專利名稱：全閉式凝結(jié)水自動回收泵及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種凝結(jié)水回收技術(shù)，特別是指一種全閉式凝結(jié)水自動回收泵及方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，蒸汽是應(yīng)用非常普遍的傳熱、做功介質(zhì)，蒸汽中所含熱能由顯熱和潛熱組成，其在放出熱量之后就變成了高溫凝結(jié)水，高溫凝結(jié)水內(nèi)部仍含有大量的熱能，其能量大約是對應(yīng)蒸汽能量的25% 30%，所以凝結(jié)水是非常有價值的能源。凝結(jié)水回收的目的在于把排放的凝結(jié)水的熱量重新用于其他生產(chǎn)過程，以及以凝結(jié)水本身作為補水，同時保持蒸汽設(shè)備的最高效率?，F(xiàn)有技術(shù)中，是采用電動離心泵對凝結(jié)水輸送回收。由于這種泵的結(jié)構(gòu)及工作原理的要求，離心泵無法加壓集水罐內(nèi)產(chǎn)生的閃蒸汽，這樣閃蒸汽就只好對大氣排放，白白浪費了。而且，凝結(jié)水由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空。泵內(nèi)凝結(jié)水會產(chǎn)生閃蒸汽。這些閃蒸汽會對泵內(nèi)零部件產(chǎn)生汽蝕，從而損壞泵。第三，離心泵是電力泵， 需要單獨引線，在石油化工等企業(yè)，很多電機及電器必須滿足防爆要求，造成購置設(shè)備成本和維護成本的上升，并增加了危險因素。另外，有部分場合采用凝結(jié)水自動回收泵回收凝結(jié)水，它是一種氣體壓力控制的泵。凝結(jié)水流入泵體使液面上升、浮球浮起，在上切換點觸發(fā)彈簧機構(gòu)進行切換，使得操作氣體入口閥打開，凝結(jié)水在操作氣體壓力驅(qū)動下排出泵外；隨著液面浮球下降到下切換點反向觸發(fā)彈簧機構(gòu)進行反向切換，使得操作氣體出口閥打開，入口閥關(guān)閉，泵內(nèi)重新接納凝結(jié)水進入。由于這種泵的結(jié)構(gòu)及工作原理的要求，泵在進水時要向泵體外排出操作汽及在泵體內(nèi)產(chǎn)生的閃蒸汽，都是向大氣排放，這樣閃蒸汽就白白浪費了，而且也影響環(huán)境。如果能實現(xiàn)凝結(jié)水閉式回收，則可達到如下好處1.將凝結(jié)水回收再利用，可以減少鍋爐新鮮補水，節(jié)約補給水費、補給水處理費用以及鍋爐燃料費用，有效地降低蒸汽成本；2.閉式回收凝結(jié)水和閃蒸汽，可以提高凝結(jié)水的回收溫度，使鍋爐產(chǎn)蒸汽量更多， 從而提高鍋爐的使用效率；3.回收凝結(jié)水和閃蒸汽，可減少蒸汽泄漏對環(huán)境的污染和腐蝕。然而據(jù)不完全統(tǒng)計，我國蒸汽凝結(jié)水的回收率目前還不到30%，就是因為在實際應(yīng)用上存在上述諸多難題。在大力提倡節(jié)約能源的今天，如何對高溫高壓蒸汽凝結(jié)水進行閉式回收并加以有效再利用，則是非常重要的節(jié)能科技研究課題。本發(fā)明人憑多年從事蒸汽領(lǐng)域研發(fā)、制造的經(jīng)驗，歷經(jīng)多次開發(fā)、試驗、精心設(shè)計出本發(fā)明
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種凝結(jié)水閉式回收泵及方法，以改善或克服上述現(xiàn)有凝結(jié)水回收技術(shù)的缺陷。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種全閉式凝結(jié)水自動回收泵，所述全閉式凝結(jié)水自動回收泵包括凝結(jié)水增壓器，其以蒸汽為動力對凝結(jié)水進行加壓輸送；輔助冷凝器，其促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽乏汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；以及緩沖罐，其將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水混合后輸送至下游管網(wǎng)。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，該凝結(jié)水增壓器的操作汽入口與外部蒸汽管道相連，其排氣口與所述輔助冷凝器相連。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述輔助冷凝器是以空氣對流換熱方式對進入其內(nèi)的蒸汽進行冷凝。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述輔助冷凝器包括內(nèi)裝閃蒸汽和乏汽的容器以及容器外壁設(shè)置的外部空氣冷卻器，該外部空氣冷卻器用于促使該輔助冷凝器內(nèi)的蒸汽冷凝。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述輔助冷凝器的外部空氣冷卻器包括容器外壁周邊設(shè)置的多個散熱翅片和導(dǎo)流箍，所述散熱翅片的一側(cè)與導(dǎo)流箍連接，另一側(cè)與容器連接，容器、散熱翅片及導(dǎo)流箍三者組成多個氣流通道。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述散熱翅片可以向內(nèi)延伸進入容器內(nèi)部，當所述散熱翅片向容器內(nèi)部延伸時，傳熱效果更好。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述緩沖罐內(nèi)部設(shè)有頂部止回閥，使帶壓蒸汽和凝結(jié)水不能進入輔助冷凝器。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述緩沖罐頂部設(shè)有一止回閥，該止回閥帶有浮球機構(gòu)，以阻止相等壓力的液體進入輔助冷凝器。如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其中，所述凝結(jié)水增壓器包括凝結(jié)水氣壓泵或凝結(jié)水電泵。一種利用如上所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵進行凝結(jié)水閉式回收的方法，該方法包括以蒸汽為動力利用凝結(jié)水增壓器對凝結(jié)水進行加壓輸送；利用輔助冷凝器促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽排汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；以及將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水在緩沖罐內(nèi)混合后輸送至下游管網(wǎng)。本發(fā)明的特點和優(yōu)點如下1.適用范圍廣本發(fā)明沒有閃蒸汽外排，也無需電氣控制，可廣泛適用于防爆等級要求高，無電源或禁止使用電源的場所；設(shè)備完全零排放，特別適用于對環(huán)境排放嚴格控制的場所。由于沒有旋轉(zhuǎn)的密封結(jié)構(gòu)，沒有電動機和泵葉輪，完全避免了由凝結(jié)水閃蒸而引發(fā)的葉輪汽蝕現(xiàn)象。2.節(jié)能節(jié)水本發(fā)明完全密閉，緩沖罐與輔助冷凝器的應(yīng)用保證了沒有任何形式漏汽和凝結(jié)水閃蒸汽外冒，不會產(chǎn)生熱量散失，凝結(jié)水溫度保持在100°C以上，從而可以將凝結(jié)水的熱量和水資源全部回收。
3.全自動一體化設(shè)計泵和罐采用撬裝式結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡便，而且自動適應(yīng)負荷變化，無須人工值守。4.保護環(huán)境本發(fā)明不冒汽，減少熱污染；減少溫室氣體排放；提升企業(yè)形象。


圖1為本發(fā)明的全閉式凝結(jié)水自動回收泵及方法的一具體實施例的原理框圖。圖2為本發(fā)明的全閉式凝結(jié)水自動回收泵的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A、圖3B為本發(fā)明的一具體實施例所采用的輔助冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的一具體實施例所采用的緩沖罐的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標號說明101、凝結(jié)水進水管線103、操作蒸汽入口管線1、凝結(jié)水增壓器2、輔助冷凝器21、容器23、冷卻翅片25、冷凝液出口3、緩沖罐31、緩沖罐本體33、閃蒸凝液入口35、凝結(jié)水出口
具體實施例方式為了便于對本發(fā)明相關(guān)技術(shù)方案的透徹理解，下面配合附圖及具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本發(fā)明提出一種全閉式凝結(jié)水自動回收泵，該全閉式凝結(jié)水自動回收泵包括凝結(jié)水增壓器，其以蒸汽為動力對凝結(jié)水進行加壓輸送；輔助冷凝器，其促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽乏汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；以及緩沖罐，其將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水混合后輸送至下游管網(wǎng)。同時，本發(fā)明還提出一種凝結(jié)水閉式回收的方法，該方法包括以蒸汽為動力利用凝結(jié)水增壓器對凝結(jié)水進行加壓輸送；利用輔助冷凝器促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽排汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；以及將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水在緩沖罐內(nèi)混合后輸送至下游管網(wǎng)。本發(fā)明可以達到對蒸汽凝結(jié)水及閃蒸汽進行閉式回收的目的。較佳地，輔助冷凝器是以空氣對流換熱方式對進入其內(nèi)的蒸汽進行冷凝。在一具體實施例中，其本體為一閃蒸汽容器，其外圍外部空氣冷卻器，從而可利用煙 原理進行散熱，蒸汽的熱量通過熱傳導(dǎo)將外部空氣加熱，受熱的空氣體積膨脹并向上流動，帶動冷空氣從下部涌入，形成對流換熱，散熱使冷凝器內(nèi)的操作蒸汽乏汽及閃蒸汽溫度降低，凝結(jié)成水
102、凝結(jié)水下游輸送管線 104、蒸汽出汽管線
22、導(dǎo)流箍 24、閃蒸汽入口
32、止回閥 34、凝結(jié)水入口流入緩沖罐；較佳地，凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水同時進入一緩沖罐，利用增壓器的輸出壓力，將泵壓凝結(jié)水輸送至下游管網(wǎng)。緩沖罐內(nèi)側(cè)頂部較佳是設(shè)有帶浮球機構(gòu)的止回閥，既可以阻止帶壓蒸汽和凝結(jié)水進入冷凝器，也可以阻止無壓凝結(jié)水進入冷凝器。較佳地，凝結(jié)水增壓器的出口設(shè)有止回閥，以使得帶壓凝結(jié)水不能返回凝結(jié)水增壓器。如圖1、圖2所示，為本發(fā)明的一具體實施例的原理框圖及結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，該全閉式凝結(jié)水自動回收泵主要包括一凝結(jié)水增壓器1、一輔助冷凝器2、一緩沖罐3及相關(guān)管路、控制閥門等，其中凝結(jié)水增壓器1的二入口分別與操作蒸汽入口管線103及凝結(jié)水進水管線101相連。上游管網(wǎng)中的凝結(jié)水從相通管道進入凝結(jié)水增壓器1，凝結(jié)水增壓器1利用外部蒸汽將凝結(jié)水壓力提升，升壓后的凝結(jié)水直接進入緩沖罐。優(yōu)選地，本實施例的凝結(jié)水增壓器1內(nèi)部設(shè)有控制操作蒸汽啟閉的浮球執(zhí)行機構(gòu)，從而不需要電氣也能方便地對其進行控制。輔助冷凝器2的蒸汽入口 24與凝結(jié)水增壓器1的排汽口相連；凝結(jié)水增壓器1中的操作汽和凝結(jié)水閃蒸汽經(jīng)過輔助冷凝器2冷凝成凝結(jié)水進入緩沖罐3。緩沖罐3將由凝結(jié)水增壓器1增壓后的凝結(jié)水與來自輔助冷凝器2的蒸汽凝結(jié)水混合，輸出到下游凝結(jié)水管網(wǎng)。本發(fā)明的具體實施例中，輔助冷凝器2包括一內(nèi)裝閃蒸汽和乏汽的本體，該本體外可設(shè)有外部空氣冷卻器，具體地，如圖3A、圖3B所示，其為本發(fā)明一較佳實施例所采用的輔助冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖，該輔助冷凝器2的外部空氣冷卻器包括沿本體的外壁周向設(shè)置的筒狀的導(dǎo)流箍22和輻射狀的散熱翅片23，該外部空氣冷卻器是利用煙囪原理效應(yīng)，即熱空氣膨脹上升，從導(dǎo)流箍22上部出口排出熱空氣，而外面的新鮮冷空氣從導(dǎo)流箍22下部入口被吸入，從而促使該輔助冷凝器2內(nèi)的蒸汽冷凝。如圖3A、圖3B所示，輔助冷凝器2的本體是一內(nèi)裝閃蒸汽和乏汽的容器21，沿外壁周邊設(shè)有多個散熱翅片23，翅片23的一側(cè)與導(dǎo)流箍22連接，另一側(cè)與容器21連接，從而使得容器21外壁、翅片23和導(dǎo)流箍22三者組成多個氣流通道，其間的空氣在受熱的情況下膨脹，能夠產(chǎn)生空氣疾速流動，實現(xiàn)對流換熱。較佳地，輔助冷凝器2的散熱翅片23是向內(nèi)延伸進入容器21內(nèi)部，從而獲得更好的傳熱效果。如圖4所示，泵壓凝結(jié)水由緩沖罐3的凝結(jié)水入口 34進入其內(nèi)部，聚集穩(wěn)壓混合輔助冷凝器流入的凝結(jié)水后，經(jīng)凝結(jié)水出口 35流出裝置外，去向凝結(jié)水總站。緩沖罐3的頂部設(shè)有浮球止回閥32，不僅可以阻止帶壓蒸汽和凝結(jié)水進入輔助冷凝器2，也可以阻止無壓凝結(jié)水進入輔助冷凝器2。下面以圖2所示的本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明的工作原理做一說明1)外部蒸汽凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水進水管線101進入凝結(jié)水增壓器1，同時，外部引入的操作蒸汽經(jīng)操作蒸汽入口管道103進入凝結(jié)水增壓器1，在凝結(jié)水增壓器1的執(zhí)行機構(gòu)的控制下，對泵內(nèi)凝結(jié)水加壓；
2)泵內(nèi)凝結(jié)水在操作蒸汽的加壓下，由凝結(jié)水增壓器1出口管線經(jīng)緩沖罐3的凝結(jié)水入口 34進入緩沖罐3內(nèi)，操作蒸汽乏汽及凝結(jié)水閃蒸汽經(jīng)蒸汽出汽管道104進入輔助冷凝器2 ；3)操作蒸汽乏汽及凝結(jié)水閃蒸汽在輔助冷凝器2中冷凝后的凝結(jié)水進入緩沖罐 3 ；4)增壓后的凝結(jié)水和蒸汽凝結(jié)水在緩沖罐3混合，通過凝結(jié)水下游輸送管線102 被壓回凝結(jié)水回收總站。由于本發(fā)明是采用高壓蒸汽驅(qū)動的凝結(jié)水增壓器對凝結(jié)水進行增壓、輸送，因此無需電力操作。另外，本發(fā)明采用的輔助冷凝器，可以對排出的操作汽和閃蒸汽進行回收、 冷凝，并輸送到下游凝結(jié)水管路，實現(xiàn)整套泵的閃蒸汽零排放，凝結(jié)水完全被回收；最后，本發(fā)明設(shè)備完全密閉，實現(xiàn)了凝結(jié)水的高溫回收，即熱量全部回收。雖然本發(fā)明已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換或依本發(fā)明專利保護范圍所作的等同變化與修飾，例如，還可以電泵或其他機械泵替代上述實施例中的凝結(jié)水增壓器，對外部進入的凝結(jié)水進行升壓；還可以其他形式的冷凝裝置，替代上述實施例中的輔助冷凝器，對蒸汽進行冷凝，此等變化皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋的范疇。而且，以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，但不能理解為實施時必須為具體實施例中所有特征的組合，具體應(yīng)用時，本發(fā)明的產(chǎn)品或方法可以從說明書中描述的各技術(shù)特征(包括結(jié)構(gòu)、方法步驟)根據(jù)實際需要選擇一項單獨采用或選擇多項組合起來使用，特此說明。
權(quán)利要求
1.一種全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述全閉式凝結(jié)水自動回收泵包括凝結(jié)水增壓器，其以蒸汽為動力對凝結(jié)水進行加壓輸送；輔助冷凝器，其促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽乏汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；緩沖罐，其將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水混合后輸送至下游管網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述凝結(jié)水增壓器的操作汽入口與外部蒸汽管道相連，其排氣口與所述輔助冷凝器相連。
3.如權(quán)利要求1所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述輔助冷凝器是以空氣對流換熱方式對進入其內(nèi)的蒸汽進行冷凝。
4.如權(quán)利要求3所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述輔助冷凝器包括內(nèi)裝閃蒸汽和乏汽的容器以及容器外壁設(shè)置的外部空氣冷卻器，該外部空氣冷卻器用于促使該輔助冷凝器內(nèi)的蒸汽冷凝。
5.如權(quán)利要求4所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述輔助冷凝器的外部空氣冷卻器包括容器外壁周邊設(shè)置的多個散熱翅片和導(dǎo)流箍，所述散熱翅片的一側(cè)與導(dǎo)流箍連接，另一側(cè)與容器連接，所述容器、散熱翅片及導(dǎo)流箍三者間組成多個氣流通道。
6.如權(quán)利要求5所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述散熱翅片一側(cè)向內(nèi)延伸進入容器內(nèi)部，以獲得更好的傳熱效果。
7.如權(quán)利要求1所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述緩沖罐內(nèi)部設(shè)有頂部止回閥，使帶壓蒸汽和凝結(jié)水不能進入輔助冷凝器。
8.如權(quán)利要求1所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述緩沖罐頂部設(shè)有一止回閥，該止回閥帶有浮球機構(gòu)，以阻止液體進入輔助冷凝器。
9.如權(quán)利要求1所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵，其特征在于，所述凝結(jié)水增壓器包括凝結(jié)水氣壓泵或凝結(jié)水電泵。
10.一種利用權(quán)利要求1至9任一項所述的全閉式凝結(jié)水自動回收泵進行凝結(jié)水閉式回收的方法，該方法包括以蒸汽為動力利用凝結(jié)水增壓器對凝結(jié)水進行加壓輸送；利用輔助冷凝器促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽排汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水在緩沖罐內(nèi)混合后輸送至下游管網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全閉式凝結(jié)水自動回收泵及方法，所述全閉式凝結(jié)水自動回收泵包括凝結(jié)水增壓器，其以蒸汽為動力對凝結(jié)水進行加壓輸送；輔助冷凝器，其促使所述凝結(jié)水增壓器的操作蒸汽乏汽及凝結(jié)水的閃蒸汽冷凝；以及緩沖罐，其將凝結(jié)水增壓器排出的凝結(jié)水與輔助冷凝器排出的凝結(jié)水混合后輸送至下游管網(wǎng)。本發(fā)明在對凝結(jié)水實現(xiàn)有效回收輸送的同時，對閃蒸汽也進行完全回收，徹底克服了現(xiàn)有凝結(jié)水回收技術(shù)的缺陷。
文檔編號F22D11/06GK102221196SQ20111008323
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者張基忠 申請人:北京弘泰匯明能源技術(shù)有限責任公司