本发明涉及一种流量自适平衡动力疏水器,是一种蒸气供热设备,适用于蒸气供热系统中实现系统闭式循环、回收高压凝水之用。 现有热动力式、热静力式、机械式疏水器,不需工质系统以外的附加动力,应用供热工质速度差、温度差、重度差为动力就能可靠疏水,其共同的特征是输出压力(背压)小于输入压力(工作压),不能作为闭式循环的动力装置;现有的疏水器一般具有需要精密加工的动密合面,采用该结构的大型或超大型疏水器,制造成本高,可靠性低,而且只能用于疏水,不能兼作凝水回收。现有高压凝结水回收采用:
A、重力式高压蒸气凝结水回收系统;
B、密闭式凝结水箱式高压凝结水回收系统;
C、离心泵与喷射泵联合作用式高压凝结水回收系统。以上三种回收技术在荣秀惠、肖兰生、随锋贞、房家声等编审的《实用供暖工程设计》,由中国建筑工业出版社出版,1987年版285页凝结水回收一节中有反映。其中A、B两种回收系统是应用间断回收方式解决变量流体输入与输出间的平衡,因此,工质流量波动大,控制系统结构复杂,控制、回收及动力输送各子系统间是一种分离式结构。C种回收系统结构紧凑,並便于标准化生产,便于整装出厂,其不足之处在于:凝水升压完全要通过喷射泵,喷射泵最高效率为35%,且随升压度增高而急剧下降,因此,它的应用范围受到限制;为防止泵的气蚀及锅炉管网腐蚀,需另外增加气水分离装置。
本发明的目的在于克服现有热动力式、热静力式、机械式疏水器以及凝水回收系统的缺点,从而提供一种同时具有疏水、凝水回收、气液分离、流量平衡、系统工作压力调控及除污等六种基本功能的动力疏水器,较好地解决了疏水技术与凝水回收技术的结合、两相(或三相)变量流体的分离及流量平衡、系统工作压力调控及除污等问题,为蒸气供热闭式循环连续、稳定可靠运行提供了必要的技术保证。
本发明的目的是通过以下途径来实现的:
本发明包括有液态物质输送通路、反馈控制回路、气体输送通路、排污通路及水质取样调控装置五部分,在密闭罐体的下部分别设有凝结水输入管及液相输出管,液相输出管的位置稍低凝结水输入管位置;在中下部罐体内设有筛板;在罐体底部设有带排污阀的排污管;在罐体中部合适位置设有与浮球控流阀相连地反馈定位管,反馈定位管安装时一段在罐内,一段在罐外,当浮球控流阀运动至下始点时,浮球所处水平面高于凝结水输入管位置;在罐体顶部合适位置分别设有压力表及气水分离器,在气水分离器上部用气相输出管分别接有调压阀及排空管;在罐体一侧还设有水质取样调控装置,用阀门分别与罐体内气室及液室相接;然后,将动力泵入口端与液相输出管接通,将其出口端与接有输出止回阀的分流三通相接,再将反馈管分别与分流三通及反馈定位管接通,即成流量自适平衡动力疏水器,它具有:
1、液态物质输送通路,按流向顺序为:凝结水输入管-罐体-筛板-液相输出管-动力泵-分流三通-输出止回阀;
2、反馈控制回路,按流向顺序为:动力泵出口端-分流三通-反馈管-反馈定位管-浮球控流阀-罐体-液相输出管-动力泵入口端;
3、气体输送通路,按流向顺序为凝结水输入管-罐体-气水分离器-气相输出管-调压阀;
4、排污通道,按流向顺序为凝结水输入管-罐体-排污管-排污阀;
5、运行时存在的动态液气双室结构:由凝水输入,液相输出及液态物质反馈运动所形成的以反馈定位管所在水平面为其上限界面,以浮子运动至下始点所在水平面为其下限界面,使罐体内空间分为上部气室及下部液室。若输送单一变量流体时,可去掉气水分离器、气相输出管、压力表、调压阀、排污管、排污阀及水质取样调控装置。
以下结合附图实施例进行详述:
图为本发明实施例的示意图,其中:1-罐体,2-排污管,3-排污阀,4-凝结水输入管,5-水质取样调控装置,6-压力表,7-气相输出管,8-调压阀,9-排空管,10-反馈定位管,11-液相输出管,12-筛板,13-浮球控流阀,14-气水分离器,15-动力泵,16-分流三通,17-输出止回阀,18-反馈管,19-液室,20-气室;
本发明实施例是在立式密闭罐体(1)的下部罐壁上分别设有凝结水输入管(4)及液相输出管(11),液相输出管(11)的位置低于凝结水输入管(4)10厘米;在中下部罐体(1)内设有筛板(12);在罐体(1)底部设有带排污阀(3)的排污管(2);在罐体(1)中部位置设有与浮球控流阀(13)相连的反馈定位管(10),反馈定位管(10)一段在外,一段在内,当浮球控流阀(13)运动至下始点时,浮球所处水平面高于凝结水输入管(4)50厘米;在罐体(1)顶部分别设有压力表(6)及气水分离器(14),在气水分离器(14)上部用气相输出管(7)分别接有调压阀(8)及排空管(9);在罐体一侧还设有水质取样调控装置(5),用阀门分别与罐体(1)内的气室(20)及液室(19)相接;然后,将动力泵(15)入口端与液相输出管(11)接通,将其出口端与接有输出止回阀(17)的分流三通(16)相接,再将反馈管(18)分别与分流三通(16)及反馈定位管(10)接通即成本发明实施例。它具有:
1、液态物质输送通路流程:从用热器流出的凝结水一般为两相流体,流体中除凝结水外还含有蒸气,不凝性气体等气相物质。在开停机时,因锈蚀等各种原因,凝结水中亦会含固态尘垢而使流体成为液、气、固三相流。凝结水由凝结水输入管(4)进入罐体(1)后,由于罐体(1)具有较大容积及液室(19)、气室(20)的结构,在液态介质的重力场中,固态尘垢向下沉降,气态物质则向上运动,凝水流经筛板(12)后成为已除污脱气的清洁流,经液相输出管(11)进入动力泵(15)入口端,由动力泵(15)升压后,经分流三通(16)到输出止回阀(17)输送至锅炉,完成锅炉与用热器之间的闭式循环;
2、反馈控制回路动作流程:经动力泵(15)升压后的清洁液体,流经分流三通(16)时被分流为两路,除一路经(17)被输送至锅炉外,另一路经反馈管(18)、反馈定位管(10)、浮球控流阀(13)流入罐体(1)並经液相输出管(11)流回动力泵(15)的入口端,形成一条反馈控制回路。由输出止回阀(17)的输出与由凝结水输入管(4)的输入之间的流量平衡是通过反馈流量变化实现的。动力泵(15)输出流量为输出止回阀(17)输出流量与反馈管(18)流量之和,反馈管(18)反馈量增加或减少使输出止回阀(17)的输出流量相应地减少或增加变化,当凝结水输入管(4)输入的液相物质流量小于输出止回阀(17)输出流量时,罐体(1)内液室(19)液面下降,浮球控流阀(13)的浮子随液面一同下降,使浮球控流阀(13)开度增大,反馈回路流阻减少,反馈量增加,这时输出止回阀(17)疏出流量减少,使液室(19)液面回升至正常位置,浮子亦上升,浮球控流阀(13)升度达正常位置。就这样通过液室(19)的液面的平衡运动提供浮球控流阀(13)的启闭动力,对反馈量进行无级调控,使输出止回阀(17)的输出流量与凝结水输入管(4)的输入流量处于经常的平衡状态。反之亦然。
在本疏水器中,凝结水输入管(4)的输入量等于输出止回阀(17)的液相输出、气相输出管(7)的气相输出及排污管(2)的固相输出三者之和,而凝结水输入管(4)的输入量又等于凝结水输入管(4)本身的液相输入、气相输入及固相输入三者之和,由于输出止回阀(17)的液相输出与凝结水输入管(4)的液相输入动态平衡的建立,並且由于罐体(1)内的液气双室的分离作用,因而使:气相输出管(7)的气相输出与凝结水输入管(4)的气相输入相等;排污管(2)的固相输出与凝结水输入管(4)的固相输入相等;从而达到动态平衡。这种使同相物质输出流量自动适应输入流量及组分变化,实现运行的连续平衡方式就是自适平衡方式。
3、气相输出通路动作流程:由凝结水输入管(4)进入罐体(1)中的气相物质,除蒸气外还有少量不凝性气体,它在液室(19)形成的液态介质的重力场中,在不改变工作压力条件下有部分蒸气被吸收,其余随不凝性气体向上运动进入气室(20),在由气室(20)形成的气相介质的重力场中,逸出气体中携带的液态物质沉降向下回到液室(19)。经脱水的气体流经气水分离器(14)进一步分离脱水后进入气相输出管(7),经调压阀(8)调压后输出。排空管(9)主要是供启停时排空用。对气相输出压力进行调控,使罐体(1)内与用热器之间保持一定压力差,即可使凝结水可靠进入罐体(1)内,同时,在一定程度上可改变二次蒸发量,由于在罐体(1)上装有压力表(6),便于对最佳压力进行选择。
4、排污通道的动作流程:由凝结水输入管(4)进入罐体(1)中的固态尘垢,在液室(19)形成的液态介质的重力场中向下沉降,定期开启排污阀(3)即可通过排污管(2)将污垢排放。
本发明对比已有技术具有如下优点:
1、本发明同时具有疏水、凝水回收、气液分离、流量平衡、系统工作压力调控及除污等六种功能,是一种多功能的节水节能型动力疏水设备;
2、本发明由于采用反馈结构,因此使输出流量自动适应输入流量及组分变化,实现系统闭式循环及运行连续平衡;
3、本发明的结构科学合理,操作方便,性能可靠,应用本发明作为大型、超大型供热系统中的疏水及凝水回收装置,也可作为一般变量流体动力输送装置,可大大节省制造、安装、使用费用,经济效益高。