一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置的制作方法

1.本实用新型属于蒸汽供热节能技术领域，具体属于一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置。


背景技术：

2.工业蒸汽供热的热用户的负荷往往随着生产量的调整不断变化，尤其是对大多数用户来讲白天与晚上的生产能力不同，从而造成的用汽负荷变化很大，这样对热源的供汽调节带来很大压力。与此同时传统的供热管网需要布置疏水点来将管网中产生的冷凝水排出管外，既浪费了大量能量同时又对周围环境造成了严重污染和安全隐患。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置，解决目前用户蒸汽负荷变化较大时，热源供汽调节要求较高且供热管网布置的疏水点直接输出冷凝水，浪费大量能量和污染环境的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置，包括疏水箱，所述疏水箱的入口为开口结构，所述疏水箱的入口连接在蒸汽管道上，所述疏水箱的入口连通蒸汽管道的内腔和疏水箱的内腔，所述疏水箱的底部侧壁上开设有出水口，所述出水口连接有集水槽，所述出水口通过开关阀连接集水槽。
5.进一步的，所述疏水箱的出水口连接有冷却管道，所述冷却管道的出口连接有第一疏水管道，所述第一疏水管道的出口连接在集水槽上，所述开关阀设在第一疏水管道上。
6.进一步的，所述冷却管道的出口还连接有第二疏水管道，所述第二疏水管道的出口连接在集水槽上，所述开关阀还设在第二疏水管道上。
7.进一步的，所述开关阀包括热静力疏水阀和旁通阀，所述第一疏水管道上设有热静力疏水阀，所述第二疏水管道上设有旁通阀。
8.进一步的，所述蒸汽管道上开设有凝结水出口，凝结水出口和疏水箱的入口连接，所述凝结水出口位于蒸汽管道的底部。
9.进一步的，所述疏水箱的入口和集水槽的凝结水出口之间为直线通道。
10.进一步的，所述集水槽的底部侧壁上开设有排水口，排水口上连接有排水管道，排水管道上设有阀门。
11.进一步的，所述集水槽的顶部侧壁上连接有抽气管，所述抽气管上设有真空泵。
12.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
13.本实用新型提供一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置，通过在蒸汽管道连接疏水箱，使蒸汽管道内腔中的凝结水能够流入疏水箱中，凝结水的温度为当地蒸汽压力的饱和温度，当用户蒸汽负荷增大时，由于热源的调节不及时蒸汽管网中的蒸汽压力就会降低，此时疏水箱中处于高压下的饱和水就会闪蒸产生二次蒸汽，且从疏水箱的开口输入蒸汽管网中，弥补蒸汽管网中蒸汽压力的降低，有利于平稳蒸汽管网中的蒸汽压力，
蒸汽管网中的疏水通过闪蒸产生蒸汽一方面有利于稳定管网中的压力，调节负荷，同时可以作为补充汽源起到节能作用。而且，疏水箱下部的积水通过开关阀排放到集水槽，集水槽中的热水可以通过运输车回收或集中排放，避免了出现资源浪费和污染环境的问题。
14.进一步的，疏水箱的出口连接的冷却管道能够将疏水箱中的凝结水输出至集水槽中，确保疏水箱中的凝结水不会过分积聚，通过合理的排水量，避免疏水箱中积水过多，放置产生水击现象。
15.进一步的，第二疏水管道连接在集水槽上，能够增加疏水箱输入集水槽中凝结水的流量和速率，增加工作效率。
16.进一步的，第一疏水管道上的热静力疏水阀能够排出凝结水的同时阻止水蒸汽泄漏，确保凝结水的排出，且隔离水蒸汽，避免资源浪费。
17.进一步的，集水槽的顶部侧壁连接的抽气管和真空泵能够将集水槽内腔中的不凝气体排出，保证集水槽中热水的饱和压力。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型另一实施例的结构示意图；
20.附图中：1-蒸汽管道，2-疏水箱，3-冷却管道，4-旁通阀，5-热静力疏水阀，6-集水槽，7-抽气管，8-真空泵，9-排水管道，10-阀门。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
22.如图1所示，本实用新型提供一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置，分别为蒸汽管道1上连接的疏水箱2、集水槽6以及位于两者之间的冷却管道3，冷却管道3上设有开关阀。
23.本实施例中，蒸汽管道1上开设有凝结水出口，凝结水出口和疏水箱2的入口连接，所述凝结水出口位于蒸汽管道1的底部，本实施例中疏水箱2的入口和集水槽6的凝结水出口之间为直线通道，且疏水箱2的入口为开口结构，疏水箱2的入口连通蒸汽管道1的内腔和疏水箱2的内腔，保证疏水箱2二次蒸汽输入蒸汽管道1的速率；
24.具体的，蒸汽管网运行过程中，蒸汽管道1中蒸汽的冷凝水积蓄在疏水箱2中。当蒸汽负荷较小时，蒸汽产生的压降较小，冷凝水处于较高蒸汽压力下的饱和温度。当蒸汽负荷变大时，由于供热热源调节的不及时会造成蒸汽管网中蒸汽压力降低，这时处于较高压力下的疏水就会闪蒸产生二次蒸汽，弥补蒸汽管网中蒸汽压力的降低，有利于平稳蒸汽管网中的蒸汽压力。蒸汽管网中的疏水通过闪蒸产生二次蒸汽一方面有利于稳定蒸汽管网中的压力，调节蒸汽管道1中的负荷，同时作为补充汽源，起到节能作用。
25.本实施例中，疏水箱2的底部侧壁上开设有出水口，所述出水口连接有集水槽6，所述出水口通过开关阀连接集水槽6。具体的，疏水箱2的出水口连接有冷却管道3，所述冷却管道3的出口连接有第一疏水管道，所述第一疏水管道的出口连接在集水槽6上，所述开关阀设在第一疏水管道上，本实施例中，冷却管道3的出口还连接有第二疏水管道，所述第二疏水管道的出口连接在集水槽6上，所述开关阀还设在第二疏水管道上。优选的，开关阀分
别为旁通阀4和热静力疏水阀5，第一疏水管道上为热静力疏水阀5，热静力疏水阀5的特点是当热水的温度可以低于一定的饱和温度下排放，这样就可以使高温的疏水在一定时间积蓄在疏水箱2。疏水箱2下部的积水在冷却管道3冷却到一定的温度后会通过热静力疏水阀5排放到集水槽6，集水槽6中的热水可以通过运输车回收或集中排放，在本实施例中，当疏水箱2的积水量过大，需要加大排量的时候，将旁通阀4打开，使疏水箱2中的积水分别通过第一疏水管道和第二疏水管道输入集水槽6中。
26.本实施例中，集水槽6的底部侧壁上开设有排水口，排水口上连接有排水管道9，排水管道9上设有阀门10，在需要回收集水槽6中的积水时，打开阀门10取用集水槽6中的热水。
27.如图2所示，在本实施例的另一实施例中，集水槽6的顶部侧壁上开设有抽气管7，抽气管7上设有真空泵8，启动真空泵8，将集水槽6内的不凝气体抽出，排出凝结水凝结时析出的不凝气体，从而保证集水槽6内的压力，对应凝结水温度的饱和压力。
28.本实用新型的另一实施例中，还提供一种带负荷调节功能的蒸汽供热管网蓄热节能装置的方法，包括以下步骤：疏水箱2接收蒸汽管道1内腔的凝结水，凝结水的温度为蒸汽压力的饱和温度，当蒸汽管道1内腔的蒸汽负荷增大时，疏水箱2中存储的凝结水发生闪蒸产生二次蒸汽；
29.在打开开关阀后，将疏水箱2中的凝结水输入集水槽6中，收集集水槽6的水分进行回收或集中排放操作；
30.打开真空泵8，输出集水槽6内腔中的不凝气体。
31.本实用新型的节能效果计算以供热管网中压蒸汽管道运行为例。常用中压蒸汽管道运行范围一般在2.1mpa-2.7mpa之间。2.7mpa(表压)对应的饱和蒸汽焓值为2803.18kj/kg，饱和水焓值为999.66kj/kg；2.1mpa(表压)对应的饱和蒸汽焓值为2800.21kj/kg，饱和水焓值为931.12kj/kg。
32.由于压力突然降低饱和水闪蒸产生的二次蒸汽计算公式：
[0033][0034]
式中：
[0035]
β：二次蒸汽(闪蒸汽)产生比例，kg(闪蒸汽)/kg(冷凝水)。
[0036]
hf：液态焓，kj/kg。
[0037]hfg
：蒸发焓或蒸发潜热，kj/kg。h
fg
＝h
g-h
f hg为饱和蒸汽焓
[0038]
p1：高压
[0039]
p2：低压
[0040]
由此上例二次蒸汽产生量为0.034kg(蒸汽)/kg(冷凝水)
[0041]
节能量占比：
[0042][0043]
γ：相比传统的直接疏水方式，该实用新型减少的损失的能量。
[0044]
由此上例中节能量占比为6.8％，即相比传统的疏水方式，该实用新型可以减少
6.8％的因疏水造成的热量损失。若集水槽6的热水可以回收利用，节能量将高于10％。
[0045]
综上所述，将本实用新型使用在蒸汽管网上，管道中的蒸汽凝结水进入疏水箱，凝结水的温度为当地蒸汽压力的饱和温度。当用户蒸汽负荷突然增大时，由于热源的调节不及时管网中的蒸汽压力就会降低。疏水箱中处于高压下的饱和水就会闪蒸产生二次蒸汽，以弥补热源调节的不及时，并起到节能的效果。疏水箱底部的旁通阀正常状况处于常闭状态，热静力疏水阀可以使冷凝水在疏水箱中积聚，同时通过合理的设置排水温度可以避免疏水箱积水过多，防止产生水击现象。
[0046]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。