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
      

第六讲 无疏水阀《高效蒸汽供热系统》基本原理简介

供热系统中不使用传统的疏水阀,阻汽排水如何实现,是无疏水阀《高效蒸汽供热系统》能否立足的核心问题。
试问,桌子上的一杯水,上面是空气下面是水,空气为什么任何情况下都不往水下串呢?回答是:在一个等压的环境中,空气的比重比水大大的小,空气和水自动分层,比重小的在上面,比重大的在下面。这不就是汽水自动分离的好方案吗?从最常见的物理现象着手,巧妙地应用这一原理就可以用汽水自然的分界面起到阻汽排水的作用。我们决定采用这一系统构成原理。于是此前被奉为 “节能阀” 的疏水阀,在供热系统中就可能被真正取消了。
  发明者的任务就是提出可供实施的系统结构形式,使汽水界面实现疏水阀的阻汽排水功能。如果我们实现了这一系统构成原理,我们就可以清晰地看到:
  ⒈ 用热设备中的热交过程是在一个基本等压的状态下进行的,从而实现了传热系数最大的冷凝放热的热交换过程。工艺加热性能会大大提高;
  ⒉ 由于实现了等压状态下的汽水自动分离,供入用热设备蒸汽的潜热不向被加热介质全部释放就不可能进入凝结水环境中,从而为蒸汽潜热百分之百地有效利用创造了条件,使通常称的“设备效率”极限高值;
  ⒊ 根据这一系统构成原理,用热设备中实现了汽水自动分离,凝结水自动积聚,而且拥有接近设备用汽压力的静压,为实现全部回收蒸汽凝结水依凭自身压力返回热源创造了充分和必要的条件,显热也随同回收利用创造了条件;
  ⒋ 由于蒸汽凝结水拥有实现的静压条件顺利返回热源,就可以表达为作为热载体的介质,作为工质在系统内循环。那么,根据这一系统构成原理构成的供热系统与现行系统比较,已经实现了完善的闭合。近百年来疏水阀曾经带来的“烦恼”将彻底消除;
  ⒌ 如果有条件对凝结水实行有限过冷,可以保证返回热源过程中呈单一的液相流动,消除了两相流动带来的一切问题;
  ⒍由于疏水阀已不在再存在,凝结水不再因疏水阀的流通小孔节流而产生闪蒸汽,极其有利于凝结水管网设计和运行;
……
  在这样的系统中潜热已用尽。因为没有工质,损失于系统之外,凝结水及其显热也只能全部返回热源参与系统循环。请将这样的系统与我们假定的理想系统比较,除表面散热和锅炉效率两个因素本专利不能影响外,其他方面已基本上达到了理想系统的要求。就用汽设备中蒸汽潜热的利用率而言,已经达到了有效使用的极限水平,即热能的利用已基本达到了理想状态。
  试比较从传统主攻疏水阀的高性能寻求热能利用率的提高,和本发明采用的系统构成原理这样两个研究方向,应该清晰地感受到,系统结构研究思想是供热系统研究方向的转折。
  但是我们也指出,疏水阀并不能完全消失,还有一些特定场合需要它。但是,随着无疏水阀《高效蒸汽供热系统》逐渐为人们接受,疏水阀在绝大多数的工艺加热的供热系统中将逐渐失去其存在的必要性。
续前)  
那么如何将一个原理转变成可供实施的成熟技术,并达到发明预期的实施效果呢?请见下图:
图的右侧,即末端设备进汽与出水之间,有一趟连通管将用汽设备的供汽侧与凝结水出水侧连通。这个系统中疏水阀已经没有了。
  假定设备工艺加热开始时,调节装置是关闭的。随着热交换的不断进行,凝结水不断生成,由于比重差,凝结水必定不断地向下流动直至凝结水汇集管的,蒸汽也必定充斥在凝结水不占有的热交换空间,继续进行热交换。热交换的继续进行,凝结水将充满最下部的凝结水汇集管,各个用热设备凝结水出水管内的凝结水水面也会逐渐上升。最终会充斥所有用热设备,正常的工艺加热将完全停止。这显然不是我们需要的结果。如果当设备出水管内的汽水界面上升到离设备的凝结水出口处还有l距离,调节装置就立即打开,凝结水立刻就会经调节装置排水。流体经管道和设备内流通道流动,必然产生压降。随着流程的长短不同,沿程压降也不同,每台用汽设备的凝结水出口处必定会自动形成一个因不同出水压力而形成的不同高度的汽水界面。假定设备的用热和运行十分稳定,此时就会形成一条由远及近、从高至低、斜线分布的汽水界面,我们称之为“水线”。这个水线有效阻止了新蒸汽穿入凝结水空间,而凝结水则不受限制地顺利经过调节装置排出,巧妙地实现了阻汽排水功能。当然,当运行有波动时,各个用热设备凝结水出水管道上的汽水界面肯定也是波动,但只要设计得当,汽水界面是不会被破坏的。
  请认真想想,这样的系统,蒸汽被堵在设备内,潜热不向被加热介质完全释放,就不能变成凝结水离开热交换面。这意味着潜热已百分之百地有效利用了;
凝结水没有收到受到任何节流,拥有接近用热设备用汽压力,完全可以依凭自身的压力返回热源,余热有效回收利用;
系统完善闭合,没有薄弱环节;
  只要调节装置十年不损坏,就可以十年不维修,取得了高可靠性。
这里还要指出,对于橡胶行业的硫化工艺,无疏水阀《高效蒸汽供热系统》还有着更重要的意义。那就是彻底消除了硫化工艺因使用疏水阀而出现的硫化温度波动问题。使用任何疏水阀都会出现疏水阀过冷排水问题。不同类型的疏水阀(不考虑热静力式疏水阀)过冷度也有不同。热动式过冷度可达8℃或更高,效果最好的倒吊桶也有25℃的过冷度。当然还与疏水阀前的连接管长短有关。连接管道越长,过冷度会越大。这是疏水阀自身功能决定的,不能改变。问题在于疏水阀造成的后果不是恒定的过冷,而是波动。排水时温度会上升,不排水时就会出现过冷。这对橡胶硫化极为不利。
   
无疏水阀《高效蒸汽供热系统》技术由于不使用疏水阀,凝结水排出管上只有一个稳定的汽水自动分离界面,硫化机加热空间的温度只与蒸汽压力相关,加热温度极其稳定,彻底解决了硫化工艺长期存在、由疏水阀带来的硫化温度的波动问题。
……
  本发明成败的关键是调节装置能否承担上述系统构成所赋予的任务,即是否具有低阻、凝结水输送连续、无需动力、可靠性极高等技术特征。

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