專利名稱：雙功能非凝結(jié)性氣體清除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗、減排、設(shè)備保護(hù)、安全生產(chǎn)等技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō) 是涉及水及蒸氣排放、回收、發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前利用水蒸氣進(jìn)行推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的方法技術(shù)是世界上最主要的發(fā)電技術(shù)，占全 世界總發(fā)電量的一半以上，如火力發(fā)電和核能發(fā)電都是采用水蒸氣來(lái)推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā) 電的?；鹆Πl(fā)電是世界上最大的污染源和工業(yè)的第一耗水大戶；溫室氣體的排放量居世界首 位。有充分的證據(jù)證明；地球變暖、酸雨增加、災(zāi)害性天氣增加和加強(qiáng)、大量的物種滅絕、 大量的污染物污染空氣、陸地和水源等危害到人類生存環(huán)境等極其嚴(yán)重的問(wèn)題都與火力發(fā)電 有直接的關(guān)系。目前火力發(fā)電工藝流程已經(jīng)有近百年的歷史，熱效率低，浪費(fèi)和污染嚴(yán)重，就算是當(dāng)今 世界上最高水平的燃煤發(fā)電廠的熱效率也達(dá)不到送到鍋爐的煤完全燃燒所能發(fā)出的熱量的 三分之一。為了證明這一點(diǎn)，現(xiàn)舉哈爾濱汽輪機(jī)廠600MW火力發(fā)電機(jī)組的熱系統(tǒng)為例子(此火電 機(jī)組的熱系統(tǒng)圖附后)。該機(jī)組的鍋爐為亞臨界一次再熱筒鍋爐，最大連續(xù)出力1803. 6t/h，給水溫度273. 4 'C，主蒸氣壓力16. 67MPa，溫度為538'C，再熱蒸氣壓力為3. 323MPa，溫度538。C，汽 輪機(jī)排氣溫度36. 2'C，壓力O. 006MPa，熱耗率7829. 8KJ/(KW. h)，汽耗率3. 005Kg /(KW. h)。由于該機(jī)組將其熱焓高達(dá)2330. 9KJ/Kg作功后的低溫、低壓水蒸氣排到凝汽器變成 36. 2'C，其熱焓只有151. 5KJ/Kg的冷凝水，這不但需要重量達(dá)到其50 80倍的冷凝水， 通過(guò)凝汽器進(jìn)行冷凝，做成巨大的熱量損失和浪費(fèi)了大量的水；還有可能由于凝汽器在運(yùn)行 中產(chǎn)生的銅離子對(duì)鍋爐水做成污染和凝汽器出現(xiàn)故障時(shí)可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的事故?，F(xiàn)計(jì)算該機(jī)組從汽輪機(jī)作功后蒸氣排放到凝汽器凝結(jié)成水所帶來(lái)的熱量損失。一，鍋爐在1小時(shí)中產(chǎn)生蒸氣的總熱焓。1803. 06X 1000X(3397. 3—1198. '8)+1516. 84X 1000X(3538—3027. 3)=4738676398KJ二，作功后的水蒸氣在凝汽器中變成水所失去的熱量。1037. 54X 1000X(2330. 9—151. 5)+85. 88X 1000X(2448. 8—151. 5) =2526965200KJ三，上述失去的熱量與鍋爐1小時(shí)產(chǎn)生的總熱量的百分比。 2526965200+4738676398X 100%>53%從600MW火電機(jī)組的熱系統(tǒng)圖中可以看出鍋爐每小時(shí)產(chǎn)出1803. 6噸，壓力為 16. 76MPa，溫度538'C的水蒸氣，但作功后到達(dá)凝汽器的水蒸氣只有1159. 42噸，中途有 644. 6噸的高溫高壓水蒸氣變成了凝結(jié)水和廢蒸氣排走。原因是 一，高溫高壓水蒸氣在 汽輪機(jī)通流部分流動(dòng)過(guò)程中由于摩擦力等種種原因，產(chǎn)生凝結(jié)水。二，每小時(shí)數(shù)量達(dá)到 1803. 6噸，溫度只有36'C左右的水，被這些蒸氣加熱到273. 4'C的高溫水進(jìn)入鍋爐，是 產(chǎn)生大量凝結(jié)水的主要原因。三，利用蒸氣除氧和其他環(huán)節(jié)也使用了大量的水蒸氣。我國(guó)核電機(jī)組作功后排放的低溫低壓水蒸氣在凝汽器冷卻成水所失去的熱量更是驚人。 (后附CPWR — 1000核電機(jī)組熱平衡圖)?，F(xiàn)計(jì)算其熱損失一，核反應(yīng)堆在1小時(shí)中加熱水所產(chǎn)生水蒸氣的總熱焓。5808. 2X 1000X(2773—972. 6)= 10457083280KJ二，作功后的水蒸氣在凝汽器變成水所失去的熱量。2975. 1X1000X(2350. 5—168. 8)=64%775770KJ三，變成水所失去的熱量與從核反應(yīng)堆中獲得總熱量的白_分比。6490775770+ 10457083280X 100%>62%從以上兩間廠的數(shù)字可以看出當(dāng)前發(fā)電工藝流程浪費(fèi)極其嚴(yán)重，單是作功后在凝汽器 中凝結(jié)成水所失去的熱量就大大超出推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電所耗用的熱量；而且作功后排出 1Kg的水蒸氣，需耍50 80Kg的冷卻水量。該—:藝流程還有1/3以上在鍋爐中產(chǎn)生的高 溫高壓水蒸氣，在汽輪機(jī)通流部分流通和加熱鍋爐進(jìn)水及其他環(huán)節(jié)中，在沒(méi)有到達(dá)凝汽器前， 就變成了凝結(jié)水和廢氣的形式中途排走。做成巨大的熱量損失和大量高純度水的流失。為此， 需要大量高純度的水不斷進(jìn)行補(bǔ)充。在補(bǔ)充水的過(guò)程中，大量非凝結(jié)性氣體混進(jìn)來(lái)；并由于 運(yùn)行加熱過(guò)程中的不斷濃縮，做成熱系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)不斷惡化，而引起設(shè)備內(nèi)部的腐蝕。為了解決這個(gè)問(wèn)題，舊工藝流程不但需要大量的化學(xué)藥劑進(jìn)行水處理，而且鍋爐在運(yùn)行 中還要進(jìn)行排污。即使這樣，還不能從根本上解決設(shè)備內(nèi)部的腐蝕問(wèn)題。鍋爐在運(yùn)行中排污， 不但大量高溫高壓的水蒸氣和水流失做成巨大的浪費(fèi)，還產(chǎn)生高燥音和嚴(yán)重污染環(huán)境。為此，如何實(shí)現(xiàn)水蒸氣和水的全循環(huán)利用，以大幅度降低成本、減排降耗、保護(hù)人類的 生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)成為世界各國(guó)公認(rèn)的世界難題。但這個(gè)世界難題已經(jīng)被我發(fā)明的火力發(fā)電水 氣全循環(huán)熱系統(tǒng)的技術(shù)完滿解決了。

發(fā)明內(nèi)容
雙功能非凝結(jié)性氣體清除器本發(fā)明是我經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)研究而設(shè)計(jì)成的發(fā)電成本低T火力發(fā)電的大型太陽(yáng)能發(fā)電廠 中的水氣全循環(huán)熱發(fā)電技術(shù)，結(jié)合火力發(fā)電廠的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)發(fā)明的火力發(fā)電水氣全循環(huán)熱系 統(tǒng)的設(shè)譯之一。該系統(tǒng)的發(fā)電熱效率是當(dāng)今世界最高的。發(fā)明的主要理論依據(jù)是卡諾定理"所 有工作于同溫?zé)嵩春屯瑴乩湓粗g的熱機(jī)，以可逆機(jī)效率為最高"。本發(fā)明的熱系統(tǒng)將原發(fā)電工藝流程中的主要設(shè)備之一的凝汽器及其附屬系統(tǒng)全部廢棄 將原排放到凝汽器的作功后的低溫低壓水蒸氣的其他部位產(chǎn)生的廢蒸氣，通過(guò)熱泵設(shè)備全部 回收用來(lái)發(fā)電。(熱泵設(shè)備是以消耗一定量的機(jī)械功為代價(jià)，可以把熱能由較低溫度，提高 到能夠被利用的較高溫度。熱泵的經(jīng)濟(jì)性一般用供熱系數(shù)e ,來(lái)衡量。E / W因Q1 =Qo+W，故h永遠(yuǎn)大于l。若￡1 = 5，表示消耗1J的功，可以獲得了5J的熱量，顯然這比 直接燃燒燃料來(lái)獲取熱量更為有利)。我初步計(jì)算一下，采用我發(fā)明的火力發(fā)電水氣全循環(huán)熱系統(tǒng)技術(shù)，可以將600MW火力 發(fā)電廠，變成1200MW的火力發(fā)電廠，而總耗煤量不變不但做到污水對(duì)周圍環(huán)境O排放， 而且發(fā)電成本降低一半以上。本次公開(kāi)的雙功能非凝結(jié)性氣體清除器是這個(gè)熱系統(tǒng)的設(shè)備之現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹一下非凝結(jié)性氣體的危害性-一，降低設(shè)備的傳熱系數(shù)。蒸氣和非凝結(jié)性氣體形成混合氣體進(jìn)入加熱設(shè)備后，蒸氣在加熱設(shè)備表面冷凝，而非凝 結(jié)性氣體不能冷凝，就在加熱設(shè)備表面形成一層薄膜，此薄膜對(duì)于蒸氣向管內(nèi)被加熱介質(zhì)傳 熱是一個(gè)很大的熱阻，使加熱設(shè)備的熱效率顯著降低。二，傳熱的溫差減小。設(shè)備內(nèi)積存非凝結(jié)性氣體就降低了蒸氣的分壓力，因而相應(yīng)地改變了蒸氣的飽和溫度。 由公式Q^KFAt(K—傳熱系數(shù)；At—溫差；F—傳熱面積)可知，溫差A(yù)t減小，使加熱設(shè) 備能力顯著降低。三，形成氣阻，干擾熱量的分配，影響疏水閥的正常工作。氣阻使疏水閥不能正常丁.作，致使啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)暖氣不熱或設(shè)備加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。非凝結(jié)性 氣體以分離的狀態(tài)聚集在設(shè)備受熱面上形成氣阻或氣膜，導(dǎo)致這部分受熱面不能發(fā)揮作用， 也干擾了熱量的分配，降低了設(shè)備的性能。四，引起管道和設(shè)備的腐蝕?？諝庵械难跫岸趸紝?duì)管道和設(shè)備的腐蝕是常見(jiàn)的。溶解氧與氫氧化亞鐵(鐵和水的反應(yīng)產(chǎn)物，即Fe+2H20=Fe(OH)2+H2 t反應(yīng)生成氫氧化 鐵，它不溶于水，沉淀下來(lái)的氫氧化鐵是不起保護(hù)作用的。原能防止腐蝕的氫氧化亞鐵被溶 解氧從金屬表面除去。這樣溶解氧就加劇了腐蝕反應(yīng)。氧和二氧化碳腐蝕，不僅直接造成熱力設(shè)備的大面積損壞，降低使用壽命；而且其腐蝕 產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐，會(huì)在受熱面上沉積，引起鍋爐的其他腐蝕損壞，造成更嚴(yán)重的后果。因此，水中含有非凝結(jié)性氣體，就必須徹底清除不可。而雙功能非凝結(jié)性氣體清除器就 是把清除非凝結(jié)性氣體作為其主要任務(wù)之一。它的特征在于；分別與環(huán)氧樹(shù)脂離子水處理器 和循環(huán)水泵相連接。經(jīng)處理后的高純度離子水，通過(guò)此裝置清除混入水中的非凝結(jié)性氣體。美國(guó)專家根據(jù)多年研究得出如下結(jié)論如果金屬表面是清潔的任何一種水處理方式(全 揮發(fā)、磷酸鹽、不揮發(fā)堿)處理，均不會(huì)發(fā)生腐蝕，可沉積物一旦積聚，腐蝕就開(kāi)始，而且 腐蝕的速度與溫度的升高成正比，升溫是由沉積物弓I起的。鍋爐和循環(huán)水泵等設(shè)備，未啟用之前都是用常溫的保護(hù)劑如油脂等進(jìn)行保護(hù)的，但這些 在高溫下會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用。因此，鍋爐等設(shè)備在啟用時(shí)， 一定要進(jìn)行化學(xué)清洗。化學(xué)清洗的 作用在于保持金屬表面清潔；并產(chǎn)生一層保護(hù)層以防止金屬腐蝕。為此雙功能非凝結(jié)性氣體 清除器就設(shè)有協(xié)助進(jìn)行化學(xué)清洗的功能。現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹一下雙功能非凝結(jié)性氣體清除器各部分的功能，附雙功能非凝結(jié)性氣體清除 器的三視示意圖。 附圖
標(biāo)記說(shuō)明；A，表面是不銹鋼的發(fā)熱管。是用于加熱離子水達(dá)到要求的溫度。根據(jù)亨利定律任何 氣體在水中的溶解度與它在汽水分界面上的分壓成正比，在敞口設(shè)備中，將水溫升高時(shí)，水 面上水蒸氣分壓升高其他氣體分壓下降，結(jié)果使其他氣體不斷析出，當(dāng)水溫達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)， 水面上水蒸氣的壓力與外界相等，其他氣體分壓為o，這樣，水中溶解的非水蒸氣氣體就會(huì)解析出來(lái)。B，加熱管C，緊固螺栓X6D，螺母X6E,吊環(huán)螺栓X3F，卜-蓋Q抽氣管H，緊固螺栓X31，電線J，缸體K，緊固密封連接元件L，加熱管密封環(huán)M，密封環(huán)N，缸體加固件O，工作水位線P，缸體密封圈Q'電極式水位計(jì)R，出水管S，廢水出口管T,開(kāi)關(guān)U，抽氣口，內(nèi)裝抽氣器付圖L，哈爾濱600MW火電機(jī)組熱系統(tǒng)圖2 , CPWR-1000核電機(jī)組熱平衡圖3 ，雙功能非凝結(jié)性氣體清除器三視示意圖
權(quán)利要求
1，雙功能非凝結(jié)性氣體清除器的特征在于它分別與環(huán)氧樹(shù)脂離子水處理器和循環(huán)水泵相連接經(jīng)處理后的高純度離子水，通過(guò)此裝置清除溶入水中的非凝結(jié)性氣體，再經(jīng)循環(huán)水泵將經(jīng)過(guò)處理的水送進(jìn)鍋爐。
2，離子水經(jīng)過(guò)管內(nèi)表面是不銹鋼的發(fā)熱管進(jìn)行加熱，其溫度要 求是在不斷抽空的內(nèi)部達(dá)到沸點(diǎn)，真空度和溫度取雙方最佳經(jīng)濟(jì)值 (真空度越高，沸點(diǎn)就越低)。因此，該發(fā)熱管的電流強(qiáng)度受到控制， 以使離子水溫度達(dá)到我們的要求。
3，為了達(dá)到排除水中含有非凝結(jié)性氣體和降低沸點(diǎn)以降低消耗 的目的，本器設(shè)有抽氣器。
4，為了方便進(jìn)行化學(xué)清洗，本器的上蓋可以打開(kāi)，以便放藥和 加水進(jìn)行化學(xué)清洗，為此，設(shè)有吊環(huán)螺栓、緊固螺栓、密封圈等一系 列零件。
5，為了排除化學(xué)清洗后留存在本器內(nèi)的廢水，本器設(shè)有廢水出 口管。
6，為了控制工作水位，本器設(shè)有電極式水位計(jì)，通過(guò)電腦來(lái)控制有關(guān)的開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種“雙功能非凝結(jié)性氣體清除器”，其特征在于它分別與水處理裝置和循環(huán)水泵相連接，經(jīng)處理后的高純度水自流進(jìn)入雙功能非凝結(jié)性氣體清除器；將水中含有的非凝結(jié)性氣體清除后進(jìn)入循環(huán)水泵，由水泵將其輸送到鍋爐。該設(shè)備是火力發(fā)電水氣全循環(huán)熱系統(tǒng)的設(shè)備之一。采用這一系統(tǒng)，可將一間發(fā)電廠變成二間火力發(fā)電廠所發(fā)出的電量，而總耗煤量不變。本系統(tǒng)不但適合火力發(fā)電廠，也適合核能發(fā)電廠；并能適合鍋爐產(chǎn)生水蒸汽作功的熱力設(shè)備。使用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、環(huán)保節(jié)能，因此具有良好的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)F28B9/10GK101403574SQ200710195819
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者冼泰來(lái) 申請(qǐng)人:冼泰來(lái)