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一种吸收式 热 泵驱动 蒸汽 温度控制和疏水回收系统

阅读：793发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，包括输送蒸汽并进行蒸汽降温处理的蒸汽降温主路、设置在蒸汽母管后方并列设置的多条换热支路、汇聚各换热支路释放的疏水的疏水回收机构以及控制蒸汽降温主路中蒸汽输出温度的DCS 控制器；所述蒸汽降温主路包括与机组连通的驱动蒸汽母管，驱动蒸汽母管中设置有减温器，减温器的减温水输入端通过减温水管道与疏水回收机构连通，减温水管道上设置有与DCS控制器输出端连接的减温水调整门；所述DCS控制器的信号输入端分别各测温点输出端连接。本实用新型能够精确控制进入热泵发生器的蒸汽过热度，促进蒸汽在热泵发生器内释放汽化潜热，提高热泵换热效率。，下面是一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其特征在于：包括输送蒸汽并进行蒸汽降温处理的蒸汽降温主路、设置在蒸汽母管后方并列设置的多条换热支路、汇聚各换热支路释放的疏水的疏水回收机构以及控制蒸汽降温主路中蒸汽输出温度的DCS控制器；所述蒸汽降温主路包括与机组连通的驱动蒸汽母管(1)，驱动蒸汽母管(1)中设置有减温器(3)，减温器的减温水输入端通过减温水管道与疏水回收机构连通，减温水管道上设置有与DCS控制器输出端连接的减温水调整门(2)；所述DCS控制器的信号输入端分别与设置在减温器后方驱动蒸汽母管(1)上的第一温度传感器(4)、设置在各条换热支路上的温度传感器组以及设置在疏水回收机构中的第五温度传感器(19)输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其特征在于：所述换热支路包括通过蒸汽支管(5)依次串联连接的热泵蒸汽调整门(7)、热泵发生器(8)、滤网(13)、孔板型疏水器(14)以及疏水凝水交换器(17)，所述温度传感器组包括设置在热泵蒸汽调整门(7)前蒸汽支管(5)上的第二温度传感器(6)、设置在孔板型疏水器(14)和疏水凝水交换器(17)之间蒸汽支管(5)上的第三温度传感器(16)以及设置在热泵蒸汽调整门(7)后方蒸汽支管(5)上的第四温度传感器(18)；其中第二温度传感器(6)距离减温器(3)的长度不小于10m。
3.根据权利要求2所述的一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其特征在于：所述孔板型疏水器(14)的两端并联设置有旁路调整阀(15)。
4.根据权利要求2所述的一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其特征在于：所述热泵蒸汽调整门(7)前的低点设置有连通疏水回收机构的疏水支管，疏水支管上设置有自动疏水器(10)，自动疏水器(10)前后两端的疏水支管上分别设置一截止门。
5.根据权利要求4所述的一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其特征在于：所述疏水回收机构包括疏水母管和疏水箱(20)，所述疏水母管分别与各疏水支管和蒸汽支管的末端连通，疏水母管的末端连通疏水箱，疏水箱(20)的底部连通减温水管道的进水端，减温水管道上设置有受控端与DCS控制器输出端连接的疏水泵(22)。
6.根据权利要求5所述的一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其特征在于：所述第五温度传感器(19)设置在疏水箱内，疏水箱上还设有监测疏水箱内疏水位置的水位计(21)，水位计(21)的信号输出端连接DCS控制器的输入端。

说明书全文

一种吸收式热 泵驱动 蒸汽 温度控制和疏水回收系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及低温余热回收技术领域，特别是一种发电厂中使用的蒸汽温度控制和疏水回收系统。

背景技术

[0002] 吸收式热泵(即增热型热泵)，通常简称AHP(absorption heat pump)，是根据热力学逆卡诺循环原理，以蒸汽、废热水为驱动热源Q1，驱动机内溴化锂溶剂循环做功，产生制冷效应；将低温热源(如工业循环水、地下水、城市废水、油田回注水等)中的低品位热能Q2进行提取，把低温热源的余热热量提取到高品位热源中去，得到的有用热量为消耗的驱动热量与回收的低品位热量之和 Q1+Q2。

[0003] 以发电厂回收凝汽器循环水低温余热的吸收式热泵为例，应用原理是在电厂供热首站内设置吸收式热泵，使用采暖蒸汽作为驱动能源，回收凝汽器循环水低温余热，供到居民采暖的热网水中；1份驱动蒸汽的热量可回收0.6-0.8份的循环水低品位热源，供出1.6-1.8份的中品位采暖热网水，从而提高了能源的利用效率。

[0004] 蒸汽型吸收式热泵是以蒸汽为驱动源，其冷剂使用纯水，吸收剂使用溴化锂(LiBr)水溶液。以溴化锂-水为工质、无毒无臭、运行安全可靠、不污染环境、更不象氟利昂(CFCs)对大气层造成破坏，可广泛应用于火力发电循环水余热、石化等企业回收低品位热能并得到有效利用的高新技术，减少煤、石油的使用，达到节能、节水、可减少CO2、NOX等有害气体及温室气体的排放，大幅度提高一次能源的利用率，改善环境条件。

[0005] 驱动蒸汽母管取自机组供热采暖抽汽，汽轮机供热抽汽为过热蒸汽，过热度一般在90℃以上。由于过热蒸汽的对流传热系数远远低于饱和蒸汽，导致同使用饱和蒸汽相比，换热所需的设备体积更大，更加昂贵，因此需要安装减温器，将进入热泵前的过热蒸汽减温至饱和。过热蒸汽经减温器减温后分别进入各热泵发生器，放出热量凝结成疏水，疏水汇到疏水母管后进入疏水箱回收，形成循环回路。一般设计中，为控制驱动蒸汽的温度，通常在减温器后蒸汽母管上安装温度测点作为反馈，通过机组DCS控制器控制减温水门的开度用来调整减温水量，保证进入热泵发生器内蒸汽的过热度在一定范围内。

[0006] 但在实际运行经常存在以下问题：一是受现场位置限制，减温器后直管道长度不够，减温水喷入后未能完全充分混合汽化时，温度测点检测温度偏低；但实际用红外线测温仪测试热泵蒸汽支管温度偏高，过热度达30-40℃，远超过设计值(低于10℃)，当蒸汽过热度增大时，用于显热换热的传热面积越大，整体换热效果就越差，换热效果差会导致发生器内溶液浓度降低，溶液吸收能力下降，降低热泵效率。实用新型内容

[0007] 本实用新型需要解决的技术问题是提供一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，以精确控制进入热泵发生器的蒸汽过热度，促进蒸汽在热泵发生器内释放汽化潜热，提高热泵换热效率。

[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

[0009] 一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，包括输送蒸汽并进行蒸汽降温处理的蒸汽降温主路、设置在蒸汽母管后方并列设置的多条换热支路、汇聚各换热支路释放的疏水的疏水回收机构以及控制蒸汽降温主路中蒸汽输出温度的DCS控制器；所述蒸汽降温主路包括与机组连通的驱动蒸汽母管，驱动蒸汽母管中设置有减温器，减温器的减温水输入端通过减温水管道与疏水回收机构连通，减温水管道上设置有与DCS控制器输出端连接的减温水调整门；所述DCS控制器的信号输入端分别与设置在减温器后方驱动蒸汽母管上的第一温度传感器、设置在各条换热支路上的温度传感器组以及设置在疏水回收机构中的第五温度传感器输出端连接。

[0010] 上述一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，所述换热支路包括通过蒸汽支管依次串联连接的热泵蒸汽调整门、热泵发生器、滤网、孔板型疏水器以及疏水凝水交换器，所述温度传感器组包括设置在热泵蒸汽调整门前蒸汽支管上的第二温度传感器、设置在孔板型疏水器和疏水凝水交换器之间蒸汽支管上的第三温度传感器以及设置在热泵蒸汽调整门后方蒸汽支管上的第四温度传感器；其中第二温度传感器距离减温器的长度不小于10m。

[0011] 上述一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，所述孔板型疏水器的两端并联设置有旁路调整阀。

[0012] 上述一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，所述热泵蒸汽调整门前的低点设置有连通疏水回收机构的疏水支管，疏水支管上设置有自动疏水器，自动疏水器前后两端的疏水支管上分别设置一截止门。

[0013] 上述一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，所述疏水回收机构包括疏水母管和疏水箱，所述疏水母管分别与各疏水支管和蒸汽支管的末端连通，疏水母管的末端连通疏水箱，疏水箱的底部连通减温水管道的进水端，减温水管道上设置有受控端与DCS控制器输出端连接的疏水泵。

[0014] 上述一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，所述第五温度传感器设置在疏水箱内，疏水箱上还设有监测疏水箱内疏水位置的水位计，水位计的信号输出端连接DCS控制器的输入端。

[0015] 由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

[0016] 本实用新型利用过热蒸汽喷水减温后近饱和蒸汽混温段测温不准的特点，将混温后测温点后移满足一定的工程距离，并采用进入各热泵蒸汽支管多点均温和驱动蒸汽压力下的饱和温度加适度过热度作为参照值和控制值；能够精确测量和控制进入各热泵发生器的蒸汽温度过热度在适度范围内，从而促进蒸汽在热泵发生器内释放汽化潜热，进一步提高了热泵换热效率。

[0017] 本实用新型的各蒸汽支管调整门前低点加自动疏水器，蒸汽管道无积水；在热泵发生器后方的疏水管路上配置了带旁通调整阀的孔板型疏水器管路，由于无运动部件，可靠性高，负荷适应范围宽，另外还能够防止疏水带汽，做到疏水温度可控，避免疏水泵汽蚀损坏，提高了系统的设备安全性、经济性以及使用寿命。附图说明

[0018] 图1为本实用新型的结构示意图。

[0019] 其中：1.驱动蒸汽母管，2.减温水调整门，3.减温器，4.第一温度传感器， 5.蒸汽支管，6.第二温度传感器，7.热泵蒸汽调整门，8.热泵发生器，9.前截止门， 10.自动疏水器，11.后截止门，12.热泵，13.滤网，14.孔板型疏水器，15.旁路调整阀，16.第三温度传感器，17.疏水凝水交换器，18.第四温度传感器，19.第五温度传感器，20.疏水箱，21.水位计，22.疏水泵。

具体实施方式

[0020] 下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

[0021] 一种吸收式热泵驱动蒸汽温度控制和疏水回收系统，其结构如图1所示，包括蒸汽降温主路、并列设置的多条换热支路、疏水回收机构以及DCS控制器。其中，蒸汽降温主路用于输送蒸汽并进行蒸汽降温处理；换热支路用于使蒸汽释放汽化潜热，并收集热量；疏水回收机构用于汇聚各换热支路释放的疏水，以回收利用，DCS控制器则根据各测温点测得温度值来控制蒸汽降温主路输出的蒸汽温度。

[0022] 蒸汽降温主路包括与机组连通的驱动蒸汽母管1，驱动蒸汽母管1中设置有减温器3，减温器的减温水输入端通过减温水管道与疏水回收机构连通，减温水管道上设置有减温水调整门2，减温器后方的驱动蒸汽母管1上设置有第一温度传感器4，用于监测减温器后方蒸汽母管中的蒸汽温度。

[0023] 换热支路包括通过蒸汽支管5依次串联连接的热泵蒸汽调整门7、热泵发生器8、滤网13、孔板型疏水器14以及疏水凝水交换器17，孔板型疏水器14的两端并联设置有旁路调整阀15，通过调整旁路调整阀的大小，保证热泵在全负荷段均能满足疏水量的要求。

[0024] 蒸汽支管5的进气端与减温器后方的蒸汽母管的末端连通，蒸汽支管5的出水端与疏水回收机构的进水端连通。

[0025] 换热支路中设置有监测蒸汽及换热后凝水温度值的温度传感器组。温度传感器组包括第二温度传感器6、第三温度传感器16以及第四温度传感器18；其中，第二温度传感器6设置在热泵蒸汽调整门7前的蒸汽支管5上，且距离减温器3的长度不小于10m，用于监测蒸汽支管进气端蒸汽的温度值；第三温度传感器16设置在孔板型疏水器14和疏水凝水交换器17之间的蒸汽支管5上，用于监测换热后的凝水温度值；第四温度传感器18设置在热泵蒸汽调整门7后方的蒸汽支管5上，用于监测经过蒸汽支管输出端凝水的最后温度值。

[0026] 本实用新型中热泵蒸汽调整门7前的低点设置有连通疏水回收机构的疏水支管，疏水支管上设置有自动疏水器10，自动疏水器10前端的疏水支管上设置有前截止门9，自动疏水器10后端的疏水支管上设置有后截止门11，用于及时排出蒸汽支管内的积水，防止影响蒸汽温度测量的准确度。

[0027] 疏水回收机构包括疏水母管和疏水箱20，述疏水母管分别与各疏水支管和蒸汽支管的末端连通，疏水母管的末端连通疏水箱，疏水箱20的底部连通减温水管道的进水端，减温水管道上设置有疏水泵22，受控端与DCS控制器输出端连接的。

[0028] 疏水箱内设有监测疏水箱内疏水位置的水位计21和监测疏水温度的，第五温度传感器19。

[0029] DCS控制器采用原机组内DCS控制器，DCS控制器的信号输入端分别与第一温度传感器至第五温度传感器输出端以及水位计21的信号输出端连接；DCS 控制器的输出端分别与疏水泵22和减温水调整门2的受控端连接。DCS控制器根据疏水箱内疏水的液位高度以及各测温点监测的温度值来控制向减温器输送的减温水量。

[0030] 本实用新型工作时，DCS控制器采集的各换热支路上第二温度传感器检测的平均温度值K1，结合热泵所需驱动蒸汽压力饱和温度的基点K2，再加上K℃的过热度作为控制减温器减温水调整门开大或关小的控制值K3；当K1大于K3 时，DCS控制器发出指令开大减温水调整门；K1小于(K3-K2)时，DCS控制器发出指令减小减温水调整门；当K1在(K3-K2)与K3之间时，减温水调整门开度保持不变。其中过热度K℃的取值范围在7-8℃。

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