冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，承壓緩沖罐上連接有位于上層的第一、三進水管和位于下層的第二、四進水管；混合冷凝水分別通過第三、第四換熱器與合成氨除鹽水、變換除鹽水間接換熱后分別接入第二、四進水管，合成氨除鹽水和變換除鹽水通過第三、第四換熱器換熱后分別接入第一、三進水管；承壓緩沖罐的頂壁中部連接有緩沖罐排汽管；緩沖罐出水經(jīng)第一水泵送入高壓除氧器，除氧箱排水經(jīng)第三水泵送入鍋爐補水管，高壓除氧器的除氧頭頂部連接有排放除氧乏汽和不凝性氣體的除氧頭排汽管，承壓緩沖罐底板連接有排污管。該裝置冷凝水余熱利用率高且運行可靠。
【專利說明】冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，可用于堿廠生產(chǎn)線產(chǎn)生的 高溫冷凝水和經(jīng)加熱的除鹽水的回收。

【背景技術】
[0002] 為防止熱力設備及其管道腐蝕，并防止不凝性氣體混入蒸汽而降低蒸汽品質，必 須除去溶解在鍋爐補水中的溶解氧及其它不凝性氣體，往往通過除氧器來實現(xiàn)。根據(jù)亨利 定律和道爾頓定律，對于溶解于水中的各種氣體，在一定的壓力下，水的溫度越高，溶解度 越低；或者在一定的壓力下，氣體的分壓力越低，該氣體的溶解度越低。熱力除氧就是把鍋 爐補水加熱到相應的壓力下的飽和溫度時，蒸汽分壓力將接近于水面上全壓力，溶于水中 的各種氣體的分壓力接近于零，因此，水就不具有溶解氣體的能力，溶于水中的氣體就被析 出，從而清除水中的氧和其他氣體。熱力除氧器包括除氧頭和除氧箱，除氧頭位于除氧箱上 部，除氧頭的側壁上部連接有除氧頭進水管，除氧頭的側壁下部連接有除氧蒸汽管，除氧頭 的頂部連接有除氧頭排汽管，除氧箱的下部連接有除氧箱排水管。
[0003] 堿廠生產(chǎn)線中，因大量使用蒸汽會產(chǎn)生很多冷凝水，如煅燒爐冷凝水、流化床冷 凝水和干銨冷凝水等，冷凝水經(jīng)閃蒸利用后的溫度仍有135°C ~155°C。此外，合成氨及 變換工序會使用大量的除鹽水作為間接冷卻水，經(jīng)加熱后的合成氨冷卻除鹽水的溫度約 60°C?80°C，經(jīng)加熱的變換冷卻除鹽水的溫度約60°C?95°C。因產(chǎn)生的冷凝水和冷卻除鹽水 的溫度較高，水質又符合鍋爐補水的要求，各堿廠往往將以上蒸汽冷凝水和冷卻除鹽水回 收至大氣式除氧器的除氧箱中，再由除氧箱通過水泵送至鍋爐作為鍋爐補水。
[0004] 以上回收方式存在如下不足之處：1.除氧器為大氣式，工作溫度約104°c，而冷 凝水和除鹽水混合后的實際溫度遠遠超過l〇4°C，故超過部分只能通過除氧頭和與除氧器 連通的閃蒸罐大量冒空，浪費大量余熱資源和水資源。2.冷凝水和除鹽水溫差大，通過直 接混合傳熱，熱量很難在瞬間達到平衡，故除氧箱內(nèi)容易產(chǎn)生熱爆，影響設備安全運行。3. 鍋爐補水的間歇性與冷凝水產(chǎn)生的連續(xù)性存在矛盾：當鍋爐不補水或補水量不大時，煅燒 爐冷凝水進除氧器的閥門開度較小，系統(tǒng)憋壓，煅燒爐排冷凝水不暢；當鍋爐大量補水時， 煅燒爐冷凝水進除氧器的閥門開度大，系統(tǒng)背壓降低，煅燒爐蒸汽串至除氧器，加劇余熱的 排放。4.除氧箱容積有限，不能在鍋爐單元和生產(chǎn)單元之間形成有效緩沖。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種冷凝水除鹽水間接換 熱二級除氧裝置，冷凝水余熱利用率高且可以確保鍋爐補水的波動不影響用汽單元的正常 運行。
[0006] 為解決以上技術問題，本發(fā)明的一種冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置， 135°C ~155°C的煅燒爐冷凝水、流化床冷凝水和干銨冷凝水分別進入煅燒爐冷凝水管、流 化床冷凝水管和干銨冷凝水管，60°C ~80°C的合成氨冷卻除鹽水進入合成氨除鹽水管， 60°C ~95°C的變換冷卻除鹽水進入變換除鹽水管；所述煅燒爐冷凝水管、流化床冷凝水管 和干銨冷凝水管分別接入冷凝水集水管，還包括第三換熱器、第四換熱器和封閉的承壓緩 沖罐，所述承壓緩沖罐的圓周上垂直連接有第一進水管、第二進水管、第三進水管和第四進 水管，所述第一進水管和第三進水管的管口相對且高度方向上相互錯開，所述第二進水管 與第四進水管的管口相對且高度方向上相互錯開，所述第一進水管和第三進水管的高度高 于所述第二進水管與第四進水管；所述冷凝水集水管的出口分別與所述第三換熱器的第三 換熱器混合冷凝水進口和第四換熱器的第四換熱器混合冷凝水進口連接，所述第三換熱器 的第三換熱器混合冷凝水出口與所述第二進水管相連接，所述第四換熱器的第四換熱器混 合冷凝水出口與所述第四進水管相連接；所述合成氨除鹽水管與所述第三換熱器的第三換 熱器合成氨除鹽水進口連接，所述第三換熱器的第三換熱器合成氨除鹽水出口與所述第一 進水管連接，所述變換除鹽水管與第四換熱器變換除鹽水進口連接，所述第四換熱器的第 四換熱器變換除鹽水出口與所述第三進水管連接；所述承壓緩沖罐的頂壁中部連接有緩沖 罐排汽管，所述緩沖罐排汽管上由下往上依次安裝有逆止閥和第一控制閥；所述承壓緩沖 罐中設有開口向上的緩沖罐出水管，所述緩沖罐出水管的下端穿過承壓緩沖罐的底板與第 一水泵的入口連接，所述第一水泵的出口經(jīng)第五控制閥接入高壓除氧器的除氧頭進水管， 所述高壓除氧器的除氧箱排水管接入第三水泵的入口，所述第三水泵的出口接入鍋爐補水 管，外部蒸汽通過第四控制閥接入除氧蒸汽管，所述高壓除氧器的除氧頭頂部連接有排放 除氧乏汽和不凝性氣體的除氧頭排汽管；所述承壓緩沖罐的底板上設有排污口，所述排污 口與排污管連接，所述排污管上安裝有第二控制閥。
[0007] 相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明取得了以下有益效果：⑴煅燒爐冷凝水、流化床冷凝水 和干銨冷凝水首先進入冷凝水集水管成為混合冷凝水，混合冷凝水、合成氨冷卻除鹽水和 變換冷卻除鹽水分別進入承壓緩沖罐中，混合后從緩沖罐出水管排出，由第一水泵送入高 壓除氧器進行深度除氧，以滿足高壓鍋爐對含氧量的要求；除氧頭水汽混合產(chǎn)生的除氧乏 汽和水中溢出的氧氣等不凝性氣體從除氧頭頂部的除氧頭排汽管排出。⑵承壓緩沖罐可 以承受一定壓力并且水位可以在較大范圍內(nèi)調整，可以彌補鍋爐補水的間歇性與冷凝水產(chǎn) 生的連續(xù)性之間的矛盾，在用汽單元與鍋爐補水系統(tǒng)之間形成隔離和緩沖，確保鍋爐補水 的波動不影響用汽單元的正常運行，避免當鍋爐補水量小時，冷凝水管網(wǎng)背壓高，煅燒爐、 流化床及干銨系統(tǒng)出現(xiàn)憋壓排冷凝水不暢；也避免了當鍋爐大量補水時，冷凝水管網(wǎng)背壓 低，煅燒爐及流化床系統(tǒng)的蒸汽串至除氧器，加劇余熱的排放。⑶合成氨冷卻除鹽水和變 換冷卻除鹽水的溫度稍低且含有氧氣等不凝性氣體，混合冷凝水溫度高且不含氧氣等不凝 性氣體，合成氨冷卻除鹽水、變換冷卻除鹽水與混合冷凝水混和后溫度上升，且承壓緩沖罐 工作壓力為承壓緩沖罐混合水溫度對應的飽和壓力，氧氣及其它不凝性氣體的分壓力接近 于零，溶解度接近于零，溢出承壓緩沖罐水面后隨緩沖罐乏汽從承壓緩沖罐排汽管排出，實 現(xiàn)一級除氧；經(jīng)過一級除氧的水由緩沖罐出水管排出經(jīng)第一水泵和第五控制閥送入高壓除 氧器的除氧頭進水管，外部蒸汽從除氧蒸汽管和第四控制閥進入除氧頭對進水進行二級除 氧，除氧頭水汽混合產(chǎn)生的除氧乏汽和氧氣等不凝性氣體從除氧頭排汽管排出，經(jīng)過二級 除氧的水由第三水泵送入鍋爐作為鍋爐補水。⑷緩沖罐排汽管上的逆止閥可以確保大氣 不會倒灌至承壓緩沖罐中，防止引入外界氧氣。（5)第一控制閥通過控制緩沖罐乏汽的排放 量，使承壓緩沖罐內(nèi)維持一定的壓力，以便充分吸納冷凝水和除鹽水的熱量，減少緩沖罐乏 汽排放及熱量的損失，既節(jié)能又環(huán)保。（6)提高了鍋爐補水溫度，降低了單位蒸汽煤耗。（7) 溫度相對較低、密度較高的合成氨冷卻除鹽水和變換冷卻除鹽水從位置較高的第一進水管 和第三進水管進入，溫度相對較高、密度較低的混合冷凝水從位置較低的第二進水管與第 四進水管進入承壓緩沖罐，可以在承壓緩沖罐內(nèi)形成自然對流，促進充分換熱。⑶隨著工 作時間的增加，承壓緩沖罐底部會積聚一定的雜質，水質會下降，此時可以打開第二控制 閥，從排污管排出水質變差的水，確保鍋爐補水水質。⑶135°C ~155°C的煅燒爐冷凝水、 135°C ~155°C的流化床冷凝水和135°C ~155°C的干銨冷凝水首先分別進入冷凝水集水管進 行混合，混合冷凝水再分別進入第三換熱器和第四換熱器與60°C ~80°C的合成氨除鹽水和 60°C ~95°C的變換除鹽水進行間接換熱，混合冷凝水的溫度降低，合成氨除鹽水和變換除鹽 水的溫度升高，縮小了混合冷凝水與除鹽水的溫差，使承壓緩沖罐內(nèi)的溫度場更加均勻，避 免熱爆的發(fā)生； 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第一進水管、第二進水管、第三進水管和第四進水管位于 承壓緩沖罐內(nèi)的管口分別連接有沿水平面及承壓緩沖罐的內(nèi)圓周壁延伸的環(huán)形布水管，各 所述環(huán)形布水管的中下部分別均勻分布有向承壓緩沖罐的軸線射流的噴射孔，各所述噴射 孔的軸線與水平面成30° ~45°夾角且分別與承壓緩沖罐的軸線相交。每路進水均通過布 置了噴射孔的罐內(nèi)環(huán)形管出水，水流自噴射孔向斜下方噴出，以拋物狀與罐內(nèi)水體接觸，延 長了與罐內(nèi)水體的接觸時間，實現(xiàn)充分換熱，避免熱爆。
[0008] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述承壓緩沖罐的內(nèi)腔底部安裝有擾動葉輪，所述擾動 葉輪固定連接在擾動葉輪軸上，所述擾動葉輪軸垂直向下穿過承壓緩沖罐的底板且與承壓 緩沖罐底板之間實現(xiàn)密封，所述擾動葉輪軸的下端連接有擾動葉輪驅動電機；所述擾動葉 輪軸偏離所述承壓緩沖罐的軸線，所述承壓緩沖罐的底板內(nèi)壁安裝有渦流擋板，所述渦流 擋板垂直于底板且沿底板直徑方向延伸。當需要排污時，雜質往往積聚在承壓緩沖罐的底 部，很難隨水流排出，此時開啟擾動葉輪使底部水流轉動可以將雜質漾起；如果水流呈穩(wěn)定 的環(huán)流狀態(tài)，則對雜質的擾動效果不夠好，本發(fā)明的擾動葉輪軸偏離承壓緩沖罐的軸線，可 以避免使水流呈現(xiàn)穩(wěn)定的環(huán)流狀態(tài)；底板內(nèi)壁安裝的渦流擋板更加可以徹底破壞環(huán)流，使 水流出現(xiàn)湍流狀態(tài)，更利于雜質的擾動與排出。
[0009] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述排污口設有多個，分為內(nèi)圈排污口和外圈排污口兩 組，各內(nèi)圈排污口均勻分布在離承壓緩沖罐軸線較近的圓周上，各外圈排污口均勻分布在 離承壓緩沖罐軸線較遠的圓周上，各內(nèi)圈排污口與各外圈排污口分布在底板的不同直徑 上。在底板的多個方位上分布更多的排污口，可以提高排污效率，減少排水量。
[0010] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述內(nèi)圈排污口和外圈排污口各設有四個，各內(nèi)圈排污 口所在直徑與相鄰的外圈排污口所在直徑之間的夾角為45°。內(nèi)圈排污口與外圈排污口在 圓周方向上錯開排列，在以承壓緩沖罐軸線為中心向外輻射的八個方向均設有排污口，可 以使排污更加均勻合理，效果更好，在最短的時間內(nèi)排除盡量多的污物，減少排水量。
[0011] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述承壓緩沖罐的內(nèi)腔底部安裝有采樣管，所述采樣管 伸出承壓緩沖罐外且與采樣冷卻器相連接，所述采樣冷卻器的出口管路上安裝有在線電導 率檢測儀和在線Ph值檢測儀。可以實時檢測罐內(nèi)混合水的電導率和Ph值。
[0012] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述在線電導率檢測儀和在線Ph值檢測儀的信號線分 別接入PLC控制器的相應信號輸入端，所述PLC控制器的相應信號輸出端與所述第二控制 閥的控制線相連接；當PLC控制器檢測到在線電導率檢測儀提供的電導率大于設定值或在 線Ph值檢測儀提供的Ph值超過設定范圍時控制第二控制閥打開，當PLC控制器檢測到在 線電導率檢測儀提供的電導率小于設定值且在線Ph值檢測儀提供的Ph值在設定范圍內(nèi)時 控制第二控制閥關閉。PLC控制器可以根據(jù)在線電導率檢測儀提供的電導率和在線Ph值檢 測儀提供的Ph值，自動控制擾動葉輪和第二控制閥的啟閉，提高系統(tǒng)的自動化水平。
[0013] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第一進水管、第二進水管、第三進水管和第四進水管 上分別安裝有溫度傳感器和流量計，所述承壓緩沖罐的液相空間的不同方位和不同高度共 安裝有多個溫度傳感器，所述承壓緩沖罐的氣相空間安裝有壓力傳感器。溫度傳感器可以 檢測出各進水管和承壓緩沖罐的水溫，流量計可以測量出各進水管的實際流量。
[0014] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述壓力傳感器、各所述溫度傳感器和各所述流量計的 信號線分別接入PLC控制器的相應信號輸入端，所述PLC控制器的相應信號輸出端與所述 第一控制閥的控制線相連接；當PLC控制器檢測到t>t0或ρ>ρ0時控制第一控制閥的開 度加大，當PLC控制器檢測到t〈t0或ρ〈ρ0時控制第一控制閥的開度減??；其中t為所述 承壓緩沖罐液相空間的各溫度傳感器所測水溫的平均值，P為所述壓力傳感器所測的壓力 值；t0 為 PLC 控制器的設定溫度值，且 t0=(tlXml+t2Xm2+t3Xm3+t4Xm4) + (ml+m2+m3+ m4) X安全系數(shù)，tl、t2、t3和t4分別為第一、第二、第三和第四進水管上的溫度傳感器所 探測到的水溫，ml、m2、m3和m4分別為第一、第二、第三和第四進水管上的流量計所測量到 的流量；P〇為PLC控制器的設定壓力值，且p0為t0溫度下對應的水蒸汽的飽和壓力值，安 全系數(shù)取〇. 8~0. 95。PLC控制器的設定溫度值取各進水管的加權平均水溫t0,水蒸汽的飽 和壓力P〇與水溫to存在一一對應關系，當罐內(nèi)溫度大于設定溫度或罐內(nèi)壓力大于設定壓 力時，PLC控制器控制第一控制閥的開度加大，以加大緩沖罐乏汽的排放；當罐內(nèi)溫度低于 設定溫度或罐內(nèi)壓力低于設定壓力時，PLC控制器控制第一控制閥的開度減小，防止排汽過 量甚至出現(xiàn)罐外空氣倒灌；采用PLC控制器根據(jù)水溫及壓力自動調節(jié)第一控制閥的開度， 提高了系統(tǒng)的自動化水平，避免緩沖罐乏汽的超量排放，確保承壓緩沖罐工作在允許的最 大壓力/溫度下，既節(jié)能又環(huán)保。
[0015] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第三換熱器混合冷凝水進口的入口管道上安裝有第 七控制閥，所述第四換熱器混合冷凝水進口的入口管道上安裝有第八控制閥，所述PLC控 制器的相應信號輸出端與所述第七控制閥和第八控制閥的控制線相連接，所述PLC控制器 根據(jù)所述第一進水管和第二進水管上的溫度傳感器所探測到的水溫控制所述第七控制閥 的開度；所述PLC控制器根據(jù)所述第三進水管和第四進水管上的溫度傳感器所探測到的水 溫控制所述第八控制閥的開度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與 說明用，非用以限制本發(fā)明。
[0017] 圖1為本發(fā)明冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置的示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明中承壓緩沖罐第三進水管部位的局部剖視圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明中承壓緩沖罐的底板俯視圖。
[0020] 圖中：PLC. PLC控制器； El.承壓緩沖罐；Ela.排污口；Elb.渦流擋板；Eld.擾動葉輪；Ele.采樣管； G1.第一進水管；G2.第二進水管；G3.第三進水管；G4.第四進水管；G5.緩沖罐排汽 管；G6.緩沖罐出水管；G7.排污管；Vd.逆止閥；VI.第一控制閥；B1.第一水泵；T1.第一溫 度傳感器；T2.第二溫度傳感器；T3.第三溫度傳感器；T4.第四溫度傳感器；T5.第五溫度 傳感器；T6.第六溫度傳感器；T7.第七溫度傳感器；T8.第八溫度傳感器；P.壓力傳感器； V2.第二控制閥；Ml.第一流量計；M2.第二流量計；M3.第三流量計；M4.第四流量計； Q.采樣冷卻器；Q1.在線電導率檢測儀；Q2.在線Ph值檢測儀； S1.煅燒爐冷凝水管；S2.流化床冷凝水管；S3.干銨冷凝水管；S4.其它冷凝水管； SO.冷凝水集水管；Y1.合成氨除鹽水管；Y2.變換除鹽水管； E3.高壓除氧器；E3a.除氧蒸汽管；E3b.除氧頭進水管；E3c.除氧頭排汽管；E3d.除氧 箱排水管；B3.第三水泵；V4.第四控制閥；V5.第五控制閥； H3.第三換熱器；H3a.第三換熱器合成氨除鹽水進口；H3b.第三換熱器合成氨除鹽 水出口； H3c.第三換熱器混合冷凝水進口；H3d.第三換熱器混合冷凝水出口；V7.第七控 制閥； H4.第四換熱器；H4a.第四換熱器變換除鹽水進口；H4b.第四換熱器變換除鹽水出 口； H4c.第四換熱器混合冷凝水進口；H4d.第四換熱器混合冷凝水出口； V8.第八控制 閥。

【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，包括封閉的承壓緩沖 罐E1、第三換熱器H3和第四換熱器H4。135 °C?155 °C的煅燒爐冷凝水進入煅燒爐冷凝水管 Sl，135°C?155°C的流化床冷凝水進入流化床冷凝水管S2,135°C?155°C的干銨冷凝水進入 干銨冷凝水管，60°C?80°C的合成氨冷卻除鹽水進入合成氨除鹽水管Y1，60°C?95°C的變換 冷卻除鹽水進入變換除鹽水管Y2,煅燒爐冷凝水管S1、流化床冷凝水管S2和干銨冷凝水管 S3分別接入冷凝水集水管S0，也可以將其它冷凝水管S4接入冷凝水集水管S0。
[0022] 承壓緩沖罐El的圓周上垂直連接有第一進水管G1、第二進水管G2、第三進水管G3 和第四進水管G4,第一進水管G1和第三進水管G3的管口相對且高度方向上相互錯開，第二 進水管G2與第四進水管G4的管口相對且高度方向上相互錯開，第一進水管G1和第三進水 管G3的高度高于第二進水管G2與第四進水管G4。合成氨冷卻除鹽水和變換冷卻除鹽水升 溫后分別接入第一進水管G1和第三進水管G3,混合冷凝水降溫后分別接入第二進水管G2 和第四進水管G4 ;承壓緩沖罐E1的頂壁中部連接有緩沖罐排汽管G5,緩沖罐排汽管G5上 由下往上依次安裝有逆止閥Vd和第一控制閥VI ;承壓緩沖罐E1中設有開口向上的緩沖罐 出水管G6,緩沖罐出水管G6的下端穿過承壓緩沖罐E1的底板與第一水泵B1的入口連接， 第一水泵B1的出口經(jīng)第五控制閥V5接入高壓除氧器E3的除氧頭進水管E3b，高壓除氧器 E3的除氧箱排水管E3d接入第三水泵B3的入口，第三水泵B3的出口接入鍋爐補水管，外部 蒸汽通過第四控制閥V4接入除氧蒸汽管E3a，高壓除氧器E3的除氧頭頂部連接有排放除氧 乏汽和不凝性氣體的除氧頭排汽管E3c。
[0023] 承壓緩沖罐El的底板上設有排污口 Ela，排污口 Ela與排污管G7連接，排污管G7 上安裝有第二控制閥V2。
[0024] 冷凝水集水管SO的出口分別與第三換熱器H3的第三換熱器混合冷凝水進口 H3c 和第四換熱器H4的第四換熱器混合冷凝水進口 H4c連接，第三換熱器H3的第三換熱器混 合冷凝水出口 H3d與第二進水管G2相連接，第四換熱器H4的第四換熱器混合冷凝水出口 H4d與第四進水管G4相連接；合成氨除鹽水管Y1與第三換熱器H3的第三換熱器合成氨除 鹽水進口 H3a連接，第三換熱器H3的第三換熱器合成氨除鹽水出口 H3b與第一進水管G1 連接，變換除鹽水管Y2與第四換熱器變換除鹽水進口 H4a連接，第四換熱器H4的第四換熱 器變換除鹽水出口 H4b與第三進水管G3連接。
[0025] 工作時，135 °C?155 °C的煅燒爐冷凝水、135 °C?155 °C的流化床冷凝水和 135°C ~155°C的干銨冷凝水首先分別進入冷凝水集水管S0進行混合，其它冷凝水也可以進 入冷凝水集水管S0進行混合，混合冷凝水再分別進入第三換熱器H3和第四換熱器H4與 60°C?80°C的合成氨除鹽水和60°C?95°C的變換除鹽水進行間接換熱，混合冷凝水的溫度 降低，合成氨除鹽水和變換除鹽水的溫度升高，縮小了混合冷凝水與除鹽水的溫差，使承壓 緩沖罐內(nèi)的溫度場更加均勻。溫度相對較低、密度較高的合成氨冷卻除鹽水和變換冷卻除 鹽水分別從位置較高的第一進水管G1和第三進水管G3進入；溫度相對較高、密度較低的混 合冷凝水從位置較低的第二進水管G2與第四進水管G4進入承壓緩沖罐E1，可以在承壓緩 沖罐內(nèi)形成自然對流，促進充分換熱。合成氨冷卻除鹽水、變換冷卻除鹽水與混合冷凝水混 和后從緩沖罐出水管G6排出，由第一水泵B1送入高壓除氧器E3進行二級除氧。合成氨冷 卻除鹽水和變換冷卻除鹽水的溫度稍低且含有氧氣等不凝性氣體，混合冷凝水溫度高且不 含氧氣等不凝性氣體，合成氨冷卻除鹽水、變換冷卻除鹽水與混合冷凝水混和后溫度上升， 且承壓緩沖罐E1的工作壓力為承壓緩沖罐混合水溫度所對應的飽和壓力，氧氣及其它不 凝性氣體的分壓力接近于零，溶解度接近于零，溢出承壓緩沖罐水面后隨緩沖罐乏汽從緩 沖罐排汽管G5排出，實現(xiàn)一級除氧；經(jīng)過一級除氧的水由緩沖罐出水管G6排出經(jīng)第一水泵 B1和第五控制閥V5送入高壓除氧器E3的除氧頭進水管E3b，外部蒸汽從除氧蒸汽管E3a和 第四控制閥V4進入除氧頭對進水進行二級除氧，除氧乏汽和氧氣等不凝性氣體從除氧頭 排汽管E3c排出，經(jīng)過二級除氧的水從除氧箱排水管E3d排出，由第三水泵B3送入鍋爐作 為鍋爐補水。緩沖罐排汽管G5上的逆止閥Vd可以確保大氣不會倒灌至承壓緩沖罐E1中， 防止引入外界氧氣。第一控制閥VI可以控制緩沖罐乏汽的排放量，使承壓緩沖罐E1內(nèi)維 持一定的壓力，以便充分吸納冷凝水和除鹽水的熱量，減少緩沖罐乏汽排放及熱量的損失， 提高了鍋爐補水溫度，降低了單位蒸汽煤耗。隨著工作時間的增加，承壓緩沖罐E1底部會 積聚一定的雜質，水質會下降，此時可以打開第二控制閥V2,從排污管G7排出水質變差的 水，確保鍋爐補水水質。
[0026] 作為改進，第一進水管G1上安裝有第一溫度傳感器T1和第一流量計M1，第二進水 管G2上安裝有第二溫度傳感器T2和第二流量計M2,第三進水管G3上安裝有第三溫度傳感 器T3和第三流量計M3,第四進水管G4上安裝有第四溫度傳感器T4和第四流量計M4。承 壓緩沖罐E1的液相空間的不同方位和不同高度共安裝有多個溫度傳感器，例如在高低不 同部位分別安裝有第五溫度傳感器T5、第六溫度傳感器T6、第七溫度傳感器T7和第八溫度 傳感器T8。承壓緩沖罐E1的氣相空間還安裝有壓力傳感器P。
[0027] 為提高系統(tǒng)的自動化水平，第一溫度傳感器T1、第二溫度傳感器T2、第三溫度傳 感器T3、第四溫度傳感器T4、第五溫度傳感器T5、第六溫度傳感器T6、第七溫度傳感器T7、 第八溫度傳感器T8、第一流量計Ml、第二流量計M2、第三流量計M3、第四流量計M4和壓力 傳感器P的信號線分別接入PLC控制器的相應信號輸入端，PLC控制器的相應信號輸出端 與第一控制閥VI的控制線相連接。
[0028] 當PLC控制器檢測到t>t0或ρ>ρ0時控制第一控制閥VI的開度加大，當PLC控制 器檢測到t〈t0或ρ〈ρ0時控制第一控制閥VI的開度減?。黄渲衪為承壓緩沖罐液相空間的 各溫度傳感器所測水溫的平均值，例如為第五溫度傳感器T5、第六溫度傳感器T6、第七溫 度傳感器T7和第八溫度傳感器T8所測水溫的平均值；p為壓力傳感器P所測的壓力值；t0 為 PLC 控制器的設定溫度值，且 t0=(tlXml+t2Xm2+t3Xm3+t4Xm4) + (ml+m2+m3+m4) X 安全系數(shù)，tl、t2、t3和t4分別為第一溫度傳感器T1、第二溫度傳感器T2、第三溫度傳感器 Τ3和第四溫度傳感器Τ4所探測到的水溫，ml、m2、m3和m4分別為第一流量計Ml、第二流量 計M2、第三流量計M3和第四流量計M4所測量到的流量。p0為PLC控制器的設定壓力值， 且p〇為t0溫度下對應的水蒸汽的飽和壓力值，安全系數(shù)取0. 8~0. 95。
[0029] PLC控制器的設定溫度值取各進水管的加權平均水溫t0,水蒸汽的飽和壓力p0與 水溫t0存在 對應關系，當罐內(nèi)溫度大于設定溫度或罐內(nèi)壓力大于設定壓力時，PLC控 制器控制第一控制閥VI的開度加大，以加大緩沖罐乏汽的排放；當罐內(nèi)溫度低于設定溫度 或罐內(nèi)壓力低于設定壓力時，PLC控制器控制第一控制閥VI的開度減小，防止排汽過量甚 至出現(xiàn)罐外空氣倒灌。采用PLC控制器根據(jù)水溫及壓力自動調節(jié)第一控制閥VI的開度，提 高了系統(tǒng)的自動化水平，避免緩沖罐乏汽的超量排放，確保承壓緩沖罐工作在允許的最大 壓力/溫度下，既節(jié)能又環(huán)保。
[0030] 為提高自動化水平，第三換熱器混合冷凝水進口 H3C的入口管道上安裝有第七控 制閥V7,第四換熱器混合冷凝水進口 H4c的入口管道上安裝有第八控制閥V8, PLC控制器 的相應信號輸出端與第七控制閥V7和第八控制閥V8的控制線相連接，PLC控制器根據(jù)第 一進水管上的第一溫度傳感器T1和第二進水管上的第二溫度傳感器T2所探測到的水溫控 制第七控制閥V7的開度；PLC控制器根據(jù)第三進水管上的第三溫度傳感器T3和第四進水 管上的第四溫度傳感器T4所探測到的水溫控制第八控制閥V8的開度。
[0031] 承壓緩沖罐E1的內(nèi)腔底部可以安裝有采樣管Ele，采樣管Ele伸出承壓緩沖罐E1 外且與采樣冷卻器Q相連接，采樣冷卻器Q的出口管路上安裝有在線電導率檢測儀Q1和在 線Ph值檢測儀Q2,以實時檢測罐內(nèi)混合水的電導率和Ph值。
[0032] 為提高系統(tǒng)的自動化水平，在線電導率檢測儀Q1和在線Ph值檢測儀Q2的信號線 分別接入PLC控制器的相應信號輸入端，PLC控制器的相應信號輸出端與第二控制閥V2的 控制線相連接；當PLC控制器檢測到在線電導率檢測儀Q1提供的電導率大于設定值或在線 Ph值檢測儀Q2提供的Ph值超過設定范圍時控制第二控制閥V2打開，當PLC控制器檢測到 在線電導率檢測儀Q1提供的電導率小于設定值且在線Ph值檢測儀Q2提供的Ph值在設定 范圍內(nèi)時控制第二控制閥V2關閉，實現(xiàn)根據(jù)在線電導率檢測儀Q1提供的電導率和在線Ph 值檢測儀Q2提供的Ph值，自動控制第二控制閥V2的啟閉。
[0033] 如圖2所示，作為改進，第一進水管G1、第二進水管G2、第三進水管G3和第四進水 管G4位于承壓緩沖罐內(nèi)的管口分別連接有沿水平面及承壓緩沖罐的內(nèi)圓周壁延伸的環(huán)形 布水管，圖2中以第三進水管G3為例，各環(huán)形布水管的中下部分別均勻分布有向承壓緩沖 罐的軸線射流的噴射孔，各噴射孔的軸線與水平面成30° ~45°夾角且分別與承壓緩沖罐 的軸線相交。每路進水均通過布置了噴射孔的罐內(nèi)環(huán)形管出水，水流自噴射孔向斜下方噴 出，以拋物狀與罐內(nèi)水體接觸，延長了與罐內(nèi)水體的接觸時間，實現(xiàn)充分換熱，避免熱爆。
[0034] 由于雜質積聚在承壓緩沖罐的底部，排污時很難隨水流排出，可以在承壓緩沖罐 的內(nèi)腔底部安裝擾動葉輪E1 d，擾動葉輪E1 d固定連接在擾動葉輪軸上，擾動葉輪軸垂直向 下穿過承壓緩沖罐的底板且與承壓緩沖罐底板之間實現(xiàn)密封，擾動葉輪軸的下端連接有擾 動葉輪驅動電機，開啟擾動葉輪Eld使底部水流轉動可以將雜質漾起，利于排出。
[0035] 擾動葉輪軸優(yōu)選偏離承壓緩沖罐的軸線，以避免使水流呈現(xiàn)穩(wěn)定的環(huán)流狀態(tài)。
[0036] 如圖3所示，作為改進，承壓緩沖罐的底板內(nèi)壁可以安裝有渦流擋板Elb，渦流擋 板Elb垂直于底板且沿底板直徑方向延伸，渦流擋板Elb可以徹底破壞環(huán)流，使水流出現(xiàn)湍 流狀態(tài)，更利于雜質的擾動與排出。
[0037] 排污口 Ela可以設有多個，例如分為內(nèi)圈排污口和外圈排污口兩組，各內(nèi)圈排污 口均勻分布在離承壓緩沖罐軸線較近的圓周上，各外圈排污口均勻分布在離承壓緩沖罐軸 線較遠的圓周上，各內(nèi)圈排污口與各外圈排污口分布在承壓緩沖罐底板的不同直徑上。
[0038] 內(nèi)圈排污口和外圈排污口優(yōu)選各設有四個，內(nèi)圈排污口與外圈排污口在圓周方向 上錯開排列，在相位上依次錯開45°設置，四個內(nèi)圈排污口呈菱形布置，四個外圈排污口呈 正方形布置，各內(nèi)圈排污口所在直徑與相鄰的外圈排污口所在直徑之間的夾角為45°。
[0039] 以上所述僅為本發(fā)明之較佳可行實施例而已，非因此局限本發(fā)明的專利保護范 圍。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的 技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，135°c ~155°C的煅燒爐冷凝水、流 化床冷凝水和干銨冷凝水分別進入煅燒爐冷凝水管、流化床冷凝水管和干銨冷凝水管， 60°C?80°C的合成氨冷卻除鹽水進入合成氨除鹽水管，60°C?95°C的變換冷卻除鹽水進入 變換除鹽水管；所述煅燒爐冷凝水管、流化床冷凝水管和干銨冷凝水管分別接入冷凝水集 水管，其特征在于：還包括第三換熱器、第四換熱器和封閉的承壓緩沖罐，所述承壓緩沖罐 的圓周上垂直連接有第一進水管、第二進水管、第三進水管和第四進水管，所述第一進水管 和第三進水管的管口相對且高度方向上相互錯開，所述第二進水管與第四進水管的管口相 對且高度方向上相互錯開，所述第一進水管和第三進水管的高度高于所述第二進水管與第 四進水管；所述冷凝水集水管的出口分別與所述第三換熱器的第三換熱器混合冷凝水進口 和第四換熱器的第四換熱器混合冷凝水進口連接，所述第三換熱器的第三換熱器混合冷凝 水出口與所述第二進水管相連接，所述第四換熱器的第四換熱器混合冷凝水出口與所述第 四進水管相連接；所述合成氨除鹽水管與所述第三換熱器的第三換熱器合成氨除鹽水進口 連接，所述第三換熱器的第三換熱器合成氨除鹽水出口與所述第一進水管連接，所述變換 除鹽水管與第四換熱器變換除鹽水進口連接，所述第四換熱器的第四換熱器變換除鹽水出 口與所述第三進水管連接；所述承壓緩沖罐的頂壁中部連接有緩沖罐排汽管，所述緩沖罐 排汽管上由下往上依次安裝有逆止閥和第一控制閥；所述承壓緩沖罐中設有開口向上的緩 沖罐出水管，所述緩沖罐出水管的下端穿過承壓緩沖罐的底板與第一水泵的入口連接，所 述第一水泵的出口經(jīng)第五控制閥接入高壓除氧器的除氧頭進水管，所述高壓除氧器的除氧 箱排水管接入第三水泵的入口，所述第三水泵的出口接入鍋爐補水管，外部蒸汽通過第四 控制閥接入除氧蒸汽管，所述高壓除氧器的除氧頭頂部連接有排放除氧乏汽和不凝性氣體 的除氧頭排汽管；所述承壓緩沖罐的底板上設有排污口，所述排污口與排污管連接，所述排 污管上安裝有第二控制閥。
2. 根據(jù)權利要求1所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述第 一進水管、第二進水管、第三進水管和第四進水管位于承壓緩沖罐內(nèi)的管口分別連接有沿 水平面及承壓緩沖罐的內(nèi)圓周壁延伸的環(huán)形布水管，各所述環(huán)形布水管的中下部分別均勻 分布有向承壓緩沖罐的軸線射流的噴射孔，各所述噴射孔的軸線與水平面成30° ~45°夾 角且分別與承壓緩沖罐的軸線相交。
3. 根據(jù)權利要求1所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述承 壓緩沖罐的內(nèi)腔底部安裝有擾動葉輪，所述擾動葉輪固定連接在擾動葉輪軸上，所述擾動 葉輪軸垂直向下穿過承壓緩沖罐的底板且與承壓緩沖罐底板之間實現(xiàn)密封，所述擾動葉輪 軸的下端連接有擾動葉輪驅動電機；所述擾動葉輪軸偏離所述承壓緩沖罐的軸線，所述承 壓緩沖罐的底板內(nèi)壁安裝有渦流擋板，所述渦流擋板垂直于底板且沿底板直徑方向延伸。
4. 根據(jù)權利要求1所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述排 污口設有多個，分為內(nèi)圈排污口和外圈排污口兩組，各內(nèi)圈排污口均勻分布在離承壓緩沖 罐軸線較近的圓周上，各外圈排污口均勻分布在離承壓緩沖罐軸線較遠的圓周上，各內(nèi)圈 排污口與各外圈排污口分布在底板的不同直徑上。
5. 根據(jù)權利要求4所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述內(nèi) 圈排污口和外圈排污口各設有四個，各內(nèi)圈排污口所在直徑與相鄰的外圈排污口所在直徑 之間的夾角為45°。
6. 根據(jù)權利要求1所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述承 壓緩沖罐的內(nèi)腔底部安裝有采樣管，所述采樣管伸出承壓緩沖罐外且與采樣冷卻器相連 接，所述采樣冷卻器的出口管路上安裝有在線電導率檢測儀和在線Ph值檢測儀。
7. 根據(jù)權利要求1所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述在 線電導率檢測儀和在線Ph值檢測儀的信號線分別接入PLC控制器的相應信號輸入端，所述 PLC控制器的相應信號輸出端與所述第二控制閥的控制線相連接；當PLC控制器檢測到在 線電導率檢測儀提供的電導率大于設定值或在線Ph值檢測儀提供的Ph值超過設定范圍時 控制第二控制閥打開，當PLC控制器檢測到在線電導率檢測儀提供的電導率小于設定值且 在線Ph值檢測儀提供的Ph值在設定范圍內(nèi)時控制第二控制閥關閉。
8. 根據(jù)權利要求1所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述第 一進水管、第二進水管、第三進水管和第四進水管上分別安裝有溫度傳感器和流量計，所述 承壓緩沖罐的液相空間的不同方位和不同高度共安裝有多個溫度傳感器，所述承壓緩沖罐 的氣相空間安裝有壓力傳感器。
9. 根據(jù)權利要求8所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述壓 力傳感器、各所述溫度傳感器和各所述流量計的信號線分別接入PLC控制器的相應信號輸 入端，所述PLC控制器的相應信號輸出端與所述第一控制閥的控制線相連接；當PLC控制器 檢測到t>tO或p>pO時控制第一控制閥的開度加大，當PLC控制器檢測到t〈tO或p〈pO時 控制第一控制閥的開度減??；其中t為所述承壓緩沖罐液相空間的各溫度傳感器所測水溫 的平均值，P為所述壓力傳感器所測的壓力值；tO為PLC控制器的設定溫度值，且tO= (tl X ml+t2Xm2+t3Xm3+t4Xm4) + (ml+m2+m3+m4) X 安全系數(shù)，tl、t2、t3 和 t4 分別為第一、第 二、第三和第四進水管上的溫度傳感器所探測到的水溫，ml、m2、m3和m4分別為第一、第二、 第三和第四進水管上的流量計所測量到的流量；P〇為PLC控制器的設定壓力值，且pO為tO 溫度下對應的水蒸汽的飽和壓力值，安全系數(shù)取〇. 8~0. 95。
10. 根據(jù)權利要求9所述的冷凝水除鹽水間接換熱二級除氧裝置，其特征在于：所述第 三換熱器混合冷凝水進口的入口管道上安裝有第七控制閥，所述第四換熱器混合冷凝水進 口的入口管道上安裝有第八控制閥，所述PLC控制器的相應信號輸出端與所述第七控制閥 和第八控制閥的控制線相連接，所述PLC控制器根據(jù)所述第一進水管和第二進水管上的溫 度傳感器所探測到的水溫控制所述第七控制閥的開度；所述PLC控制器根據(jù)所述第三進水 管和第四進水管上的溫度傳感器所探測到的水溫控制所述第八控制閥的開度。
【文檔編號】F22D1/50GK104089275SQ201410261595
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】何文秀, 張仁濤, 楊君明 申請人:江蘇巴威節(jié)能服務有限公司