本發(fā)明涉及一種在冶金、焦化、爐窯等可建設(shè)余熱回收系統(tǒng)，利用低溫?zé)釤煔馍a(chǎn)余熱蒸汽的排水系統(tǒng)的余熱利用裝置，尤其涉及一種鍋爐排污水熱交換中間水箱及使用方法。

背景技術(shù)：

蒸汽鍋爐是一種常見的熱交換設(shè)備，也是一種特殊的壓力容器，用于生產(chǎn)飽和蒸汽或者過熱蒸汽。其主要受熱介質(zhì)為水，加熱介質(zhì)可以采用各種熱量來源，也可以利用各種余熱資源。余熱鍋爐廣泛應(yīng)用于冶金、焦化、爐窯等行業(yè)的窯尾低溫?zé)煔狻⒌蜏厮吹挠酂峄厥铡?/p>

在余熱鍋爐的生產(chǎn)應(yīng)用中，為保證鍋爐的正常工作狀態(tài)，必須將余熱鍋爐的鍋筒(或者汽包)內(nèi)汽水分離液面的較高鹽濃度的爐水排掉，稱為鍋筒表面排污，另外余熱鍋爐的蒸發(fā)器在運(yùn)行中在爐底形成不溶性水渣，在一定的間隔時(shí)間內(nèi)需要排凈水渣。因此一般鍋爐根據(jù)壓力和工作條件的不同，在設(shè)計(jì)時(shí)就設(shè)定相應(yīng)的排污率2％-10％。不論是鍋筒液面的連續(xù)排污還是爐底的定期排污，其產(chǎn)生的較高溫度和壓力的爐水在排放時(shí)，必須滿足降溫、降壓的條件。

鍋爐的排污水所攜帶的熱量，一般經(jīng)過排污擴(kuò)容器(也叫做排污膨脹器)冷卻降壓后，排入降溫池，降溫后的鍋水降低至50℃左右。最后進(jìn)入排污井。完成鍋爐排污流程。但這部分熱量并沒有進(jìn)行回收，而是直接排放掉了，并且增加了很多附屬設(shè)施，造成一定的系統(tǒng)建設(shè)成本增加，同時(shí)降溫池的冷卻用水也是較大的消耗。增加了運(yùn)行維護(hù)成本。

另外，在實(shí)際工程應(yīng)用中，余熱鍋爐一般生產(chǎn)的中低壓蒸汽，產(chǎn)量較小。在冶金、焦化、爐窯等行業(yè)的整個(gè)主工藝流程中處于從屬地位。一般都是作為附屬工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。因此一般都單獨(dú)配備控制系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)。需要在余熱鍋爐就近位置建設(shè)水處理給水車間，并單獨(dú)設(shè)置中間的軟化水箱或者除鹽水箱，并且配備單獨(dú)的排污擴(kuò)容器。受施工場地的限制，一般在緊湊的場地內(nèi)又很難在余熱鍋爐設(shè)備附近的位置找到合適的地點(diǎn)建設(shè)降溫池。

目前的在鍋爐排污水的余熱應(yīng)用，一般是將排污擴(kuò)容器產(chǎn)生的乏汽接入系統(tǒng)近旁的熱力除氧器，作為低壓蒸汽補(bǔ)充。但也只是利用了乏汽的熱量，大量的顯熱隨著降溫池的冷卻直接浪費(fèi)掉了。另外，并不是所有的余熱鍋爐都配備有熱力除氧器，較低壓力，較小產(chǎn)能的低壓余熱鍋爐并不需要配備除氧器。而且一部分余熱鍋爐配備了海綿鐵常溫除氧器。并不適用排污擴(kuò)容器的乏汽回收。

除此以外，另外的排污水余熱回收裝置是利用管殼式換熱器，將余熱鍋爐排污水與鍋爐給水進(jìn)行熱交換，也能取得一定的回收效果。但目前大多數(shù)余熱鍋爐的給水方式采用的是調(diào)節(jié)閥方式控制補(bǔ)給水。受調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器動(dòng)作速度和PID調(diào)節(jié)程序的限制，其補(bǔ)給水的強(qiáng)度變化較大，或流量很大，或流量很小。實(shí)際運(yùn)行時(shí)并不能完全按照設(shè)計(jì)計(jì)算的換熱強(qiáng)度來工作。

綜上所述，目前將余熱鍋爐的排污水進(jìn)行余熱回收的方式受環(huán)境和工藝條件的限制，都不能更徹底、高效的回收顯熱。需要一種更合適的換熱裝置，能夠克服以上問題，最后高鹽度的排污水流入排污井，閃蒸出的少量乏汽經(jīng)過冷凝回到水箱中循環(huán)利用，減少能源浪費(fèi)。并且節(jié)省建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的鍋爐排污水熱交換中間水箱及使用方法，可將鍋爐排污水?dāng)y帶的熱量直接交換給鍋爐給水水箱，能更加有效的回收余熱鍋爐排污水余熱，大幅度節(jié)省排放熱量的中間換熱裝置，使能源的浪費(fèi)降到最低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管、一級汽水分離膨脹器、二級汽水分離冷凝器、溫度檢測裝置、液位計(jì)，水箱本體頂部連接有與水箱本體內(nèi)部相連通的排氣管，水箱本體頂部設(shè)有水箱人孔，側(cè)上部設(shè)有進(jìn)水管，排污管設(shè)置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器設(shè)置在水箱本體頂部，二級汽水分離冷凝器底部通過回水管與水箱本體內(nèi)部相連通，二級汽水分離冷凝器頂部設(shè)有排汽管，二級汽水分離冷凝器底部與設(shè)置在水箱本體內(nèi)部的一級汽水分離膨脹器頂部相連接，一級汽水分離膨脹器底部與排污出水管相連接，蛇形冷凝換熱管與一級汽水分離膨脹器相連接，排污進(jìn)水管與蛇形冷凝換熱管相連接；液位計(jì)固定在水箱本體上，用以測量水箱本體內(nèi)部的液位；水箱最低液位位置設(shè)有溫度檢測裝置。

所述的水箱本體為圓形水箱或方形水箱。

所述的蛇形冷凝換熱管采用蛇形管，由中低壓鍋爐用無縫鋼管制造，固定在水箱本體的內(nèi)底部，且與水箱本體底部的距離為150-200mm，與水箱本體內(nèi)儲(chǔ)存的冷水換熱，蛇形冷凝換熱管內(nèi)部液體流速不超過0.3m/s。

所述的蛇形冷凝換熱管由多排換熱管組組成，多排換熱管組采用進(jìn)口集箱和出口集箱并聯(lián)。

所述的一級汽水分離膨脹器的底部為錐形斗結(jié)構(gòu)，錐形斗結(jié)構(gòu)底部與排污出水管相連通。

所述的水箱本體采用外保溫形式，水箱本體外部覆有厚度為50-100mm的保溫材料層。

所述的溫度檢測裝置的主要元件為溫度傳感器。

所述的二級汽水分離冷凝器內(nèi)部裝設(shè)不銹鋼波紋板和鋼絲網(wǎng)。

所述的水箱本體頂部的排氣管和二級汽水分離冷凝器頂部的排汽管出口設(shè)置在室外空中。

一種鍋爐排污水熱交換中間水箱使用方法，利用鍋爐或換熱器的排污水為中間水箱加熱，同時(shí)利用中間水箱給排污水降溫減壓，實(shí)現(xiàn)利用一套裝置達(dá)到節(jié)能減排的雙重作用，具體步驟為：

1)一級汽水分離膨脹器采用旋流方式進(jìn)水，爐水由排污進(jìn)水管進(jìn)入蛇形冷凝換熱管進(jìn)行熱交換，再從蛇形冷凝換熱管以切線方向進(jìn)入一級汽水分離膨脹器，減壓膨脹，部分閃蒸的蒸汽析出，從一級汽水分離膨脹器頂部進(jìn)入二級汽水分離冷凝器；低溫液態(tài)水從一級汽水分離膨脹器底部的排污出水管排出，至外部排水溝或排污井；

2)閃蒸的蒸汽經(jīng)過二級汽水分離冷凝器時(shí)，冷凝聚集，通過回水管流回水箱本體內(nèi)，減少液態(tài)水損失，剩余的蒸汽通過排汽管排出；

3)水箱本體內(nèi)的最低液面高于蛇形冷凝換熱管的頂面，避免蛇形冷凝換熱管過熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本中間水箱整體結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，利用鍋爐或換熱器的排污水通過排污進(jìn)水管進(jìn)入蛇形冷凝換熱管換熱，利用中間水箱給排污水降溫減壓，實(shí)現(xiàn)利用一套裝置達(dá)到節(jié)能減排的雙重作用，減小余熱系統(tǒng)的占地面積；可將鍋爐排污水?dāng)y帶的熱量直接交換給本發(fā)明的換熱水箱，能更加有效的回收余熱鍋爐排污水余熱，大幅度節(jié)省排放熱量的中間換熱裝置，使能源的浪費(fèi)降到最低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：101-排污管 102-鋼梯 103-溫度檢測裝置 104-水箱人孔 105-排氣管 106-回水管 107-排汽管 108-汽水分離網(wǎng) 109-二級汽水分離冷凝器 110-進(jìn)水管 111-液位計(jì) 112-排污出水管 113-一級汽水分離膨脹器 114-蛇形冷凝換熱管 115-排污進(jìn)水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。

見圖1，一種鍋爐排污水熱交換中間水箱，包括水箱本體、蛇形冷凝換熱管114、一級汽水分離膨脹器113、二級汽水分離冷凝器109、溫度檢測裝置103、液位計(jì)111，水箱本體頂部連接有與水箱本體內(nèi)部相連通的排氣管105，水箱本體頂部設(shè)有水箱人孔104，側(cè)上部設(shè)有進(jìn)水管110，外部固定有與水箱人孔104相對應(yīng)的鋼梯102；排污管101設(shè)置在水箱本體底部，二級汽水分離冷凝器109設(shè)置在水箱本體頂部，二級汽水分離冷凝器109底部通過回水管106與水箱本體內(nèi)部相連通，二級汽水分離冷凝器109頂部設(shè)有排汽管107，二級汽水分離冷凝器109底部與設(shè)置在水箱本體內(nèi)部的一級汽水分離膨脹器113頂部相連接，一級汽水分離膨脹器113底部與排污出水管112相連接，蛇形冷凝換熱管114與一級汽水分離膨脹器113相連接，排污進(jìn)水管115與蛇形冷凝換熱管114相連接；液位計(jì)111固定在水箱本體上，用以測量水箱本體內(nèi)部的液位；水箱最低液位位置設(shè)有溫度檢測裝置103。

其中，水箱本體采用國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)鋼制水箱樣本尺寸，為圓形水箱或方形水箱，內(nèi)部配筋，并按照相應(yīng)的防腐舾裝等級設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。水箱本體采用外保溫形式，水箱本體外部覆有厚度為50-100mm的保溫材料層，保溫材料采用國家允許的環(huán)保型材料，可以為硬質(zhì)，也可以為軟質(zhì)。水箱本體頂部的排氣管105和二級汽水分離冷凝器109頂部的排汽管107出口設(shè)置在室外空中。

蛇形冷凝換熱管114采用蛇形管，最好是蛇形光管，由中低壓鍋爐用無縫鋼管制造，固定在水箱本體的內(nèi)底部，且與水箱本體底部的距離為150-200mm，與水箱本體內(nèi)儲(chǔ)存的冷水換熱；采用單級，或采用多級，根據(jù)蒸汽鍋爐的生產(chǎn)能力，其排污水的熱交換總量計(jì)算換熱管的總面積，并根據(jù)流速設(shè)計(jì)其總的行程數(shù)，蛇形冷凝換熱管114內(nèi)部液體流速不超過0.3m/s。蛇形冷凝換熱管114由多排換熱管組組成，多排換熱管組采用進(jìn)口集箱和出口集箱并聯(lián)。

一級汽水分離膨脹器113采用鋼制圓筒制造，底部采用錐形斗，底部為錐形斗結(jié)構(gòu)，聚集排污水，錐形斗結(jié)構(gòu)底部與排污出水管112相連通，用以排出水箱外。

溫度檢測裝置103的主要元件為溫度傳感器，采用遠(yuǎn)傳溫度變送器，也可采用就地溫度表。

二級汽水分離冷凝器109采用鋼制圓筒制造，自然冷卻，內(nèi)部裝設(shè)不銹鋼波紋板和鋼絲網(wǎng)作為汽水分離網(wǎng)108。

水箱本體頂部的排氣管105和二級汽水分離冷凝器109頂部的排汽管107出口設(shè)置在室外空中，避免燙傷。

鍋爐排污水熱交換中間水箱使用方法，利用鍋爐或換熱器的排污水為中間水箱加熱，同時(shí)利用中間水箱給排污水降溫減壓，實(shí)現(xiàn)利用一套裝置達(dá)到節(jié)能減排的雙重作用，具體步驟為：

1)一級汽水分離膨脹器113采用旋流方式進(jìn)水，大于100℃的爐水由排污進(jìn)水管115進(jìn)入蛇形冷凝換熱管114進(jìn)行熱交換，再從蛇形冷凝換熱管114以切線方向進(jìn)入一級汽水分離膨脹器113，減壓膨脹，部分閃蒸的蒸汽析出，從一級汽水分離膨脹器113頂部進(jìn)入二級汽水分離冷凝器109；低溫液態(tài)水從一級汽水分離膨脹器113底部的排污出水管112排出，至外部排水溝或排污井；

2)閃蒸的蒸汽經(jīng)過二級汽水分離冷凝器109時(shí)，冷凝聚集，通過回水管106流回水箱本體內(nèi)，減少液態(tài)水損失，剩余的蒸汽通過排汽管107排出；

3)水箱本體內(nèi)的最低液面高于蛇形冷凝換熱管114的頂面，避免蛇形冷凝換熱管114過熱。