发明专利技术讲座
 

地址:重庆市南坪西路31号台湾花园
     大厦C座7楼
手机:13272701702  19923051571 
      13628363361
传真:023-86384550
邮编:400060
Email:t_ooppp@126.com
      t_rong@126.com
      

第四讲 供热系统具有代表性的系统形式

提高供热系统效能的工作是相当困难的。因此国内外的研究工作都十分活跃的。
  发达国家于上个世纪70年代初基本形成了“热源 用热设备 疏水阀 集水罐 凝结水输送机械 热源”的系统闭合系统模式。当前发达国家的供热系统都采用这种模式。如第三讲所述,影响系统闭合的关键环节是疏水阀。因此,开发研究高性能、长寿命疏水阀就成为发达国家提高供热系统热效率主要研究方向。在倒吊桶式、热动式、自由浮球式众多形式的疏水阀后,上世纪八十年代日本又发明了所谓ufo(即所谓“飞碟式”)疏水阀。虽然如此,由于疏水阀单一的阻汽排水功能所决定,其不利系统闭合的负面影响并不能消除,使用疏水阀的系统构成真正能够长期稳定运行的闭合供热系统,实际上是非常困难的。
  除本讲上面提到的发达国家引进的供热系统技术外,我们还介绍其他一些已经应用于工程实践的系统形式。
  ⒈ 引进先进生产工艺装备,同时引进大用汽量仪表控制系统
  如引进德国、瑞士等国的大型纸机,蒸汽用量很大,疏水阀无法在这些大用汽量系统上应用,国外改而采用汽水分离容器,以自动控制方式保持容器内的水位,按水位高低限自动排放凝结水的方式替代疏水阀。其后,凝结水以高温电动泵输送。这种系统形式除电气仪表控制系统环节多、较复杂、投资大、维修工作量大且费用高等问题,不适宜于一般企业应用外,还有烘缸中积水,疏水不畅,凝结水泵输送容易失效、维修工作量大,现场环境状况差等问题存在。此类引进技术虽属于不使用疏水阀的技术,但不宜于一般企业应用。本讲座不作介绍。
  ⒉ 国内自行研究凝结水输送机械
  国内不少机构或企业,提出了自己解决电动泵输送高温凝结水的防汽化、汽蚀问题技术方案,形成了自己的凝结水输送机技术,系统构成模式与发达国家雷同,如第三讲中的图1所示,即“疏水阀+凝结水输送装置”模式。由于疏水阀易失效,加之某些自研的输送装置很不成熟,系统往往不能闭合运行,跑汽跑水严重,形同开式系统,案例不少。
  ⒊ 电动活塞往复泵用于高温凝结水输送技术
  由电动机驱动曲轴,通过连杆带动活塞作往复运动,抽吸蒸汽凝结水和随同进入的新蒸汽,增压后输送至热源。此种技术的应用,其系统构成不使用疏水阀,见下页图2

           

  图2中,等同压力的蒸汽凝结水接入同一个专设的联箱中。活塞输送机的入口压力远低于设备的凝结水压力,凝结水总是可以进入输送机中被增压输送。由于活塞输送机是一种固定流量的输送机,很难适应因各种原因引起的凝结水量变化,很难适应系统要求。选型流量过大,新蒸汽被抽走了;选型流量过小,设备会积水,工艺加热受影响,难以恰到好处。特别是凝结水量较小或选型过大时,新将新蒸汽吸入增压成水送回热源,使部分新蒸汽不作功循环,系统效能大受影响。其他还有寿命、维修工作量大等问题存在。从理论上讲,此种系统不足之处相对较多。
电动活塞往复泵技术的应用,说明在消除疏水阀负面影响方面,我国技术人员已经有所作为。应当给以积极评价。
  ⒋ 凝结水汇集箱兼作蓄热器的系统方案
黑龙江某企业采用一个大容器汇集用热设备的蒸汽凝结水,并作蓄热器用,有一定创意。较高压力凝结水进入大容器后降压闪蒸,闪蒸汽用于更低压一级的蒸汽用户。凝结水以电动泵输送。为降低容器内的水温利于电动泵输送,专设了软水管接入口。在用热设备与汇集凝结水的大容器之间不再使用传统的疏水阀。
  采用大容器系统的构成示意见图3

            

大容器的内部结构既要满足蓄热器的要求,还要满足软水只冷却电动泵入口的高温凝结水,而不严重影响高温凝结水的稳定闪蒸条件。
  这种系统由于用热设备后不使用疏水阀,新蒸汽可以直通到大容器中,随后又可能直接串到较低一级压力的蒸汽设备。还可以直接加热软水呈饱和态,起类似蓄热器的作用。显然,由于各部分量的关系难以控制、平衡和维持,蓄热器供出蒸汽品质也难以控制,以及运行管理较为复杂等诸多方面的不足而未能成为一种成熟技术。
  以凝结水箱兼作蓄热器的技术方案设想,同样反映出人们对疏水阀不可靠性的深刻认识,同样希望通过取消疏水阀的方式,彻底消除疏水阀不利系统闭合的负面影响。
  可以认为,供热系统中以取消疏水阀的研究思路已经出现。
  ⒌ 曾经出现过的凝结水排放方法——孔板疏水
上文中没有提及的一种疏水方式,就是五六十年前的孔板疏水办法。在疏水阀的短寿命和管理困难,技术人员难以应付的情况下,一些橡胶企业的技术人员又翻出古老的固定孔径的节流圈(或称孔板)疏水方式。但是,这并没有给人们带来希望。
硫化工艺又升温、保温和卸压过程,特别是保温过程要求温度非常稳定。而孔板是一个恒定孔径的节流圈,根本不能适应硫化工艺的各个加热阶段的加热要求。升温时,凝结水相对较多,要顺利排水要求孔径要大一点;保温时凝结水量相对较小,为保证新蒸汽不穿漏,要求孔径要小一些;卸压时,越快越好,流通孔要求更大些。要求孔板能工作,必定要配置旁通阀,升温时旁通阀人为开启迅速排水;保温时,旁通阀关闭;卸压时再开旁通阀。然而,就是保温阶段,冬夏的凝结水生成量也有差别,一个固定的节流孔板,怎么能够适应这么多不同凝结水量状况下的排水要求呢?因而,首先遇到的问题是,孔板无法设计得恰到好处。其次需要旁通阀配合。这样的工作过程和工作方式,不如安装一个截止阀使用起来更加方便。而以人为控制阀门排放凝结水,是根本不能做到恰到好处而不浪费新蒸汽。这又回到了疏水阀发明的历史背景,必须使用具有阻汽排水功能的疏水阀的问题上来。疏水阀至少可以自动排放凝结水而无需人为的控制。
   
我们的结论很清楚,孔板疏水最终也会导致疏水失控,造成严重的能源浪费。所以早已为为人们所淘汰。
……
以上简略地回顾了供热系统和凝结水回收技术的历史、、发展和演变,有利于企业技术人员了解了解供热系统技术的发展历程,在确立供热系统改造的技术方案的过程中少走弯路。
  ⒍ 本研究所已获得发明专利授权的“无疏水阀《高效蒸汽供热系统》”作为一种系统模式,已经广泛应用于工程项目,其构成的系统不再应用传统的疏水阀。其应用于使用疏水阀系统的改造,包括对引进供热系统技术的改造,都取得了高节能率。成为相对发达国家先进技术更具优势的新一代供热系统技术。无疏水阀《高效蒸汽供热系统》技术是本讲座将要重点介绍的一种高节能率、高凝结水回收率、高可靠性新技术。
……
  上述各项技术是当前拥有工程实践案例的技术。但是,作为供热系统技术领域具有代表性技术应该只有两个,即使用疏水阀“疏水阀+冷凝水回收装置”技术和代表未来发展方向的“无疏水阀《高效蒸汽供热系统》”技术。这是由实践效果决定的。
  《高效蒸汽供热系统》技术所取得的系统高效能、高稳定性、专用设备的长寿命、系统构成的简洁等,是当前代表发达国家的“疏水阀+冷凝水回收装置”技术无法比拟的。无疏水阀《高效蒸汽供热系统》技术被称之为面向二十一世纪的供热系统技术,其原因在于,在供热系统技术领域取消传统疏水阀,意味着彻底解决了疏水阀存在的所有问题,代表了未来技术的发展方向。使供热系统技术从当前的管理型技术,真正走向技术型技术,不再依赖管理来维护系统的有效性。

1  2  3  4  5  6  7



 

版权所有 重庆多谱能源技术研究所 地址: 重庆市南坪西路31号台湾花园 大厦C座7楼 技术支持:
电话:13272701702 19923051571 13628391447 传真:023-86384550 E-mail:t_ooppp@126.com t_rong@126.com