水供应和冬季采暖，但蒸汽一次使用后二次回收极少。
3.现有技术中也有医院废蒸汽的利用系统，如：专利cn209706269u公开了《一种基于废蒸汽二次利用的北方医院综合供能系统》，通过将洗衣房、烘干房、消毒间、食堂等处的废蒸汽用废蒸汽二次回收装置进行回收，在通过蒸汽型溴化锂吸收式冷温水机组制冷或制热，多渠道对废蒸汽进行二次回收利用。专利cn208936839u公开了《一种利用医院蒸汽回收加热的热水供水系统》，将消毒锅消毒后的废蒸汽回收利用；洗衣房熨烫机不用时产生的冷凝水加热为热水回收利用、又及将锅炉产生的烟气采用盘管换热器将进水管输入的冷水加热利用。以上专利代表着国内医院普遍采用的预算较高和预算有限的2个方向的蒸汽回收利用的技术方向。
4.但以上技术的共同点是均采用开放式或者半开放式凝结水回收系统，但开放式回收系统在运行中难免存在以下的问题：
5.1.开放或者半开放的蒸汽回收势必会造成凝结水和二次蒸汽的损失，这些损失的水是非常优质的软水，在西北地区软化成本也较高，所以不管是水资源本身还是水汽中蕴含的热量，都是浪费，所以在技术改造还存在较大的成本节约方面的潜力。
6.2.开放式或者半开放式回收系统因其开放的性质，管道系统当中容易进入空气，造成管件和凝结水管道的腐蚀，管道锈蚀后的凝结水会因为受到污染而颜色发红、带有杂质，这样一来，锅炉房会拒绝回收。
7.这在实际运行中就变成了致本来用于回收软水的凝结水回收罐成了红色含铁锈软水的排水储罐，而且这些凝结水温度高，直排还存在污染，无法找到良好的处理方案，成为亟待改造的技术痛点。
8.基于以上背景技术中存在的问题，设计施工人员提出了蒸汽凝结水梯级利用系统。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种蒸汽凝结水梯级利用系统，以解决不稳定蒸汽供应系统与开放式凝结水回收系统无法适配，导致的水资源和热量的浪费严重、且排水难的问题。
10.为了解决以上问题，本实用新型技术方案为：
11.蒸汽凝结水梯级利用系统，包括锅炉系统、消毒设备、生活端、凝结水回收罐、给水泵房、锰砂过滤器、阶梯换热系统。锅炉系统通过管道分别为消毒设备和生活端供热，阶梯
换热系统包括：容积式换热器、汽水板式换热器，容积式换热器热端进口与锅炉系统连接，容积式换热器热端出口与汽水板式换热器的热端进口连接，汽水板式换热器的热端出口与凝结水回收罐连接，凝结水回收罐与锅炉系统之间设有锰砂过滤器；给水泵房与汽水板式换热器的冷端进口连接，汽水板式换热器的冷端出口与容积式换热器的冷端进口连接，容积式换热器的冷端出口与生活端连接。实现前两个阶梯的热量利用。
12.进一步的，阶梯换热系统还包括水水板式换热器，水水板式换热器的热端入口与凝结水回收罐连接，水水板式换热器的热端出口与锰砂过滤器连接；水水板式换热器的冷端进口与给水泵房连接，水水板式换热器的冷端出口与储热水箱连接。实现第三阶梯的热量利用。
13.进一步的，阶梯换热系统还包括水源热泵，水源热泵热端进口连接水水板式换热器的热端出口；水源热泵的热端出口与锰砂过滤器连接；水源热泵冷端进口与给水泵房连接，水源热泵冷端出口与储热水箱连接。实现第四阶梯的热量利用。
14.进一步的，水水板式换热器的热端入口与凝结水回收罐之间的管道上设有水泵；储热水连接有温水端，温水端为洗衣房及厨房热水供应管系。
15.进一步的，锅炉系统与锰砂过滤器之间的管路上设有软化水箱。实现软水收集，锅炉系统需要补水时，随用随泵送。
16.本实用新型的有益效果如下：
17.（1）本实用新型针对医院消毒杀菌蒸汽系统用汽量不稳定，但供气量恒定的情况，尤其是老旧设计中生活端与消毒设备的供汽未做分离，要做分离改造成本极高、预算不足的情况，在以上特殊限定下，用封闭式凝结水回收系统替代了开放式系统，一方面蒸汽（软水）闭合循环，空气不易进入，生锈减少，回水净度整体提升，利用锰砂处理器净化，以保证软水的回收的利用，还能减轻锰砂处理器的净化负荷；另一方面蒸汽全部回收成软水，水资源浪费问题完全克服，没有了水资源的浪费，也就从根源上解决了排热水难的问题。
18.对热量的回收利用分梯级，给水泵房直供冷却水先预热，同时冷却已降温的水汽，二次换热时，多余的消毒蒸汽冷却的同时，给水泵房预热过的供水二次加热后供应至生活端。
19.（2）本实用新型结构相对简单，相比生活端与消毒设备独立功供汽系统，造价和施工成本极低，对于省内、国内中型医院的原有类似蒸汽系统改造具有非常实用的工程指导意义。甚至其他行业，类似情况转用也毫无障碍，实用性和适用性极强。
附图说明
20.图1为蒸汽凝结水梯级利用系统的结构示意图。
21.附图标记如下：1-锅炉系统；2-消毒设备；3-容积式换热器；4-生活端；5-汽水板式换热器；6-凝结水回收罐；7-水水板式换热器；8-储热水箱；9-温水端；10-水源热泵；11-给水泵房；12-锰砂过滤器；13-软化水箱。
具体实施方式
22.蒸汽凝结水梯级利用系统，蒸汽凝结水梯级利用系统，包括锅炉系统1、消毒设备2、生活端4、凝结水回收罐6、储热水箱8、温水端9、给水泵房11、锰砂处理器12、软化水箱13
和多级换热系统，该多级换热系统包括：容积式换热器3、汽水板式换热器5、水水板式换热器7、水源热泵10。
23.以上设备连接方式如图1所示：
24.锅炉系统1通过管道与消毒设备2直连；锅炉系统1与生活端4的连接管道上设有容积式换热器3。
25.容积式换热器3的热端管道进口与锅炉系统1的管道连接，容积式换热器3热端管道出口与汽水板式换热器5的热端管道进口连接。
26.容积式换热器3的冷端管道进口与汽水板式换热器5的冷端管道出口连接，容积式换热器3的冷端管道出口与生活端4管道连接，生活端4包括办公及病区热水的供应管道。
27.汽水板式换热器5的热端管道出口与凝结水回收罐6入口连接；汽水板式换热器5的冷端管道进口与给水泵房11的管道连接。
28.凝结水回收罐6与水水板式换热器7热端入口连接的管道上设有水泵，水水板式换热器7热端出口连接在水源热泵10的入水管路上。
29.水水板式换热器7冷端入口连接在给水泵房11的管道上，水水板式换热器7冷端出口连接在储热水箱8的管道上。
30.水源热泵10的出水管路连接在锰砂处理器12的管路上，水源热泵10的冷端入口连接在给水泵房11的管道上，水源热泵10的冷端出口连接在储热水箱8的管道上。
31.储热水箱8最终收集到的是来自水水板式换热器7和水源热泵10回收利用的热量加热的来自给水泵房的自来水。
32.锰砂处理器12与锅炉系统1的连接管路上设置软化设备和软化水箱13。
33.也就是说图1中左侧运行交换的始终是蒸汽冷凝的软水，右侧运行交换的始终是给水泵房供给的自来水。
34.本实用新型的运行过程如下：
35.锅炉系统1两路管道分别为生活端4和消毒设备2提供蒸汽热源。其中一路直接由锅炉系统1向消毒设备2供气消毒；另一路由锅炉系统1向生活端4供给热水，该生活端4涵盖的办公及病区使用的热水是由锅炉生产的高温蒸汽通过容积式换热器3加热产生，此为锅炉系统生产热能的第一阶梯利用。
36.经过容积式换热器3一次换热后剩余的低温蒸汽进入汽水板式换热器5中，加热由给水泵房11提供的冷水，该加热后的低温热水作为容积式换热器3中热源的交换水源头。此为第二阶梯利用。
37.经汽水板式换热器5换热后产生的高温凝结水由凝结水回收罐6收集，经水泵加压后进入水水板式换热器7，加热由给水泵房提供的冷水，该加热后的热水由储热水箱8暂存，可提供给包括厨房、洗衣房等区域的温水端9，作为热水源。此为第三阶梯利用。
38.由水水板式换热器7换热后的低温凝结水，流经水源热泵10，由水源热泵10高效提取其中的低品位热源，加热由给水泵房11提供的冷水，该加热后的热水输送至储热水箱8暂存，可提供给厨房、洗衣房等作为热水源。此为第四阶梯利用。
39.由水源热泵10流出的冷水经锰砂过滤器12过滤后的干净软水，暂存在软化水箱13，作为锅炉系统1补水的水源。
40.整个过程中：
41.蒸汽（软水）运行轨迹为：
42.稳定的蒸汽供应在消毒设备停用时，大量进入容积式换热器3一次换热后进入汽水板式换热器5中，发生二次换热后冷凝进入凝结水回收罐6，再被泵入水水板式换热器7中三次换热后进入水源热泵10进行第四次热源提取，最后进入锰砂过滤器12时，基本接近常温。
43.冷水运行轨迹为：
44.冷水分三路，第一路进入汽水板式换热器5中预热，之后进入容积式换热器3中加热，最后供应至生活端4。第二路进入水水板式换热器7中换热后将温水储进储热水箱8。第三路进入水源热泵10，收集残存热量后将低温水储进储热水箱8。
45.整个运行过程中，蒸汽（软水）在闭合管路中，不会进入空气，管道锈蚀也就基本不会发生，所以整个管路中不管是蒸汽状态还是软水状态，都不会带太多锈蚀，收集下来的软水基本没有杂志和红色，也能保证锰砂过滤器12的使用寿命，最终净化的软水被全部收集，没有浪费。