CN111664437B - 一种淋水盘式定期排污扩容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种淋水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并保证设备稳定运行的目的。其包括壳体、冷却水进口和排污水进口，壳体内部设置汽水分离流道、配水盘、圆形淋水盘和环形淋水盘，配水盘设置在圆形淋水盘和环形淋水盘上方，圆形淋水盘和环形淋水盘上下间隔布置，冷却水进口与配水盘上方空间连通，圆形淋水盘的通流部分在圆盘中心，环形淋水盘的通流部分为环状，壳体内的中下部水平设置一个与壳体同径的底盘，底盘中间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

一种淋水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***中使用的淋水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淋水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。

本发明提供一种淋水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：该淋水盘式定期排污扩容器壳体内于汽水分离流道上方还设有配水盘、1个或多个圆形淋水盘、1个或多个环形淋水盘，配水盘设置在圆形淋水盘和环形淋水盘上方，圆形淋水盘和环形淋水盘上下间隔布置，所述配水盘是一个与壳体等直径的底部无孔圆盘，配水盘中心设置一个圆孔孔槽，冷却水进口通过冷却水进口管与配水盘上方空间连通，所述圆形淋水盘和环形淋水盘的直径均与壳体内径相同，圆形淋水盘的通流部分在圆盘中心，圆盘中心凹下，环形淋水盘的通流部分为环状，淋水盘中心凸起，圆形淋水盘的通流部分和环形淋水盘的通流部分均开有小孔I，所述壳体内的中下部水平设置一个与壳体同径的底盘，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小孔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。

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配水盘距离h1为50～200mm。

本发明进一步技术特征在于：所述配水盘中心设置一个直径为50mm～500mm的圆孔孔槽，圆孔孔槽高度h2为80～200mm。

本发明进一步技术特征在于：所述圆形淋水盘的通流部分和环形淋水盘的通流部分上所开小孔I孔径为5～10mm。

本发明进一步技术特征在于：所述圆筒形槽内的底盘上分布的小孔II的孔径为5～10mm。

本发明进一步技术特征在于：所述圆形淋水盘和环形淋水盘的水平安装倾斜度均小于0.5°，所述圆形淋水盘和环形淋水盘的高度h3均为50～100mm。

本发明进一步技术特征在于：所述圆形淋水盘的通流部分在圆盘中心，圆盘中心凹下，凹圆直径φ3为壳体内径的1/3～3/4。

本发明进一步技术特征在于：所述环形淋水盘的通流部分为环状，淋水盘中心凸起，凸圆直径φ2小于壳体内径的3/4。

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h4为40～150mm，底盘下方的圆筒形槽高度h5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h6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；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，倒U形排放管的吸水口到壳体下封头的直线距离h7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：本发明使排污水分离出的蒸汽与水在两层淋水盘间的大空间充分接触，吸收，未吸收完的蒸汽穿过淋水盘时被强制吸收，在推荐的布水板孔径和蒸汽流速范围内，蒸汽无法顺利从淋水盘上的孔内逃逸，强制经过孔板和淋水盘上水层，在穿越水空间时就会被逐级吸收，不会有蒸汽泄漏排出现象，因而杜绝了白色污染；同时排污水切向引入定排，避免了高压水冲击设备引起的设备振动。

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，但并不限制本发明的使用范围。

附图说明

图1是本发明一种淋水盘式定期排污扩容器结构图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的A-A剖面图。

图4为图1的B-B剖面图。

图5为图1的C-C剖面图。

图6为图1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-配水盘，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-圆形淋水盘，12-环形淋水盘，13-圆筒形槽，14-底盘，15-冷却水进口管，16-吸水口，17-小孔I，18-小孔II,19-圆孔孔槽，20-配水盘上方空间。

如图1～图6所示，一种淋水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，壳体1内于汽水分离流道2上方还设有配水盘3、1个或多个（推荐1～10个，优选3～5个）圆形淋水盘11、1个或多个环形淋水盘12（推荐1～10个，优选3～5个），配水盘3设置在圆形淋水盘11和环形淋水盘12上方，圆形淋水盘11和环形淋水盘12上下间隔布置，所述配水盘3是一个与壳体1等直径的底部无孔圆盘，配水盘3中心设置一个圆孔孔槽19，冷却水进口10通过冷却水进口管15与配水盘上方空间20连通，所述圆形淋水盘11和环形淋水盘12的直径均与壳体1内径相同，圆形淋水盘11的通流部分在圆盘中心，圆盘中心凹下，环形淋水盘12的通流部分在圆盘外圆周，为环状，环形淋水盘12中心凸起，圆形淋水盘11的通流部分和环形淋水盘12的通流部分开有小孔I 17，所述壳体1内的中下部水平设置一个与壳体1同径的底盘14，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13、壳体1和底盘14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上分布有小孔II 18，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。

所述冷却水进口10通过冷却水进口管15与配水盘上方空间20连通，冷却水进口管15的出水口到配水盘距离h1为50～200mm。

所述配水盘3中心设置一个直径为50mm～500mm的圆孔孔槽19，圆孔孔槽19的高度h2通常为80～200mm。

所述圆形淋水盘11的通流部分和环形淋水盘12的通流部分上均所开小孔I 17的孔径为5～10mm。所述圆筒形槽13内的底盘上分布的小孔II 18的孔径为5～10mm。

所述圆形淋水盘11和环形淋水盘12的水平安装倾斜度均小于0.5°。通常情况下，推荐圆形淋水盘11和环形淋水盘12的高度h3均为50～100mm。

所述圆形淋水盘11的通流部分在圆盘中心，圆盘中心凹下，凹圆直径φ3为壳体内径的1/3～3/4。

所述环形淋水盘12的通流部分在圆盘圆周，为环状，淋水盘中心部分凸起，凸起部分是一个圆，凸圆直径φ2小于壳体内径的3/4。

所述底盘14上方的圆筒形槽高度h4为40～150mm，底盘14下方的圆筒形槽高度h5小于600mm。

所述倒U形排水管6的最高点与圆筒形槽14最低点的距离h6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2，排污水进口5的高度位置以底盘14下方的圆筒形槽高度范围为限，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6的吸水口16到壳体1下封头的直线距离h7为100～500mm。

所述圆形淋水盘11的通流部分和环形淋水盘12的通流部分开有小孔I 17的数量与闪蒸蒸汽量和冷取水量有关，蒸汽流过小孔I的速度通常为小于1.6m/s。

汽水分离流道2的上表面几何图形是一个环状几何图形，该环状图形的中心圆直径与其上方第一个淋水盘直径的关系是：1）当汽水分离流道2上方紧邻的淋水盘为环形淋水盘12时，φ1≤φ2+300 mm；2）当汽水分离流道2上方紧邻的淋水盘为圆淋水盘11时，φ1大于等于φ3+100 mm而小于壳体直径。

所述小孔II的数量确定方法为：以排污水进入本设备产生的蒸汽量为通流量，按照每个小孔蒸汽流速1～1.6m/s进行计算。

引入水盘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，经过吸水口16进入倒U形排放管6排出；汽水分离流道2分离出的蒸汽沿汽水分离流道2的圆筒形槽13下沿折向180°向上，经底盘14上的小孔II 18向上穿越水层进行第一次吸收，而后经小孔I 17依次通过环形淋水盘12的通流部分和圆形淋水盘11的通流部分，逐级全部被吸收；冷却水经冷却水进口10进入冷却水进口管15，进入到配水盘上方空间20，再溢流经圆孔孔槽19，依次下落到第一个淋水盘、第二个淋水盘等，经过两种淋水盘上的小孔I17下落，最后降落到底盘14上，再溢流到圆筒形槽13中间的小孔II 18，从小孔II 18下落到定排的水空间。这样的汽水流程蒸汽只能穿水孔向上被吸收。

壳体1上的放空口4作为误操作时的备用口防止设备超压使用，压力表8、液位计9本发明不做要求，壳体1的放净口7作为停工检修使用。

图2为本发明图1的俯视图；图3是图1的A-A剖面，主要表示配水盘3的结构；图4是图1的B-B剖面,主要表示圆形淋水盘的结构；图5是图1的C-C剖面,主要表示环形淋水盘的结构；图6是图1的D-D剖面,主要表示汽水分离流道上表面的结构。

本发明对图1～图6中其余附件及仪表不做特殊要求。

以上所述仅为本发明的具体实施案例，不能以其限定本发明实施的范围，其等同组件的置换，或依本发明保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本发明涵盖的范畴。

Claims (13)

1.一种淋水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：该淋水盘式定期排污扩容器壳体内于汽水分离流道上方还设有配水盘、1个或多个圆形淋水盘、1个或多个环形淋水盘，配水盘设置在圆形淋水盘和环形淋水盘上方，圆形淋水盘和环形淋水盘上下间隔布置，所述配水盘是一个与壳体等直径的底部无孔圆盘，配水盘中心设置一个圆孔孔槽，冷却水进口通过冷却水进口管与配水盘上方空间连通，所述圆形淋水盘和环形淋水盘的直径均与壳体内径相同，圆形淋水盘的通流部分在圆盘中心，圆盘中心凹下，环形淋水盘的通流部分为环状，淋水盘中心凸起，圆形淋水盘的通流部分和环形淋水盘的通流部分均开有小孔I，所述壳体内的中下部水平设置一个与壳体同径的底盘，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小孔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。

2.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述冷却水进口管的出水口到配水盘距离h1为50～200mm。

3.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述配水盘中心设置一个直径为50mm～500mm的圆孔孔槽，圆孔孔槽高度h2为80～200mm。

4.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述圆形淋水盘的通流部分和环形淋水盘的通流部分上所开小孔I孔径为5～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述圆筒形槽内的底盘上分布的小孔II的孔径为5～10mm。

6.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述圆形淋水盘和环形淋水盘的水平安装倾斜度均小于0.5°，所述圆形淋水盘和环形淋水盘的高度h3均为50～100mm。

7.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述圆形淋水盘的通流部分在圆盘中心，圆盘中心凹下，凹圆直径φ3为壳体内径的1/3～3/4；所述环形淋水盘的通流部分为环状，淋水盘中心凸起，凸圆直径φ2小于壳体内径的3/4。

8.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述底盘上方的圆筒形槽高度h4为40～150mm，底盘下方的圆筒形槽高度h5小于600mm。

9.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，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h6为100～1000mm。

10.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，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，排污水进口是一个或多个，多个时，沿壳体圆周均布。

11.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，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。

12.根据权利要求1所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，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，倒U形排放管的吸水口到壳体下封头的直线距离h7为100～500mm。

13.根据权利要求7所述的一种淋水盘式定期排污扩容器，其特征在于：所述汽水分离流道上方紧邻的淋水盘为环形淋水盘时，圆筒形槽的直径φ1≤φ2+300 mm；汽水分离流道上方紧邻的淋水盘为圆淋水盘时，圆筒形槽的直径φ1大于等于φ3+100 mm而小于壳体直径。

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