一種鍋爐排污水熱交換中間水箱及使用方法技術

本發明專利技術涉及一種鍋爐排污水熱交換中間水箱及使用方法，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管、一級汽水分離膨脹器、二級汽水分離冷凝器、溫度檢測裝置、液位計，側上部設有進水管，排污管設置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器底部通過回水管與水箱本體內部相連通，二級汽水分離冷凝器底部與設置在水箱本體內部的一級汽水分離膨脹器頂部相連接，一級汽水分離膨脹器底部與排污出水管相連接。利用鍋爐或換熱器的排污水為中間水箱加熱，同時利用中間水箱給排污水降溫減壓，實現利用一套裝置達到節能減排的雙重作用。優點是：本中間水箱整體結構簡單，易于實現，實現利用一套裝置達到節能減排的雙重作用，減小余熱系統的占地面積。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種在冶金、焦化、爐窯等可建設余熱回收系統，利用低溫熱煙氣生產余熱蒸汽的排水系統的余熱利用裝置，尤其涉及一種鍋爐排污水熱交換中間水箱及使用方法。
技術介紹
蒸汽鍋爐是一種常見的熱交換設備，也是一種特殊的壓力容器，用于生產飽和蒸汽或者過熱蒸汽。其主要受熱介質為水，加熱介質可以采用各種熱量來源，也可以利用各種余熱資源。余熱鍋爐廣泛應用于冶金、焦化、爐窯等行業的窯尾低溫煙氣、低溫水源的余熱回收。在余熱鍋爐的生產應用中，為保證鍋爐的正常工作狀態，必須將余熱鍋爐的鍋筒(或者汽包)內汽水分離液面的較高鹽濃度的爐水排掉，稱為鍋筒表面排污，另外余熱鍋爐的蒸發器在運行中在爐底形成不溶性水渣，在一定的間隔時間內需要排凈水渣。因此一般鍋爐根據壓力和工作條件的不同，在設計時就設定相應的排污率2％-10％。不論是鍋筒液面的連續排污還是爐底的定期排污，其產生的較高溫度和壓力的爐水在排放時，必須滿足降溫、降壓的條件。鍋爐的排污水所攜帶的熱量，一般經過排污擴容器(也叫做排污膨脹器)冷卻降壓后，排入降溫池，降溫后的鍋水降低至50℃左右。最后進入排污井。完成鍋爐排污流程。但這部分熱量并沒有進行回收，而是直接排放掉了，并且增加了很多附屬設施，造成一定的系統建設成本增加，同時降溫池的冷卻用水也是較大的消耗。增加了運行維護成本。另外，在實際工程應用中，余熱鍋爐一般生產的中低壓蒸汽，產量較小。在冶金、焦化、爐窯等行業的整個主工藝流程中處于從屬地位。一般都是作為附屬工藝進行設計建設。因此一般都單獨配備控制系統和水處理系統。需要在余熱鍋爐就近位置建設水處理給水車間，并單獨設置中間的軟化水箱或者除鹽水箱，并且配備單獨的排污擴容器。受施工場地的限制，一般在緊湊的場地內又很難在余熱鍋爐設備附近的位置找到合適的地點建設降溫池。目前的在鍋爐排污水的余熱應用，一般是將排污擴容器產生的乏汽接入系統近旁的熱力除氧器，作為低壓蒸汽補充。但也只是利用了乏汽的熱量，大量的顯熱隨著降溫池的冷卻直接浪費掉了。另外，并不是所有的余熱鍋爐都配備有熱力除氧器，較低壓力，較小產能的低壓余熱鍋爐并不需要配備除氧器。而且一部分余熱鍋爐配備了海綿鐵常溫除氧器。并不適用排污擴容器的乏汽回收。除此以外，另外的排污水余熱回收裝置是利用管殼式換熱器，將余熱鍋爐排污水與鍋爐給水進行熱交換，也能取得一定的回收效果。但目前大多數余熱鍋爐的給水方式采用的是調節閥方式控制補給水。受調節閥執行器動作速度和PID調節程序的限制，其補給水的強度變化較大，或流量很大，或流量很小。實際運行時并不能完全按照設計計算的換熱強度來工作。綜上所述，目前將余熱鍋爐的排污水進行余熱回收的方式受環境和工藝條件的限制，都不能更徹底、高效的回收顯熱。需要一種更合適的換熱裝置，能夠克服以上問題，最后高鹽度的排污水流入排污井，閃蒸出的少量乏汽經過冷凝回到水箱中循環利用，減少能源浪費。并且節省建設成本和運行維護成本。
技術實現思路
為克服現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種結構簡單，使用方便的鍋爐排污水熱交換中間水箱及使用方法，可將鍋爐排污水攜帶的熱量直接交換給鍋爐給水水箱，能更加有效的回收余熱鍋爐排污水余熱，大幅度節省排放熱量的中間換熱裝置，使能源的浪費降到最低。為實現上述目的，本專利技術通過以下技術方案實現：一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管、一級汽水分離膨脹器、二級汽水分離冷凝器、溫度檢測裝置、液位計，水箱本體頂部連接有與水箱本體內部相連通的排氣管，水箱本體頂部設有水箱人孔，側上部設有進水管，排污管設置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器設置在水箱本體頂部，二級汽水分離冷凝器底部通過回水管與水箱本體內部相連通，二級汽水分離冷凝器頂部設有排汽管，二級汽水分離冷凝器底部與設置在水箱本體內部的一級汽水分離膨脹器頂部相連接，一級汽水分離膨脹器底部與排污出水管相連接，蛇形冷凝換熱管與一級汽水分離膨脹器相連接，排污進水管與蛇形冷凝換熱管相連接；液位計固定在水箱本體上，用以測量水箱本體內部的液位；水箱最低液位位置設有溫度檢測裝置。所述的水箱本體為圓形水箱或方形水箱。所述的蛇形冷凝換熱管采用蛇形管，由中低壓鍋爐用無縫鋼管制造，固定在水箱本體的內底部，且與水箱本體底部的距離為150-200mm，與水箱本體內儲存的冷水換熱，蛇形冷凝換熱管內部液體流速不超過0.3m/s。所述的蛇形冷凝換熱管由多排換熱管組組成，多排換熱管組采用進口集箱和出口集箱并聯。所述的一級汽水分離膨脹器的底部為錐形斗結構，錐形斗結構底部與排污出水管相連通。所述的水箱本體采用外保溫形式，水箱本體外部覆有厚度為50-100mm的保溫材料層。所述的溫度檢測裝置的主要元件為溫度傳感器。所述的二級汽水分離冷凝器內部裝設不銹鋼波紋板和鋼絲網。所述的水箱本體頂部的排氣管和二級汽水分離冷凝器頂部的排汽管出口設置在室外空中。一種鍋爐排污水熱交換中間水箱使用方法，利用鍋爐或換熱器的排污水為中間水箱加熱，同時利用中間水箱給排污水降溫減壓，實現利用一套裝置達到節能減排的雙重作用，具體步驟為：1)一級汽水分離膨脹器采用旋流方式進水，爐水由排污進水管進入蛇形冷凝換熱管進行熱交換，再從蛇形冷凝換熱管以切線方向進入一級汽水分離膨脹器，減壓膨脹，部分閃蒸的蒸汽析出，從一級汽水分離膨脹器頂部進入二級汽水分離冷凝器；低溫液態水從一級汽水分離膨脹器底部的排污出水管排出，至外部排水溝或排污井；2)閃蒸的蒸汽經過二級汽水分離冷凝器時，冷凝聚集，通過回水管流回水箱本體內，減少液態水損失，剩余的蒸汽通過排汽管排出；3)水箱本體內的最低液面高于蛇形冷凝換熱管的頂面，避免蛇形冷凝換熱管過熱。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本中間水箱整體結構簡單，易于實現，利用鍋爐或換熱器的排污水通過排污進水管進入蛇形冷凝換熱管換熱，利用中間水箱給排污水降溫減壓，實現利用一套裝置達到節能減排的雙重作用，減小余熱系統的占地面積；可將鍋爐排污水攜帶的熱量直接交換給本專利技術的換熱水箱，能更加有效的回收余熱鍋爐排污水余熱，大幅度節省排放熱量的中間換熱裝置，使能源的浪費降到最低。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。圖中：101-排污管 102-鋼梯 103-溫度檢測裝置 104-水箱人孔 105-排氣管 106-回水管 107-排汽管 108-汽水分離網 109-二級汽水分離冷凝器 110-進水管 111-液位計 112-排污出水管 113-一級汽水分離膨脹器 114-蛇形冷凝換熱管 115-排污進水管。具體實施方式下面結合說明書附圖對本專利技術進行詳細地描述，但是應該指出本專利技術的實施不限于以下的實施方式。見圖1，一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管114、一級汽水分離膨脹器113、二級汽水分離冷凝器109、溫度檢測裝置103、液位計111，水箱本體頂部連接有與水箱本體內部相連通的排氣管105，水箱本體頂部設有水箱人孔104，側上部設有進水管110，外部固定有與水箱人孔104相對應的鋼梯102；排污管101設置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器109設置在水箱本體頂部，二級汽水分離冷凝器109底部通過回水管106與水箱本體內部相連通，二級汽水分離冷凝器109頂部設有排汽管107，二級汽水分離冷凝器10本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，其特征在于，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管、一級汽水分離膨脹器、二級汽水分離冷凝器、溫度檢測裝置、液位計，水箱本體頂部連接有與水箱本體內部相連通的排氣管，水箱本體頂部設有水箱人孔，側上部設有進水管，排污管設置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器設置在水箱本體頂部，二級汽水分離冷凝器底部通過回水管與水箱本體內部相連通，二級汽水分離冷凝器頂部設有排汽管，二級汽水分離冷凝器底部與設置在水箱本體內部的一級汽水分離膨脹器頂部相連接，一級汽水分離膨脹器底部與排污出水管相連接，蛇形冷凝換熱管與一級汽水分離膨脹器相連接，排污進水管與蛇形冷凝換熱管相連接；液位計固定在水箱本體上，用以測量水箱本體內部的液位；水箱最低液位位置設有溫度檢測裝置。

【技術特征摘要】
1.一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，其特征在于，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管、一級汽水分離膨脹器、二級汽水分離冷凝器、溫度檢測裝置、液位計，水箱本體頂部連接有與水箱本體內部相連通的排氣管，水箱本體頂部設有水箱人孔，側上部設有進水管，排污管設置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器設置在水箱本體頂部，二級汽水分離冷凝器底部通過回水管與水箱本體內部相連通，二級汽水分離冷凝器頂部設有排汽管，二級汽水分離冷凝器底部與設置在水箱本體內部的一級汽水分離膨脹器頂部相連接，一級汽水分離膨脹器底部與排污出水管相連接，蛇形冷凝換熱管與一級汽水分離膨脹器相連接，排污進水管與蛇形冷凝換熱管相連接；液位計固定在水箱本體上，用以測量水箱本體內部的液位；水箱最低液位位置設有溫度檢測裝置。2.根據權利要求1所述的一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，其特征在于，所述的水箱本體為圓形水箱或方形水箱。3.根據權利要求1所述的一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，其特征在于，所述的蛇形冷凝換熱管采用蛇形管，由中低壓鍋爐用無縫鋼管制造，固定在水箱本體的內底部，且與水箱本體底部的距離為150-200mm，與水箱本體內儲存的冷水換熱，蛇形冷凝換熱管內部液體流速不超過0.3m/s。4.根據權利要求1所述的一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，其特征在于，所述的蛇形冷凝換熱管由多排換熱管組組成，多排換熱管組采用進口集箱和出口集箱并聯。5.根據權利要求1所述的一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，其特征在于，所述的一級汽水分離...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊懿，張世煜，李歡，徐陽，
申請(專利權)人：中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21