CN111664436A - 一种筛板塔盘式定期排污扩容器 - Google Patents

Abstract

公开了一种筛板塔盘式定期排污扩容器，以达到定期排污扩容器的蒸汽零排放，保证设备稳定运行。其包括壳体、冷却水进口、排污水进口和倒U型排放管，壳体内部从下到上依次设置汽水分离流道和塔盘，每层塔盘包括塔板、降液管和溢流堰，最上面一层塔盘上方竖直设置一个矩形挡板，最下面一层下方设置一个与壳体同径的底盘，所述矩形挡板与溢流堰平行，矩形挡板和壳体之间为冷却水进水空间，冷却水进口连通冷却水进水空间，所述底盘中间位置竖直设置一个圆筒形槽，圆筒形槽竖直穿过底盘，位于底盘下方的圆筒形槽、壳体和底盘围成的圆环形空间为汽水分离流道，排污水进口与汽水分离流道连通。

Description

一种筛板塔盘式定期排污扩容器

技术领域

本发明涉及一种排污扩容器，特别涉及一种适用于各种形式锅炉、蒸汽发生器等排污***中使用的筛板塔盘式定期排污扩容器。

背景技术

定期排污扩容器是蒸汽锅炉***的一个重要设备，简称“定排”。蒸汽锅炉***中汽包、联箱、连续排污扩容器等容易积存污物的设备低点均需要定期向***外排放污物，这种排放以排水的形式，通过排水带走污物，实现排污。定排是接收这些排水，对这些排水进一步扩容降温处理的设备。这些排水所含污物的质、量各有不同 ，这些排水的压力、温度、流量也不一样，进入定排的时间也不确定。定排的来水存在断续性，来水的压力、温度、流量波动大，来水所含污物的质、量波动大，这是定排的工况特点。

定期排污扩容器是与大气直接联通的容器，来水进入定排后，由于压力降低从而水的沸点降低，部分水将从液态转化为气态，转化后的蒸汽主要通过排空口排向大气，闪蒸后剩余水通过废水出口排出。

上述定期排污扩容器的工况决定，锅炉***排污及随后发生的闪蒸、蒸汽排放过程中，部分蒸汽及携带的水份排到大气中，因周边环境温度低于蒸汽温度，因而蒸汽放热凝结成液态的水滴，水滴在空气中呈现白色，这种现象被称为“白色污染”。蒸汽冷凝放热给环境，造成热污染。

近年来，在减少、消除“白色污染”方面，一种方法是在定排蒸汽空间水喷淋，一种方法是在筒体内设置换热器，由于没有有效的拦截和吸收，蒸汽放空的现象没有彻底解决。

现有定期排污扩容器闪蒸出的蒸汽或者直接排到大气中，或者部分吸收，总有少量蒸汽排入大气。

常用的、蒸汽直排大气的排污扩容器的结构特征为：排污水切向进入排污扩容器的一个环形流道内，由于离心力作用，蒸汽和水分离开来。环形流道上端封闭，下端敞开。分离出的水直接下落到排污扩容器的水空间，分离出的蒸汽沿流道下沿折向180°向上经蒸汽空间，通过定期排污扩容器顶端排汽口排入大气环境。其缺点是蒸汽直排大气，形成白色污染；严寒地区定期排污扩容器周围地面冬季常常结冰。

公告号为CN 204460167U的中国专利公开了一种锅炉用新型定排扩容器排汽回收装置。该技术包括与定排扩容器连通的定排排汽管和冷却水管，还包括支管和水箱；定排排汽管与定排扩容器连接，定排扩容器与水箱通过凝结水回水管连接；冷却水管与水箱连接；支管一端与冷却水管连接，另一端置于定排排汽管内；所述支管端部安装有喷嘴，支管上还安装有控制阀。多路支管上下并列设置，各支管自由端均设置在定排排汽管内，各支管上分别安装有喷嘴和控制阀；各支管的另一端集中与冷却水管连接。其利用水喷淋的方法减少了排汽中携带的水份，但由于喷淋降温需要水汽剧烈的传质传热和充分的接触，实际使用中，达不到完全不排蒸汽的理想状态。

公开号为CN107726291 A的中国专利公开了一种环保型定期排污扩容器，其包括从外向内依次套设的外壳体(1)、导流筒(2)和排空筒(3)，排空筒(3)的上端位于外壳体(1)外，排空筒(3)的下端位于导流筒(2)的上端内，导流筒(2)位于外壳体(1)内，外壳体(1)的侧壁上设有排污水入口(4)，外壳体(1)的下部设有排污水出口(5)，外壳体(1)和导流筒(2)之间设有折流板(6)，折流板(6)位于排污水入口(4)的上方。该技术排污水沿定期排污扩容器壳体半径方向直接排入定排内；分离出的蒸汽经过折流板进行进一步分离，而后沿着套管结构的缝隙两次折流后排入大气环境，但该技术的缺点是：1）当排污水压力较高时（大于0.2MPa绝压），可能引起设备振动；2）蒸汽没有完全拦截，不能杜绝排空现象。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术缺点而提供一种筛板塔盘式定期排污扩容器，以达到定期排污扩容器的蒸汽零排放，解决白色污染，同时保证设备的稳定运行。

本发明提供一种筛板塔盘式定期排污扩容器，包括壳体，壳体为两端封闭的竖直圆筒状结构，壳体顶部设置放空口，壳体上部设置冷却水进口，底部设置放净口，壳体中下部设置排污水进口，壳体下部设置倒U型排放管，壳体内部设置汽水分离流道，其特征在于：该筛板塔盘式定期排污扩容器还包括塔盘，塔盘设置在壳体内且位于汽水分离流道上方，设置一层或多层，每层塔盘包括塔板、降液管和溢流堰，设置一层时，该层塔盘上方于溢流堰对面位置处竖直设置一个矩形挡板，该层塔盘下方水平设置一个与壳体同径的底盘，设置多层时，最上面一层塔盘上方竖直设置一个矩形挡板，最下面一层下方设置一个与壳体同径的底盘，所述矩形挡板与溢流堰平行，矩形挡板和壳体之间为冷却水进水空间，设置有冷却水进口管，冷却水进口管连通冷却水进口，所述底盘中间位置竖直设置一个圆筒形槽，圆筒形槽竖直穿过底盘，位于底盘下方的圆筒形槽、壳体和底盘围成的圆环形空间为汽水分离流道，位于圆筒形槽内的底盘上分布有孔II，孔径为5～10mm，排污水进口与汽水分离流道连通，倒U型排放管位于排污水进口下方，所述塔板上开有孔I，冷却水进水空间处的塔板上不开孔。

本发明进一步技术特征在于：所述塔盘设置1～10层，优选3～5层。

本发明进一步技术特征在于：所述孔I的孔径为5～10mm，使蒸汽流过孔I的速度为小于1.6m/s。

本发明进一步技术特征在于：所述溢流堰的高度h1取值40～70mm。

所述降液管为一弓形流道，弓高L1尺寸为50～500mm之间。

所述相邻两个塔板之间距离100～1000mm之间。相邻两个塔盘对称布置。

所述挡板底部与邻近塔板顶部的距离h2为冷却水进口管的内径～500mm之间。

所述溢流堰底部与下方邻近塔板顶部的距离h3取值50～400mm，保证流道面积等于降液管流通面积。

本发明进一步技术特征在于：所述冷却水进口管的出水口到邻近塔板的高度h4按如下原则确定：该高度乘以冷却水进口管周长的值是冷却水进口管横截面积的1到1.5倍之间。

本发明进一步技术特征在于：所述圆筒形槽的直径φ1的取值为壳体直径的1/3到4/5之间。

本发明进一步技术特征在于：所述底盘上方的圆筒形槽高度h5为40～150mm，底盘下方的圆筒形槽高度h6小于600mm。

本发明进一步技术特征在于：所述倒U形排水管的最高点与圆筒形槽最低点的距离h7为100～1000mm，优选100～300mm。

本发明进一步技术特征在于：所述排污水进口沿壳体切线方向进入汽水分离流道，排污水进口的高度位置以底盘下方的圆筒形槽高度范围为限，即排污水进口的最低点高于底盘下方的圆筒形槽的最低点，最高点低于底盘。

本发明进一步技术特征在于：所述汽水分离流道的环形通道横截面积为排污水进口总截面积之和的1～20倍之间。

本发明进一步技术特征在于：所述排污水进口数量可以是一个或多个，多个时，沿壳体圆周均布。

本发明进一步技术特征在于：所述倒U形排放管由一个竖直设置直管、一个水平设置直管和一个弯管组成，倒U形排放管的竖直设置直管的底端为吸水口，所述吸水口到壳体下封头的直线距离h8为100～500mm。

本发明主要用于各种形式锅炉、蒸汽发生器等排污***中。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过本发明的设备结果安排，排污水闪蒸出的蒸汽只能通过水层向上行走，在上行过程中被水吸收，除此之外别无通路，从而彻底杜绝了蒸汽放空,同时两层塔板间的空间为水和蒸汽换热提供了足够的空间，可以避免汽水混合时的振动；排污水切向引入，避免了高压水对设备的正向冲击，从而不会引起设备振动。

下面用附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但下面说明并不限制本发明的使用范围。

附图说明

图1是本发明一种筛板塔盘式定期排污扩容器结构图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中的A-A剖面图。

图4是图1中的B-B剖面图。

图5是图1中的C-C剖面图。

图6是图1中的D-D剖面图。

图中所示附图标记为：

1-壳体，2-汽水分离流道，3-塔盘，4-放空口，5-排污水进口，6-倒U形排放管，7-放净口，8-压力表，9-液位计，10-冷却水进口，11-矩形挡板，12-孔II，13-圆筒形槽，14-底盘，15-冷却水进口管，16-吸水口，17-塔板，18-溢流堰，19-降液管，20-孔I。

如图1～图6所示，一种筛板塔盘式定期排污扩容器，包括壳体1，壳体1为两端封闭的竖直圆筒状结构，壳体1顶部设置放空口4，壳体1上部设置冷却水进口10，底部设置放净口7，壳体1中下部设置排污水进口5，壳体1下部设置倒U型排放管6，壳体1内部设置汽水分离流道2，该筛板塔盘式定期排污扩容器还包括塔盘3，塔盘3设置在壳体1内且位于汽水分离流道2上方，设置一层或多层，每层塔盘3包括塔板17、降液管19和溢流堰18，设置一层时，该层塔盘3上方于溢流堰18对面位置处竖直设置一个矩形挡板11，该层塔盘3下方水平设置一个与壳体1同径的底盘14，设置多层时，最上面一层塔盘3上方竖直设置一个矩形挡板11，最下面一层下方设置一个与壳体1同径的底盘14，所述矩形挡板11与溢流堰18平行，矩形挡板11和壳体1之间为冷却水进水空间，设置有冷却水进口管15，冷却水进口管15连通冷却水进口10，所述底盘14中间位置竖直设置一个圆筒形槽13，圆筒形槽13竖直穿过底盘14，位于底盘14下方的圆筒形槽、壳体和底盘围成的圆环形空间为汽水分离流道2，位于圆筒形槽13内的底盘14上分布有孔II 12，孔II 12的孔径为5～10mm，排污水进口5与汽水分离流道2连通，倒U型排放管6位于排污水进口5下方，所述塔板17上开有孔I 20，冷却水进水空间处的塔板17上不开孔。

所述塔盘3设置1～10层，优选3～5层。

所述孔I 20的孔径为5～10mm，使蒸汽流过孔I 20的速度为小于1.6m/s。

所述溢流堰18的高度h1取值40～70mm。

所述降液管19为一弓形流道，弓高L1尺寸为50～500mm之间，实际制作时弓高L1尺寸满足弓形面积为进水管15横截面积的0.5～0.8倍即可。

所述相邻两个塔板17之间距离在100～1000mm之间。相邻两个塔盘交错对称布置。

所述矩形挡板11底部与邻近塔板17顶部的距离h2为冷却水进口管的内径～500mm之间。推荐h2取值如下：矩形挡板11与塔板17顶部形成的缝隙面积等于冷却水进口管15面积的1～1.3倍。

所述溢流堰18底部与下方邻近塔板17顶部的距离h3取值100～500mm之间，保证流道面积等于降液管流通面积。

所述冷却水进口管15的出水口到邻近塔板17的高度h4按如下原则确定：该高度乘以冷却水进口管周长的值是冷却水进口管15横截面积的1到1.5倍之间。

所述圆筒形槽13的直径φ1的取值为壳体直径的1/3到4/5之间。

所述底盘14上方的圆筒形槽13高度h5为40～150mm，底盘14下方的圆筒形槽高度h6小于600mm。

所述倒U形排水管6的最高点与圆筒形槽13最低点的距离h7为100～1000mm，优选100～300mm。

所述排污水进口5沿壳体1切线方向进入汽水分离流道，排污水进口5的高度位置以底盘14下方的圆筒形槽13高度范围为限，即排污水进口5的最低点高于底盘14下方的圆筒形槽13的最低点，最高点低于底盘14。

所述汽水分离流道2的环形通道横截面积为排污水进口5总截面积之和的1～20倍之间。

所述排污水进口5数量可以是一个或多个，多个时，沿壳体1圆周均布。

所述倒U形排放管6由一个竖直设置直管、一个水平设置直管和一个弯管组成，倒U形排放管的竖直设置直管的底端为吸水口16，所述吸水口16到壳体1下封头的直线距离h8为100～500mm。

引入塔盘3的水可以是工厂循环水、新鲜水等，如要回收闪蒸蒸汽及其热量，可以使用除盐水、软化水。

所述壳体1内还设有压力表8和液位计9 ，压力表8位于壳体1的水盘3和汽水分离流道2之间，液位计9用来观察水盘上液位。本发明对这些附件不做具体要求。

本发明在更精细操作管理的情况下可实现蒸汽和热量的双回收。其基本原理是让蒸汽完全拦截和吸收。本发明在排污扩容器内让分离出的蒸汽首先穿过水层，再次通过一级或多级水帘，经过多次充分接触吸收达到蒸汽的零排放。

本发明的简单运行过程为：

排污水经排污水进口5沿壳体1切向进入汽水分离流道2，在汽水分离流道2的环形流道内进行汽水分离，分离出的水全部直接下落到壳体1下方的水空间，经过倒U形吸水口16进入倒U形排放管6排出；分离出的蒸汽沿圆筒槽13下沿180°折流向上，顺次穿过圆筒槽13的中心孔II 12、各塔盘孔I 20被水反复吸收，直至吸收完毕；冷却水经冷却水进口10进入冷却水进口管15，从壳体1上方顺次进入塔盘3，在塔盘3上形成水层，其余部分沿降液管19下流，最后落经圆筒形槽13的中心孔II 12降落到水空间，随污水一起排出。只要保证孔II 12及孔I 20的孔径与蒸汽流速在本发明所述范围内，降液管19的L1在本发明所述范围内，即可形成蒸汽上升的多层阻力，保证蒸汽无泄漏地经过水层被充分吸收，同时本发明结构使得蒸汽处于弥散状态，与蒸汽充分接触而空间足够，避免了振动。

图2为本发明图1的俯视图，图3为本发明图1的A-A剖面，表示上层塔盘布置；图4为本发明图1的B-B剖面，表示中间层塔盘布置；图5为本发明图1的C-C剖面，表示与图4对称布置的塔盘结构；图6为本发明图1的D-D剖面，表示汽水分离流道2的上表面结构。

Claims (17)

1.一种筛板塔盘式定期排污扩容器，包括壳体，壳体为两端封闭的竖直圆筒状结构，壳体顶部设置放空口，壳体上部设置冷却水进口，底部设置放净口，壳体中下部设置排污水进口，壳体下部设置倒U型排放管，壳体内部设置汽水分离流道，其特征在于：该筛板塔盘式定期排污扩容器还包括塔盘，塔盘设置在壳体内且位于汽水分离流道上方，设置一层或多层，每层塔盘包括塔板、降液管和溢流堰，设置一层时，该层塔盘上方于溢流堰对面位置处竖直设置一个矩形挡板，该层塔盘下方水平设置一个与壳体同径的底盘，设置多层时，最上面一层塔盘上方竖直设置一个矩形挡板，最下面一层下方设置一个与壳体同径的底盘，所述矩形挡板与溢流堰平行，矩形挡板和壳体之间为冷却水进水空间，设置有冷却水进口管，冷却水进口管连通冷却水进口，所述底盘中间位置竖直设置一个圆筒形槽，圆筒形槽竖直穿过底盘，位于底盘下方的圆筒形槽、壳体和底盘围成的圆环形空间为汽水分离流道，位于圆筒形槽内的底盘上分布有孔II，排污水进口与汽水分离流道连通，倒U型排放管位于排污水进口下方，所述塔板上开有孔I，冷却水进水空间处的塔板上不开孔。

2.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述塔盘设置1～10层。

3.根据权利要求1或2所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述塔盘设置3～5层。

4.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述孔I的孔径为5～10mm，使蒸汽流过孔I的速度为小于1.6m/s，所述孔II的孔径为5～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述溢流堰的高度h1取值40～70mm。

6.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述降液管为一弓形流道，弓高L1尺寸为50～500mm。

7.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述相邻两个塔盘对称布置，相邻两个塔板之间距离100～1000mm。

8.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述矩形挡板底部与邻近塔板顶部的距离h2为冷却水进口管的内径～500mm之间。

9.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述溢流堰底部与下方邻近塔板顶部的距离h3取值50～400mm。

10.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述冷却水进口管的出水口到邻近塔板的高度h4按如下原则确定：该高度乘以冷却水进口管周长的值是冷却水进口管横截面积的1到1.5倍之间。

11.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述圆筒形槽的直径φ1的取值为壳体直径的1/3到4/5之间。

12.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述底盘上方的圆筒形槽高度h5为40～150mm，底盘下方的圆筒形槽高度h6小于600mm。

13.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述倒U形排水管的最高点与圆筒形槽最低点的距离h7为100～1000mm。

14.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述倒U形排水管的最高点与圆筒形槽最低点的距离h7为100～300mm。

15.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述排污水进口沿壳体切线方向进入汽水分离流道，排污水进口的高度位置以底盘下方的圆筒形槽高度范围为限，排污水进口数量是一个或多个，多个时，沿壳体圆周均布。

16.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述汽水分离流道的环形通道横截面积为排污水进口总截面积之和的1～20倍之间。

17.根据权利要求1所述的一种定期排污扩容器，其特征在于：所述倒U形排放管由一个竖直设置直管、一个水平设置直管和一个弯管组成，倒U形排放管的竖直设置直管的底端为吸水口，所述吸水口到壳体下封头的直线距离h8为100～500mm。

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