CN220397481U - 液位自调节型集水罐及空气预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液位自调节型集水罐及空气预热装置，液位自调节型集水罐包括罐体；其中，所述罐体内设有上腔和下腔，所述上腔和所述下腔之间设有隔体，所述隔体上设有连通所述上腔和所述下腔的内限流元件和内平衡管；所述罐体上设有供入汽水的汽水进口，所述汽水进口与所述上腔相连通；所述罐体上还设有罐体出口，所述罐体出口与所述下腔相连；所述罐体上还设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述上腔相连通；所述内限流元件适于对蒸汽进行限流并且对水的流通阻力小于对蒸汽的流通阻力，所述内平衡管适于将所述下腔内的蒸汽向所述上腔排出。本实用新型能够减少下腔内的液位波动，实现下腔中的液位自调节。

Description

液位自调节型集水罐及空气预热装置

技术领域

本实用新型涉及一种液位自调节型集水罐及空气预热装置，属于垃圾焚烧发电技术领域。

背景技术

目前，垃圾焚烧是将人类社会生产、生活过程中产生的固体垃圾送入焚烧炉内燃烧，达到减量化、无害化、资源化目的的一种垃圾处理方法。垃圾焚烧处理技术因其大大减少垃圾体积、节约土地资源、减少了对地下水和空气的污染、可焚烧产生电力资源而被广泛采用。生活垃圾焚烧是目前处理生活垃圾的主要方式，其具有转废物为资源的特点。生活垃圾焚烧机械炉排用于焚烧生活垃圾，产生高温烟气通过余热锅炉和汽轮机发电机进行发电。

空气预热器是采用锅炉或者汽轮发电机抽汽，利用抽汽蒸汽的热量将垃圾焚烧所需的一次风加热到一定温度，以利于促进垃圾在炉内更好燃烧。换热后的蒸汽冷凝形成冷凝水后排出系统。集水罐是用于收集空气预热器蒸汽冷凝水的容器，同时兼备汽水分离、液位自调节和限流的作用。

我国多数垃圾焚烧电厂(特别是中温中压锅炉参数的电厂)一次风很难达到220℃，从而影响垃圾焚烧效率、造成环保指标难以控制、冬季投入辅助燃料较多等一系列经济和环保效益的问题。造成空气预热器温度难以提高的重要因素是空气预热器的实际热蒸汽压力偏低，影响了饱和冷凝温度，进而影响出风温度。

垃圾焚烧炉内良好的燃烧工况离不开合理的一次风温度。一次风温度对于垃圾烘干、挥发分析出、燃烧具有重要作用。通常，焚烧工艺对于一次风温度的要求为220℃，采用蒸汽为热源将空气进行加热到指定温度。

根据项目实际运行反馈，多数项目空气预热器温度达不到设计的220℃，主要问题是空气预热器运行时蒸汽压力低、蒸汽泄漏量大、容易造成闪蒸罐和除氧器超压。

经过对现有技术进行检索，发现公开号为CN215489833U的中国专利披露了一种空气预热器集水罐及空气预热系统,该实用新型设计的集水罐对运行要求较高，当后部调节阀开度较大时，容易造成汽水混合物在集水罐出口冲击管道。所以需要减少集水罐内的液位波动。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种液位自调节型集水罐，它能够减少下腔内的液位波动，实现下腔中的液位自调节。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种液位自调节型集水罐，包括罐体；其中，

所述罐体内设有上腔和下腔，所述上腔和所述下腔之间设有隔体，所述隔体上设有连通所述上腔和所述下腔的内限流元件和内平衡管；

所述罐体上设有供入汽水的汽水进口，所述汽水进口与所述上腔相连通；

所述罐体上还设有罐体出口，所述罐体出口与所述下腔相连；

所述罐体上还设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述上腔相连通；

所述内限流元件适于对蒸汽进行限流并且对水的流通阻力小于对蒸汽的流通阻力，所述内平衡管适于将所述下腔内的蒸汽向所述上腔排出。

进一步，为了冷凝水能进入罐体下部，所述内限流元件上设有连通所述上腔和所述下腔的内限流孔。

进一步，为了方便定期检查，所述罐体上的外壁上设有检修手孔。

进一步，为了顺利排放空气预热器的冷凝水，同时进一步防止蒸汽泄漏，所述罐体出口设置在所述罐体的底部，所述罐体出口部位设有底部限流元件，所述底部限流元件适于对蒸汽进行限流。

进一步，所述底部限流元件设有底部限流孔。

进一步，为了防止杂质直接进入底部限流孔，所述底部限流孔的进口端高于罐体的底部的内壁面。

进一步，所述汽水进口适于与空气预热器的疏水口相连。

进一步，所述蒸汽出口适于与空气预热器的疏水口或蒸汽进口相连通。

进一步，为了调节集水罐内部流量平衡，保持集水罐内部液位自调节，所述罐体出口上连接有连接管路，所述连接管路中设有集水管流量调节阀。

本实用新型还提供了一种空气预热装置,包括上述液位自调节型集水罐以及空气预热器，其中，汽水进口与所述空气预热器的疏水口相连通。

进一步，空气预热装置还包括闪蒸罐，所述罐体出口通过连接管路与所述闪蒸罐相连通，所述连接管路中设有集水管流量调节阀。

进一步，所述空气预热器包括过冷管组；

所述罐体出口上连接有连接管路，所述连接管路中设有集水管流量调节阀，所述连接管路连接过冷管组。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

1.通过在罐体中设置内限流元件，限制蒸汽流通量，同时实现对水的流通阻力小于对蒸汽的流通阻力，有利于水向下流通并稳定液位。结合内平衡管将下腔内的蒸汽排向上腔，有效地实现自动调节下腔液位，保持集水罐内液位稳定。

2.在本实用新型中，通过液位自调节型集水罐为空气预热器的冷凝水提供了一个缓冲空间，将空气预热器疏水口中的汽水进行分离，利用汽水密度差实现蒸汽回流，从而确保空气预热器无积水，提高空气预热器换热效率、节约蒸汽消耗、优化锅炉燃烧、降低投资成本、延长设备使用寿命等优点。

附图说明

图1为本实用新型的罐体的结构示意图；

图2为图1的A部的放大示意图；

图3为本实用新型的带闪蒸罐的空气预热装置的结构示意图；

图4为本实用新型的带过冷管组的空气预热装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1-4所示，一种液位自调节型集水罐，包括罐体100；其中，

罐体100内设有上腔110和下腔120，上腔110和下腔120之间设有隔体，隔体上设有连通上腔110和下腔120的内限流元件101和内平衡管102；

罐体100上设有供入汽水的汽水进口130，汽水进口130与上腔110相连通；

罐体100上还设有罐体出口140，罐体出口140与下腔120相连；

罐体100上还设有蒸汽出口150，蒸汽出口150与上腔110相连通；

内限流元件101适于对蒸汽进行限流并且对水的流通阻力小于对蒸汽的流通阻力，内平衡管102适于将下腔120内的蒸汽向上腔110排出。

在本实施例中，罐体100作为收集空气预热器200的蒸汽饱和冷凝水的容器，同时实现将蒸汽与冷凝水进行分离，冷凝水在罐体100内形成自调节液位，不随流量和压力波动造成液位急剧变化。实现罐体100可以不用液位计。

罐体100还设有对疏水阻力小、对蒸汽阻力大的内限流元件101，实现保持罐体100液位稳定的目的。罐体100内保持一定液位，能防止蒸汽通过罐体100的罐体出口140进入下游设备或管道，起到疏水阻汽的作用。罐体100设计压力不低于汽包计算压力，因此它可以承受与汽包同等压力。

内限流元件101可更好控制罐体100液位和换热设备运行压力。它利用蒸汽和冷凝水的比容不同，在通过内限流元件101时，蒸汽的流通阻力大，从而限制蒸汽流通量，可以保持空气预热器200较高的运行压力。当冷凝水通过内限流元件101时，水的流通阻力小，确保疏水通畅。实现空气预热器200内部不积水。提高空气预热器200换热效率。

具体的，如图1所示，内限流元件101上设有连通上腔110和下腔120的内限流孔。

具体的，如图1-2所示，罐体100上的外壁上设有检修手孔160。

在本实施例中，罐体100还设计有检修手孔160，便于运行人员定期清理罐体100内部杂质，必要时可方便检修内限流元件101、底部限流元件170。内限流元件101作为非活动部件，具有较高的耐用性，并且可在必要时方便地进行更换。

具体的，如图1-3所示，罐体出口140设置在罐体100的底部，罐体出口140部位设有底部限流元件170，底部限流元件170适于对蒸汽进行限流。

具体的，如图1-3所示，底部限流元件170设有底部限流孔。

在本实施例中，液位自调节型集水罐利用蒸汽和冷凝水的密度不同，实现蒸汽和冷凝水分离，分离后的蒸汽通过内平衡管102返回空气预热器200，冷凝水通过内限流孔进入罐体100的下腔120。罐体100下腔120的蒸汽通过内平衡管102进入罐体100的上腔110空间。

当罐体出口140背压减小，罐体100进出口压差增大时，部分蒸汽很难顺利通过内限流孔进入下腔120，从而引起内限流孔两侧压差加大，进而保持罐体出口140压力、限制汽水流量、保持下腔120液位。下腔120的蒸汽经隔体上的内平衡管102逐渐将蒸汽排出，冷凝水进一步通过罐体100的底部限流孔进行排出，确保罐体出口140不含蒸汽。

当罐体出口140背压变大，罐体100进出口压差降低，内限流孔两侧压差小，能使冷凝水顺利进入下腔120，增大了汽水流量、有利于冷凝水顺利排出。此时，下腔120无蒸汽空间，不含蒸汽的冷凝水直接通过底部限流孔排出。

罐体100采用了多级限流。内限流元件101用于防止蒸汽泄漏到下腔120，从而保持下腔120液位自平衡，实现罐体100内部液位自调节的功能。罐体出口140设置底部限流孔限流进一步防止极端工况下大量蒸汽泄漏到后部管道、避免造成疏水带汽。

在本实施例中，罐体出口140设计有一个底部限流元件170，底部限流元件170采用螺纹连接的方式与罐体100下部的端盖连接。底部限流元件170进口高出罐体100下部的端盖，可防止杂质直接进入底部限流元件170。底部限流元件170的开孔尺寸根据汽水流量和压力的不同进行特殊设计。

具体的，如图1所示，底部限流孔的进口端高于罐体100的底部的内壁面。

具体的，如图1和图3所示，汽水进口130适于与空气预热器200的疏水口210相连。

具体的，如图1和图3-4所示，蒸汽出口150适于与空气预热器200的疏水口210或蒸汽进口230相连通。在本实施例中，蒸汽出口150可以与空气预热器200的疏水口210相连通。当然在某些实施例中，蒸汽出口150可以与空气预热器200的蒸汽进口230相连通。

具体的，如图1-4所示，罐体出口140上连接有连接管路，连接管路中设有集水管流量调节阀300。

实施例2

本实施例提供了一种空气预热装置，适用于带闪蒸罐400的空气预热装置，包括实施例1中的液位自调节型集水罐以及空气预热器200；其中，汽水进口130与空气预热器200的疏水口210相连通。

具体的，如图1 -4所示，空气预热装置还包括闪蒸罐400，罐体出口140通过连接管路与闪蒸罐400相连通，连接管路中设有集水管流量调节阀300。

在本实施例中，汽水进口130与空气预热器200的疏水口210连接，空气预热器200的冷凝水通过汽水进口130进入罐体100，在罐体100进行汽水分离后，利用蒸汽与冷凝水的密度差，蒸汽可以通过顶部的蒸汽出口150回到空气预热器200的疏水口210。根据空气预热器200结构形式的不同，蒸汽出口150还可以与蒸汽空气预热器200的蒸汽进口230连接。

如图3，在带闪蒸罐400的空气预热装置中，罐体100安装在闪蒸罐400之前，在罐体出口140与闪蒸罐400之间设置有集水管流量调节阀300，通过集水管流量调节阀300可实现保持罐体100内部流量平衡，保持罐体100内部液位自调节。集水管流量调节阀300还有将冷凝水压力降低到闪蒸罐400的工作压力的作用。冷凝水在闪蒸罐400中二次闪蒸，闪蒸的蒸汽通过闪蒸罐400的出气口410进入低压受热面或者除氧器二次利用，减少汽轮机一级抽汽，其余的冷凝水通过闪蒸罐400的出水口410进入疏水系统。

液位自调节型集水罐与空气预热装置配套使用，可防止空气预热器200积水、保持空气预热器200的蒸汽运行压力，从而保证锅炉一次风温度满足运行要求。实现保障垃圾焚烧炉炉膛温度、可以保障炉膛850℃/2S的要求、减少辅助燃料消耗，同时提高蒸汽利用效率，降低蒸汽消耗，提升全厂经济效益等。避免因疏水阀特性偏离设计点造成疏水阀失效，可确保闪蒸罐400正常工作，避免闪蒸罐400和除氧器超压。

实施例3

本实施例提供了一种空气预热装置，适用于带过冷管组220的空气预热装置，包括实施例1中的液位自调节型集水罐以及空气预热器200；其中，罐体出口140上连接有连接管路，连接管路中设有集水管流量调节阀300，连接管路连接过冷管组220。

在本实施例中，如图4，当带过冷管组220的空气预热器装置时，罐体100安装在空气预热器200的疏水口210与空气预热器200的进口221之间，集水管流量调节阀300安装在空气预热器200的出口222以后。此时，通过集水管流量调节阀300的开度，可以调节罐体100的内部流量平衡，保持罐体100内部液位自调节。冷凝水在罐体100收集后通过罐体出口140进入过冷管组220。罐体100确保了进入过冷管组220的冷凝水无蒸汽携带，同时由于罐体100阻力小，进入过冷段的冷凝水无二次闪蒸。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种液位自调节型集水罐，其特征在于，包括罐体(100)；其中，

所述罐体(100)内设有上腔(110)和下腔(120)，所述上腔(110)和所述下腔(120)之间设有隔体，所述隔体上设有连通所述上腔(110)和所述下腔(120)的内限流元件(101)和内平衡管(102)；

所述罐体(100)上设有供入汽水的汽水进口(130)，所述汽水进口(130)与所述上腔(110)相连通；

所述罐体(100)上还设有罐体出口(140)，所述罐体出口(140)与所述下腔(120)相连；

所述罐体(100)上还设有蒸汽出口(150)，所述蒸汽出口(150)与所述上腔(110)相连通；

所述内限流元件(101)适于对蒸汽进行限流并且对水的流通阻力小于对蒸汽的流通阻力，所述内平衡管(102)适于将所述下腔(120)内的蒸汽向所述上腔(110)排出。

2.根据权利要求1所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述内限流元件(101)上设有连通所述上腔(110)和所述下腔(120)的内限流孔。

3.根据权利要求1所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述罐体(100)上的外壁上设有检修手孔(160)。

4.根据权利要求1所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述罐体出口(140)设置在所述罐体(100)的底部，所述罐体出口(140)部位设有底部限流元件(170)，所述底部限流元件(170)适于对蒸汽进行限流。

5.根据权利要求4所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述底部限流元件(170)设有底部限流孔。

6.根据权利要求5所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述底部限流孔的进口端高于罐体(100)的底部的内壁面。

7.根据权利要求1所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述汽水进口(130)适于与空气预热器(200)的疏水口(210)相连。

8.根据权利要求1所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述蒸汽出口(150)适于与空气预热器(200)的疏水口(210)或蒸汽进口(230)相连通。

9.根据权利要求1所述的液位自调节型集水罐，其特征在于，

所述罐体出口(140)上连接有连接管路，所述连接管路中设有集水管流量调节阀(300)。

10.一种空气预热装置，其特征在于，包括：

空气预热器(200)；

如权利要求1至9中任一项所述的液位自调节型集水罐，汽水进口(130)与所述空气预热器(200)的疏水口(210)相连通。

11.根据权利要求10所述的空气预热装置，其特征在于，

还包括闪蒸罐(400)，所述罐体出口(140)通过连接管路与所述闪蒸罐(400)相连通，所述连接管路中设有集水管流量调节阀(300)。

12.根据权利要求10所述的空气预热装置，其特征在于，

所述空气预热器(200)包括过冷管组(220)；

所述罐体出口(140)上连接有连接管路，所述连接管路中设有集水管流量调节阀(300)，所述连接管路连接过冷管组(220)。