[发明专利]蒸汽凝结水常压排放系统单元

说明书

技术领域

本发明属于蒸汽热力系统的蒸汽凝结水排放单元，尤其涉及一种蒸汽凝结水常压排放系统单元。

背景技术

正常运行的蒸汽热力系统中产生凝结水的主要环节在输送系统（蒸汽管网）及用汽终端（加热设备）其所产生的凝结水通过配装不同类型、不同排量的疏水阀将其排出，以保证系统的正常运作。

现使用配装的疏水阀根据起闭件的启动方式有三种类型：一、由液位变化控制的机械型；二、由凝结水温度变化驱动的热静力型；三、由汽液动态变化驱动的热动力型。上述三种类型疏水阀的最大优点在于，可对相对变量的凝结水自动控制排放，有排水阻汽功能。但因其排水时有漏汽现象且使用寿命短、造成部分蒸汽热能浪费，这个问题业内人士已达成共识，已将疏水阀列为低值易耗品。对于疏水阀排放高温凝结水的耗能问题已引起相关专家及政府相关部门的重视。世界上发达国家对凝结水采取了密闭回收或梯级回收利用，但未能从根本上解决疏水阀排放高温凝结水导致的热能系统浪费问题，究其根源是因疏水阀不具备调整控制排水温度的功能。蒸汽热力系统的使用温度均在100℃以上，凝结水的产生温度与其相同，如供汽系统，当供汽压力为1.0Mpa时，其蒸汽温度为184.13℃，凝结水的形成温度与其相等，压力相等。如橡胶硫化设备其工艺温度为160-164℃，其凝结水的产生温度不低于160℃。且不谈疏水阀排水时漏汽造成的蒸汽浪费，仅就排放高温凝结水而言，当带压高温凝结水经疏水阀排出后会立刻产生二次汽化，水压降至常压状态，水中高显热由高降至418kj/kg。当凝结水压力在1.0Mpa，温度为184.13℃时，其水中显热为781.6kj/kg。当从疏水阀排出后水中显热降至418kj/kg，其二次汽化值为18%。即，1kg的凝结水就有0.18kg变成二次蒸汽浪费掉，蒸汽热力系统二次回收利用，所回收利用的就是这部分热能。对供汽管网而言由于输送距离较长，很难做到凝结水中高显热的回收利用。目前，室内蒸汽加热设备可以将凝结水做到回收利用，而对凝结水中高显热的回收利用投入产出比不容乐观。

分析热力系统运行中凝结水的产生及产生量均与系统运行状态的变化有关。1、供汽管网：当系统启动时管路处于常温状态，随着蒸汽进入管网后，管路首先吸热，蒸汽放出汽化潜热后，形成低温凝结水且量大，伴随着低温凝结水的排出，管路温度及蒸汽压力逐步升高至供汽压力及温度时，这个过程凝结水的温度及水量变化较大，此时凝结水如不能迅速排出排尽，会影响管路升温时间，降低管路的输送效率，加大起动运行过程中的无功损耗。目前，供汽管网没有汽水分离装置所设排水井通过疏水阀很难将这个过程产生的凝结水迅速排出、排尽。有些系统设置了人工直排阀门，对凝结水直接排放，但由于没有温度显示及汽水分离装置很难控制到只排凝结水而不排蒸汽。供汽管网正常运行过程中，正常情况下因管阻及管道放热产生的凝结水通过疏水阀可将其排出。但是，由于疏水阀没有调整出水温度的功能，在排水时不仅造成水中高显热的浪费，同时还会造成系统泄压。

2、对于用汽设备而言，其台数较多，不同的生产工艺及不同的作息时间，其设备的预热频率大于供汽系统，预热期排放凝结水造成的蒸汽热能浪费远远大于供汽系统的启动预热期。设备正常运行过程中产生的高温凝结水排出时，不仅造成蒸汽热能的浪费，同时因系统泄压导致工艺温度不稳定，又会影响产品的产量及质量。

尤其是石化、盐业等特殊行业的大型用汽设备，由于工艺要求在生产过程中用汽量变化非常大，安装疏水阀已无法解决高温凝结水排放后的二次汽化造成的水中显热浪费问题。这类行业大型蒸汽加热设备基本不安装疏水阀，通过密闭回收或梯级回收利用方式处理凝结水中高显热二次汽化造成的浪费问题，但无法从根本上解决蒸汽热能的一次利用率。当前，针对热力系统运行的能源浪费，亟待推出可以调整凝结水排出温度的节能系统取代传统耗能疏水阀，以彻底解决排放高温凝结水造成水中高显热浪费的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种蒸汽凝结水常压排放系统单元，根据热力系统不同工况凝结水的最低产生量及变量过程配装蒸汽凝结水常压排放系统单元，系统单元的核心元件为蒸汽凝结水常压排放器，它具备调整控制排水温度的功能，可将凝结水的排出温度控制在100℃以下，以彻底解决排放高温凝结水造成水中高显热的浪费问题。