水蒸汽使用前的处理方法及其设备
阅读：500发布：2021-03-15
专利汇可以提供水蒸汽使用前的处理方法及其设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及的是 水 蒸汽 在投入使用之前的处理技术及其设备。按照现有的蒸汽及其冷凝水的回收方式，是使用了蒸汽回收机，将冷凝水或废蒸汽直接压入 锅炉 ，进行加热后再循环使用，达到了降低消耗节约 能源 的目的。本发明则是根据现有蒸汽回收机的工作原理，直接将 蒸汽压 缩 升压，然后就进入到蒸汽的分配储存或者使用装置中，省去了进入锅炉加热这一环节。这一技术的开发，也可使得较低铭牌额定压 力 的锅炉，生产出超出铭牌额定压力的蒸汽。，下面是水蒸汽使用前的处理方法及其设备专利的具体信息内容。
1.水蒸汽使用前的处理方法及其设备，通常可供直接使用或者可供再回收利用的水蒸汽的来源，可以有不同的场合方式与设备，一般是使用设备如锅炉或者蒸汽发生器加热水来制取蒸汽，还有的从蒸汽管网得到蒸汽，在特殊情况下，人们也可以利用地热所产生的天然或人工制取的水蒸汽，也有的是属于使用过的水蒸汽以后而产生的乏汽、尾汽、余汽或者废汽，还有的是属于蒸汽及冷凝水回收装置中的蒸汽或二次闪蒸汽，再有一些排烟中也伴生有大量水蒸汽，或者某些经过使用后而受到污染的水蒸汽，这些水蒸汽在投入使用之前，都需要先经过一些加工整理或者叫做前置处理的工序，本发明的特征在于，将这些来自不同设备或不同来源的水蒸汽，经管路系统输入到一套加压设备或加压装置之中，并通过加压设备或装置的作用，以使对其中每一部分数量的水蒸汽进行机械压缩处理，从而使得水蒸汽的体积缩小而压力升高，最终结果为经过处理后的这些水蒸汽的压力值及其相对应的饱和温度得到了提高，并且最后全部又经管路系统，再被送入到用以分配、储存或者使用这些水蒸汽的设备或装置中。
2.按照权利要求1的水蒸汽，其特征是来源可以有着不同的场合、方式与设备，其来源可以是直接从锅炉或者蒸汽发生器或者蒸汽蓄能器所产生的或者蒸汽管网送来的原生蒸汽，或者是利用自然条件下包括地热喷泉、地热汽田以及人工地热水井，经过收集而得到的水蒸汽，也可以是使用过的水蒸汽而后产生的乏蒸汽、尾蒸汽、废蒸汽或多余蒸汽，还可以是开放式或者密闭式蒸汽及冷凝水回收装置中的回收的水蒸汽以及闪蒸产生的二次蒸汽，可以是品质优良、纯度较高的水蒸汽，也可以是含有其它成分的气体或者受到污染的水蒸汽，其设备可以是来自锅炉以及蒸汽发生器或其附属的分汽缸，也可以是蒸汽管网，也可以来自开放式或者密闭式蒸汽及冷凝水回收装置，也可以是来自使用扣罩或者使用抽吸的方式，将分散、敞口、放空状态的蒸汽源所产生的水蒸汽或者地热所产生的天然的水蒸汽以及利用地热人工制取的水蒸汽，进行收集储存而使用到的各类钢制的箱、柜、缸、罐、球、管、瓶或者各类塑胶制的囊、包、袋型制的承压容器之处。
3.按照权利要求1的水蒸汽的加压设备或加压装置，其特征可以是各种工作原理及构造形式的压缩机或压汽机，这些机器可分为容积型和速度型两类，容积型可以包含往复活塞式压缩机，也可以包含回转式压缩机，而回转式压缩机又可以包括滚动活塞式、滑片式、单螺杆式、双螺杆式、蜗旋式的压缩机，速度型也可以是叶轮式压缩机，叶轮式压缩机可以包括离心式压缩机，也可以包括轴流式压缩机，还有电动机与压缩机结合为一体的环形压缩机、机械能与热能同时提供的电磁热泵，还可以是引射式压缩器或蒸汽增压器，也可以选择避免油污的往复泵、隔膜泵或者离心式压缩机，还可以选择能降低噪音、保证严密、减少磨损的橡胶或工程材料参与制造的压缩机，每种类型的压缩机可以选用单级压缩的机型或工作方式，也可以选用单级以上压缩的机型或工作方式，这些水蒸汽的加压设备或加压装置，可以统称为蒸汽加压机。
4.按照权利要求1的经过加压处理后的水蒸汽的分配、储存及其使用装置，其特征可以是分汽缸，也可以是储汽罐，也可以是蒸汽缓冲罐，还可以是蒸汽蓄能器，还可以是换热器，还可以是加热器，还可以是散热器，也可以是蒸煮器、烘烤器、烘纸缸、烘毯缸、干燥器、加压器、保温器、保湿器、开水器、除氧器、消毒器、杀菌器、清洗器、发酵罐、蒸压釜、蒸馏器、蒸汽机、蒸汽锤、蒸汽泵、制冷机、直燃机、热泵、热风机、暖气片、换热管、加热管、喷射泵，可以是每种分配、储存及其使用装置的单独使用，也可以是相互结合的配套使用，这些装置即可民用，也可军用。
5.按照权利要求2的使用扣罩或者使用抽吸的方式，将分散、敞口、放空状态的蒸汽源所产生的水蒸汽，或者地热所产生的天然的水蒸汽以及利用地热人工制取的水蒸汽，进行收集储存而使用到的各类钢制的箱、柜、缸、罐、球、管、瓶或者、瓶塑胶制的囊、包、袋型制的承压容器，其特征为使用扣罩或者使用抽吸的方式中加装使用了通风机，通风机可以采用鼓风机，也可以使用引风机，通风机可以是单级的，也可以是单级以上的二级或三级压缩离心式机组。
6.按照权利要求2、3、4分别所涉及的水蒸汽的来源与设备、水蒸汽的加压设备或装置、水蒸汽的储存及其使用装置，其特征是使用了管道、阀门、安全附件、监测仪表以及自动控制装置，将这三部分设备或装置互相之间连接为一个整体工作机组系统，来完成水蒸汽使用前的加压处理工艺。
7.按照权利要求2的锅炉，其特征是可以是蒸汽锅炉，也可以是汽水两用锅炉，可以是工业蒸汽锅炉规格系列中的锅炉，也可以是《小型和常压热水锅炉安全监察规定》中的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，可以是承压的蒸汽锅炉，也可以是常压的产蒸汽锅炉，也可以是准常压的蒸汽锅炉，还可以是负压的蒸汽锅炉，也可以是安装了安全阀、压力表的有(正)压蒸汽锅炉，锅内的工作压力可以从微真空即负压，也可到微正压或正压，可以是钢制的，可以是铸铁的，也可以是铝制的，还可以是铜制的，可以是由一种金属制造的，也可以是由一种以上金属复合制造的，还可以是由合金材料制成的，可以使用不同燃料及热源对锅内工质进行加热的，可以是燃煤、燃油、燃气、生物质燃料，也可以是高温的工业尾气，也可以是电能，还可以是太阳能。
8.按照权利要求7的常压蒸汽锅炉及准常压蒸汽锅炉，其特征是可以是本体通大气管辅以扣罩抽吸蒸汽进入压汽机方式，扣罩与通大气管留有间隔使得停止抽吸时蒸汽可以直排大气，也可以是排汽管出口加装了一只轻质单流向活门，在排气管上另开一引出支管口的抽吸方式，还可以是在通大气的排汽管内安装了轻质启闭活门，再配合其前面安装的内置式轴流排汽扇，使得蒸汽在开机抽取时，启闭阀受冲击压力后关闭，而从另一个排气支管排出又进入蒸汽加压机，而在停机时启闭活门自动打开保持锅内与大气相通的方式，又可以是带浸没式燃烧器的火焰水浴式热水蒸汽锅炉，由于它所产生的大量的含混有烟气的水蒸汽是可以回收利用的，也是排烟兼排汽管顶部加装了轻质单向活门而从另一个支管抽取烟气水蒸汽的方式，可以是使用了水封管的准常压蒸汽锅炉，可以直接从排汽管用管道与蒸汽压缩机线连接，进行蒸汽的压缩处理，并将电接点压力表与压缩机相联锁进行自动控制的方式，也可以是使用了带柔性囊袋式准常压蒸汽锅炉，可以直接通过管道用压缩机将蒸汽加压处理，并将电接点压力表与压缩机相联锁进行自动控制的方式，还可以是使用了自动控制式来保证锅炉处于准常压的蒸汽锅炉，并进行了压力、水位、给水、燃烧、燃料的联锁控制，可以将蒸汽经过管阀系统，直接进到压缩机进行加压处理的方式。
9.按照权利要求7的负压蒸汽锅炉，其特征是可以使用真空泵来产生和维持真空，也可以依靠锅内蒸汽的被抽取而使锅内负压，还可以是将原型的真空锅炉的“密闭”式结构改为“开启”式结构，采用止回器和呼吸水箱，不需要自动控制的真空泵来产生和维持真空，而是通过锅炉运行自动形成并维持一种适度的真空度，也可以是从负压到微正压到正压变化的锅炉，且此时指的负压以及从负压到微正压到正压可反复变化的蒸汽锅炉的蒸汽，已不再是换热介质，而是工作介质，即可对锅炉进行给水，然后输出的是蒸汽。
10.按照权利要求2的蒸汽发生器，其特征是可以是钢制的，可以是铸铁的，也可以是铝制的，还可以是铜制的，可以是由一种金属制造的，也可以是由一种以上金属复合制造的，还可以是由合金材料制成的，可以使用不同燃料及热源对锅内工质进行加热的，可以是燃煤、燃油、燃气、生物质燃料，也可以是电能，还可以是太阳能，还可以是传热热管加热、换热盘管加热、热泵加热的。
水蒸汽使用前的处理方法及其设备
[0001] 技术领域 本发明是关于水蒸汽投入使用前的再加工处理方法及相关的配套使用设备。
[0002] 背景技术 无论水蒸汽的来源如何，在将其投入到具体使用之前，还需对它进行一些必要的处理或再加工，可简称为蒸汽的前置加工。例如对其储存，分配，输送，调节压力，控制流量，计量，进入分汽缸，进入储汽罐，进入蓄能器，进入缓冲罐，合并加量，分流减量，加热，过热，再热，减温，加压，减压，疏水，汽水分离等一系列工作，这在规模企业或专业工厂中是常见到的情况。如果是属于换热式的真空负压锅炉，为了保证换热效能，还需对蒸汽中的非水蒸汽成分的气体予以去除，也是一种处理或加工。
[0004] 目前冷凝水的回收利用，已解决了高温凝结水对水泵汽蚀的难题，并开发出一整套密闭式回收高温凝结水新技术(见《北京节能》1999年第5期第12页)。也有废蒸汽及冷凝水回收压缩机的生产使用并被批准为实用新型专利的，如专利号：89213179.9，96233509.6，00223657.5。这些都是水蒸汽经使用后的再回收处理的实用技术。从另外角度讲，亦可视为水蒸汽在使用之前的一种再加工。
[0005] 下表为通过了国家科研机构测评的某种废蒸汽及冷凝水回收机的主要技术参数：
[0006]
[0007] 按照《节能》杂志2008年第12期第57页介绍，蒸汽回收机特点：以闭路循环回收方式，将用汽设备所排出来的废蒸汽及高温凝结水，改变原来传统回收方式，去掉疏水阀，直接将乏汽乏水通过蒸汽回收压缩机加压，再将高温凝结水汽混合物直接压入锅筒内，形成产汽-用汽-回收-再产汽的闭路循环系统，从而加快了设备的热循环，有效提高用汽设备的换热效率，降低锅炉煤耗和燃烧负荷，90％的废蒸汽潜热全部回收。
[0008] 从表中可以看出，对回收的不同汽水比的废蒸汽时，使用不同压汽机，进、出口的蒸汽压力差值可达5倍或20倍。
[0009] 发明目的 本发明是利用废蒸汽及冷凝水加压机的工作原理，将锅炉或者蒸汽发生器或者蒸汽管网或者地热泉、井的原生水蒸汽，或者已使用过的或者尚未使用过的，并且经过回收的再生水蒸汽，都使用压缩机经过加压，使之提高压力值，之后不必再进入锅炉，而是直接送入下一个储存分配或使用的设备之中。从而简化了回收的水蒸汽，再返回到锅炉内加热升压的繁复工序，还可解决了较低额定参数的锅炉或者蒸汽发生器或者蒸汽管网，或者其他蒸汽来源与蒸汽回收装置，不能直接产生出高于额定参数或者较高参数蒸汽的局限。
[0010] 不少生产行业都要求供给较高温度的蒸汽，办法通常有三种：一是提高锅炉的工作压力来提高蒸汽的饱和温度，二是改用饱和温度高的热载体(热媒)，三是对饱和蒸汽加热而获得过热蒸汽。由于第一种方法将锅炉受压元件普遍加厚，钢耗加大，或采用强度较高的钢材，结构复杂制造困难投资加大。第二种办法热媒的价格远比水高，而且不如水来的容易，补充困难。因此往往采用第三种办法，即将饱和蒸汽使用过热器再加热成为过热蒸汽。现在有了此项发明的技术，则可以为饱和蒸汽的压力以及温度的提高开辟了新的途径，只需继续对现有的饱和蒸汽加压处理即可，此发明技术即可民用，亦可军用。
[0011] 发明内容 本发明是这样实现的。与制冷压缩机械的工作过程相似，处于某种蒸汽来源或发生装置的较低压力的水蒸汽，经抽取后在蒸汽压缩装置中被压缩成过热和升压状态。由于压缩过程在瞬间完成，水蒸汽来不及与外界进行热量交换，蒸汽温度产生了提高。与制冷工况不同，水蒸汽由压缩机出来，再进入到蒸汽分配储存装置或容器中后，由于有良好的保温作用，可认为基本不再对外放热冷凝，而是与原来的蒸汽发生热交换，最后处于新的较高的饱和压力与饱和温度状态。
[0012] 在这里，蒸汽来源或发生装置、蒸汽压缩装置、蒸汽分配储存装置，是本发明涉及的三个技术要件部分和基本装备，而再加上使三者相联接的管道阀门及控制系统，这就是水蒸汽在使用前的处理方法及其使用设备的工艺构思。(见附图1)
[0013] 蒸汽来源或发生装置包括有锅炉、市政蒸汽管网、蒸汽发生器、冷凝水及蒸汽回收装置等。
[0014] 蒸汽压缩装置是压气机大类中的一种，可以根据实际工况选定某种机型。压气机(工作压力大于2bar)按其工作原理及结构形式可分为：容积型、速度型以及引射式压缩器等。容积型有往复活塞式和回转容积式两种。速度型有离心式，其中有鼓风机(工作压力在0.1～2bar)、引风机(工作压力在0.1bar以下)、单级及多级叶轮泵(参见《工程热力学》中国建筑工业出版社1985年第69页)。制冷空调行业使用的压缩机型号种类繁多，可以进行选用。此处的蒸汽压缩机可多采用往复活塞式，既保证被加压蒸汽能有一定的流量，又可获得较高的蒸汽压力。
[0015] 蒸汽分配储存装置包括有分汽缸、蓄能器、储汽罐、缓冲罐等。有时可以不用分配储存，而是直接送入使用设备之中，例如各种加热器、换热器、散热器等。
[0016] 管道阀门及控制系统包括有，管道、阀门、仪表、安全附件、自控装置、疏水装置等。在此，我们可以将本发明的技术方案与特点，与现有的蒸汽与冷凝水的回收技术做一下对比，则可进一步了解各自的技术特征。
[0017] 一、相同点：
[0018] 1.工作介质都涉及有水蒸汽。
[0019] 2.回收水蒸汽的方式可以是敞开式回收系统，也可以是密闭式回收系统。
[0020] 3.水蒸汽的处理都是经过了机械装置即压缩机的加压过程。
[0021] 4.需配备一些必要的蒸汽的储存装置以及蒸汽的输送管路系统，并辅以保证安全经济高效运行的监测元件和控制装置。
[0022] 二、不同点：
[0023] 1.本发明的工作介质指的是单一蒸汽，基本不涉及冷凝水的处理。而现有的蒸汽回收技术则涉及的是蒸汽和冷凝水的混合物，有的还以冷凝水为主。
[0024] 2.水蒸汽回收的来源，本发明除了敞开式或密闭式回收系统的蒸汽，即再生蒸汽外，还增加了锅炉和蒸汽发生器或者蒸汽管网及其他热源的原生蒸汽。而现有的蒸汽与冷凝水的回收处理的水蒸汽的来源，不包括锅炉和蒸汽发生器或者蒸汽管网等一次蒸汽发生或发送的装置或设备，即基本不包括原生蒸汽。回收机的名称也叫废蒸汽回收机，其定义范围已很清楚。
[0025] 3.本发明的水蒸汽经过收集压缩后，直接进行了储存或使用。他的工作过程只是简单的回收加压——用汽——再回收加压的循环方式。而现有回收技术是将汽水混合物直接压入锅炉，形成了产汽——用汽——回收——再产汽的循环方式与系统。也就是说，对锅炉来讲，现有回收技术的水蒸汽是进入锅炉，而本发明技术的水蒸汽是流出锅炉。
[0026] 4.本发明所投入的设备主要是压气(汽)机，能对水蒸汽进行加压处理即可，而不必再将水蒸汽进行加热。因此只要有了水蒸汽汽源，即使无锅炉或者蒸汽发生器，也可采用此技术而进行正常工作。而目前的蒸汽及冷凝水的回收加工，则离不开再次回到锅炉加热的这一环节与设备。
[0027] 5.本发明所选用的回收压缩机，比现有的密闭式蒸汽与冷凝水的回收压缩机如活塞往复泵，可具有更多的种类和型号。例如对于处理较大流量的蒸汽加压，可借用单级或者多级离心式制冷压缩机，或者使用涡轮增压器，多属离心泵类型。对于小流量的蒸汽，可采用单级小型但出口压力较高的各种压缩机。现有的回收装置虽然也装有离心泵，但主要功能是用于冷凝水的处理和抽送，属另一种性质的工作。
[0028] 积极效果 一、在实际生产生活中，人们为了得到一定压力参数的蒸汽，往往按照国家规定的工业蒸汽锅炉规格系列，配置一定额定铭牌压力的锅炉。而实际使用的蒸汽的工作压力，往往会低于额定铭牌压力一倍左右，甚至更多。这无疑会造成一定程度上钢材、燃料及资金成本的浪费。但是如果相反情况，使用现有锅炉来生产超过额定铭牌压力的蒸汽，也是会危及安全和绝对禁止的。而要重新购置锅炉而淘汰老锅炉，也会造成浪费。有的单位安装了茶浴炉解决了喝开水、洗澡甚至取暖问题，但无法满足食堂的蒸煮主食或者招待所的床具的洗烫消毒问题，还需安装蒸汽锅炉或者汽水两用锅炉来解决。
[0029] 所以当现有锅炉的额定设计压力不能满足实际较高压力的使用蒸汽要求时，可以采用本发明来对蒸汽加压，既能保证使用需要，又避免了一些不必要的过大投资。
[0030] 二、因为锅炉的低参数运行，在设计制造上可节省材料，减轻锅炉重量，降低钢耗比(钢汽比)。《中国特种设备安全》杂志2009年第8期刊登文章，国家质检总局提出了特种设备安全与节能工作的核心价值观。指出在调研论证科研试验和数据分析的基础上，如果将压力容器的安全系数从3降至2.7，预计中国每年将节约钢材40万吨，约30亿元。此做法对锅炉行业也适用。因为每年报废的锅炉，多是由局部受压元件例如管板、烟管、水冷壁管、对流管束的腐蚀和损坏原因造成的，但是锅筒、集箱、炉胆、下降管等元部件，都尚具有能满足额定工作压力的强度，也就是说设计上不是等寿命。
[0031] 从理论上讲，锅炉锅筒(壳)的计算压力与计算厚度呈基本线性关系。现在以一具体公式计算如下：
[0032] Tl＝P×Dn/(2×Ψmin×[σ]-P)
[0033] 式中：
[0034] Tl——理论计算厚度，mm；将以下取值分别代入计算，结果依次为13.90、6.91、3.45。
[0035] P——计算压力(表压)，MPa；取值：1.30、0.65、0.325。
[0036] Dn-锅壳筒体内径，mm；取值：1400
[0037] Ψmin-最小减弱系数；取值：0.628
[0038] [σ]-许用应力，MPa。取值：105.3
[0039] 在此可以看出，随着锅筒压力的降低，理论计算壁厚基本呈正比例关系递减。这一结果说明，如果用现在额定压力的一半来设计锅炉，也就是说按接近工作压力的参数来生产锅炉，则锅炉材料也可以节省一半。这当然主要指的是锅壳式锅炉，水管锅炉则与此机理尚有不同，因水管管径比锅筒内径小许多倍，壁厚的选择不作主要考虑。
[0040] 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》指出，对于水管锅炉，锅筒筒体的取用壁厚不得小于6mm，对于锅壳锅炉，当锅壳内径大于1000mm时，锅壳筒体的取用壁厚不得小于6mm，当锅壳内径不超过1000mm时，锅壳筒体的取用壁厚不应小于4mm。《小型锅炉和常压热水锅炉技术条件》JB/T7985-2002中，第6.2.3条要求，锅炉锅筒(壳)或炉胆的取用壁厚不应小于3mm。之所以规定了不小于6mm、4mm、3mm的取用壁厚，是除了受压元件的强度之外，也要考虑到部件失稳的问题。
[0041] 而现在一般锅壳锅炉的工作压力为0.7MPa-1.25MPa时，筒体的取用壁厚则为12mm-18mm，与以上计算的6.91mm-13.9mm相比，安全裕度偏大5mm-4mm。就像前面谈到的压力容器的安全系数，也有着减小的余地。采用此项发明，锅炉可以以较低压力参数运行使用，而且经过加压装置后，便可以产生较高压力参数的蒸汽。故在设计制造上可减少锅炉受压元件壁厚和钢耗。
[0042] 三、锅炉及蒸汽发生器的低参数运行，既可以减少受压原件尤其是受热部件的壁厚，另外也可以使用导热系数高但许用应力低一些的材料，例如铝、铜等金属制造受热部件。这都有利传热的改善，而使工质升温快，产生蒸汽也快，提高了工作效率。例如有的锅炉称为快速锅炉，启炉5至10分钟后，即可产生蒸汽而投入使用。
[0043] 四、锅炉工质压力在较低的参数下运行，使水蒸汽的饱和温度降低，加大了工质与火焰的温度差，既有利于工质吸热，也可以最大限度的降低锅炉出口的排烟温度，这点对蒸汽锅炉尤其重要。据有关资料介绍，排烟温度每增加12℃-15℃，则热效率损失掉1％。(参见《锅炉及锅炉房设备》1979年12月中国建筑工业出版社第45页；《司炉读本》2008年1月中国劳动社会保障出版社第337页；《工业锅炉节能技术培训教材》2009年4月北京市质量技术监督局编印第92页。)
[0044] 根据工业锅炉经济运行GB/T17954-2007标准的推荐，工业锅炉运行排烟温度(单位：摄氏度，额定负荷工作条件)规定值如下表：
[0045]
[0046] 由此可以看出，即便是装有尾部受热面的蒸汽锅炉，排烟温度也达160℃-180℃。实际由于烟灰水垢作用，一般排烟都高于此值。如若采用了此发明技术后，可以将蒸汽压力控制在0.1MPa，则排烟温度可掌握在130℃或以下。与此表相比较，也还可有再降低排烟温度30℃-50℃的潜力，即再提高热效率2％-4％。
[0047] 五、锅炉的压力在较低参数下运行，增加了设备及其人员的安全裕度。即便发生了安全事故，低压力参数的锅炉破坏能量也比高压力参数的锅炉破坏能量小，故造成的损失也相对小。
[0048] 六、根据此发明技术的原理与推用，市政系统尤其是各类用户的供热蒸汽管道可采用较低参数进行输送。这样一来，在发生同样的跑冒滴漏的情况下，可以相对减少热损失。而且对保障管道及其附属设备安全性有好处，并可降低出现故障后的修复难度。而对于现有蒸汽管网采用此技术后，亦可得到比管网更高的压力等级的蒸汽。
[0049] 七、用电锅炉在夜间低谷时段来生产蒸汽，再使用本发明将蒸汽加压后，送到较高工作压力的蓄能器中，以供白天或峰值段使用，既可以降低蒸汽的发生成本费用，也可以变相减少燃料的消耗和降低各种有害物的排放。这与制冰进行蓄冷的节能原理是相通的。
[0050] 八、现在一些行业企业，都广泛采用了密闭式冷凝水回收技术，是将高温凝结水与锅炉补给水相结合进入锅炉。还有一些技术则是用蒸汽回收机，将高温凝结水及蒸汽的汽水混合物直接压入锅筒内。在这种产汽-用汽-回收-再产汽的闭路循环系统中，都离不开锅炉再加热的环节和作用。本发明则摆脱了锅炉或者再加热环节，而直接将蒸汽加压后储存或使用。工艺得到了简化，设备得到了节省。
[0051] 九、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中规定，额定蒸汽压力小于或等于0.1MPa的锅炉可以使用水封管安全装置，而不用安装安全阀。由于水封管可以制成多段串联式(见《工业锅炉房设计手册》第516页，《锅炉压力容器安全》1990年第2期26页)，所以从原理及实际角度讲，额定蒸汽压力大于0.1MPa的锅炉也可以使用水封管，其安全可靠性性及维护保养上也优于安全阀。常压或准常压蒸汽锅炉、负压或准负压蒸汽(真空相变换热)锅炉本身很安全，也可以不用装安全阀。所以这种方案的技术及设备配用在低压力小容量的锅炉上，对于小企业、小生产、小作坊、小加工是很实用的。尤其对于经济不发达地区，更具有适用性。当然，任何设备都需要符合科学管理和规范操作，否则也会出意外，甚至真空锅炉也会爆炸，如《中国特种设备安全》2009年第2期有专文报道。
[0052] 十、从一定意义上讲，此项发明技术还可以引生出一个新的锅炉种类。即可以在低压、常压、负压为工作压力条件下制取蒸汽，然后再辅以加压设备将蒸汽升压到满足实际需要压力的方式，来设计生产某种较高压力等级的蒸汽锅炉的系列。不但如此，这也意味着使用现有较低额定压力的锅炉，可以得到较高压力参数的蒸汽，故对于现有锅炉、蒸汽发生器使用功能方面的升级、挖潜及改造开劈了新的途径。这一系列的锅炉可在不同地域使用，特别是适用于高原大气压力较低的地区。而且这类锅炉除了安全性，节能性也是很突出的。节能即可减排，所以还兼有环保效应。
[0054] 附图1为水蒸汽使用前的处理方法及其使用设备的工艺示意框图。其中1-高压蒸汽分配、储存及使用装置，2-高压蒸汽，3-高压侧阀门管路系统，4-蒸汽加压装置，5-被加压蒸汽，6-低压侧阀门管路系统，7-低压蒸汽源或发生装置，8-低压蒸汽，9-低压蒸汽源或发生装置的压力示控装置，10-蒸汽压缩装置的压力示控装置，11-高压蒸汽分配、储存及使用装置的压力示控装置。
[0055] 附图2-1为带直通大气管式的产蒸汽(茶水)常压锅炉示意图。
[0056] 其中1-锅炉本体，2-开水，3-开水龙头，4-蒸汽排管，5-蒸汽，6-烟气，7-烟囱，8-水位计，9-加水管阀。
[0057] 附图2-2为通大气管端部加装锁气器式的产蒸汽(茶水)常压锅炉示意图。
[0058] 其中1-锅炉本体，2-开水，3-开水龙头，4-蒸汽排管，5-蒸汽，6-锁气器式的轻质单向活门，7-烟气，8-烟囱，9-水位计，10-加水管阀。
[0059] 附图2-3为通大气管内加装启闭活门与轴流风机式的产蒸汽(茶水)常压锅炉示意图。其中1-锅炉本体，2-开水，3-开水龙头，4-蒸汽排管，5-蒸汽排管内置式轴流排汽机，6-开机时另一侧向蒸汽分支排口，7-蒸汽排管内置式启闭单向活门，开启轴流排汽机时关闭，8-停机时排蒸汽管口，9-蒸汽，10-烟气，11-烟囱，12-水位计，13-加水管阀。
[0060] 附图2-4为火焰水浴式热水蒸汽常压锅炉示意图。
[0061] 其中1-锅炉本体，2-燃烧器，3-火焰，4-喷水散状流，5-喷水分布管，6-烟囱，7-排烟和排蒸汽，8-给水管阀，9-输出热水阀管。
[0062] 附图3-1为水封管式产蒸汽准常压锅炉示意图。
[0063] 其中1-锅炉本体，2-放水管，3-U形管，4-无套管式水封管(器)装置(还可以有套管式或多级串联式，图中未予画出。)，5-定压管，6-泄水管，7-缓冲箱，8-排汽管，9-出蒸汽阀管，10-蒸汽，11-烟囱，12-排烟，13-电接点压力表，14-水位计，15-给水管阀。
[0064] 附图3-2为柔性囊式产蒸汽准常压锅炉示意图。
[0065] 其中1-锅炉本体，2-电接点压力表，3-蒸汽，4-蒸汽排管，5-烟囱，6-排烟，7-柔性胶囊，8-水位计，9-给水管阀。
[0066] 附图3-3为自动控制式产蒸汽准常压锅炉示意图。
[0067] 其中1-锅炉本体，2-燃烧器，3-火焰，4-自动联锁控制信号线，5-烟火管，6-蒸汽管阀，7-蒸汽，8-烟囱，9-排烟，10-电接点压力表，11-水位控制器，12-水位表，13-给水泵及管阀。
[0068] 附图4-1为真空负压相变换热式热水锅炉示意图。
[0070] 附图4-2为有(正)压相变换热式热水锅炉示意图。
[0072] 附图5为敞开口蒸汽源水蒸汽的收集加压与高压加压的工艺流程示意图。
[0073] 其中1-敞口式水蒸汽汽源，2-蒸汽扣罩式收集器，3-连接阀管，4-低压通风机，5-低压储汽罐(分汽缸)，6-安全阀，7-压力表，8-疏水装置，9-高压压汽机，10-板式换热器，11-蒸汽蓄能器，12-水位计，13-高压储汽罐。
[0074] 附图6为密闭式蒸汽及冷凝水回收系统或装置中的水蒸汽加压工艺流程示意图。
[0075] 其中1-高压用汽设备，2-疏水器，3-连接管阀，4-蒸汽闪蒸器，5-水位计，6-蒸汽加压机，7-低压用汽设备，8-低压分汽缸，9-高压分汽缸，10-锅炉，11-锅炉给水箱，12-锅炉给水泵，13-冷凝水回收泵。
[0076] 附图7为锅炉或者蒸汽发生器的水蒸汽加压工艺流程示意图。
[0077] 其中1-锅炉或蒸汽发生器，2-管路阀门，3-低压分汽缸，4-安全阀，5-旁路阀门，6-压力表，7-疏水装置，8-蒸汽加压机，9-蒸汽蓄能器，10-水位计，11-高压分汽缸。
[0078] 附图8-1为带通大气管式的产蒸汽(茶水)常压锅炉的蒸汽加压工艺流程示意图。
[0079] 其中1-蒸汽(茶水)常压锅炉本体，2-排汽管，3-蒸汽收集扣罩，4-排汽管与蒸汽扣罩相间隔开的支杆，5-管路阀门，6-蒸汽加压机，7-高压蒸汽。
[0080] 附图8-2为通大气管端部加装锁气器式的产蒸汽(茶水)常压锅炉的水蒸汽加压工艺流程示意图。其中1-蒸汽(茶水)常压锅炉本体，2-排汽管，3-排汽管上另开的侧向排汽支管，4-排汽管上装的锁气器式的轻质单向活门，5-管路阀门，6-蒸汽加压机，7-高压蒸汽。
[0081] 附图8-3为通大气管内加装启闭活门与轴流风机式产蒸汽(茶水)常压锅炉的水蒸汽加压工艺流程示意图。其中1-蒸汽(茶水)常压锅炉本体，2-排汽管，3-排汽管内置式轴流排气扇，4-内置式轻质单向活门，5-开启轴流风机时的蒸汽排气管上另一个侧向排汽支管，6-管路阀门，7-旁路阀门，8-低压储汽罐(分汽缸)，9-蒸汽加压机，10-高压蒸汽。
[0082] 附图8-4为火焰水浴式热水蒸汽常压锅炉的烟气混合水蒸汽加压工艺流程示意图。
[0083] 其中1-火焰水浴式热水蒸汽常压锅炉本体，2-自动联锁控制信号线，3-烟囱和排水蒸汽管，4-排烟排汽管的轻质单向活门，5-管路阀门，6-蒸汽加压机，7-高压蒸汽和烟气。
[0084] 附图8-5为水封管式产蒸汽准常压锅炉水蒸汽加压工艺流程示意图。其中1-水封管式产蒸汽准常压锅炉本体，2-水封管装置，3-自动联锁控制信号线，4-供汽阀管，5-管路阀门，6-蒸汽加压机，7-高压蒸汽。
[0085] 附图8-6为柔性囊或袋式产蒸汽准常压锅炉水蒸汽加压工艺流程示意图。其中1-柔性囊或袋式产蒸汽准常压锅炉本体，2-自动联锁控制信号线，3-柔性囊或袋，4-蒸汽排管，5-管路阀门，6-蒸汽加压机，7-高压蒸汽。
[0086] 附图8-7为自动控制式产蒸汽准常压锅炉水蒸汽加压工艺流程示意图。
[0087] 其中1-自动控制式产蒸汽准常压锅炉本体，2-自动联锁控制信号线，3-供汽阀管，4-管路阀门，5-蒸汽加压机，6-高压蒸汽。
[0088] 附图8-8为真空负压相变蒸汽锅炉的水蒸汽加压工艺流程示意图。其中1-真空负压相变蒸汽锅炉本体，2-给水装置，3-汽连管兼冷凝水回流管，4-负压蒸汽罐，5-抽真空泵，6-止回器(制造真空的辅助部件)，7-负压蒸汽，8-管路阀门，9-蒸汽加压机，10-高压蒸汽。
[0089] 附图8-9为有(正)压相变蒸汽锅炉的水蒸汽加压工艺流程示意图。
[0090] 其中1-有(正)压相变蒸汽锅炉本体，2-有(正)压蒸汽，3-供蒸汽阀管，4-管路阀门，5-蒸汽加压机，6-高压蒸汽。
[0091] 附图9为造纸蒸煮制浆后受污染的水蒸汽的加压工艺流程示意图。
[0092] 其中1-分离出的纸浆料杂质，2-造纸蒸煮制浆后受污染的水蒸汽，3-旋降分离器，4-分离器顶部排出来的水蒸汽，5-管路阀门，6-蒸汽加压机，7-高压蒸汽储汽罐(分汽缸)，8-安全阀，9-压力表，10-容积式换热器，11-热水出口管阀，12-冷水入口管阀，13-疏水装置。
[0093] 实施例案 本发明的工艺流程三部分的具体内容包括：
[0094] 1.水蒸汽的汽源或装置部分。一般情况蒸汽源是指锅炉或者蒸汽发生器或者蒸汽蓄能器，还有一些蒸汽则是由企业或市政管网提供的。还有某些特殊条件下的水蒸汽，如天然地热蒸汽田、蒸汽喷泉及蒸汽井，也作为水蒸汽的来源。这些蒸汽可以称作原生蒸汽。
[0095] 蒸汽源可以是生产及生活使用过的乏蒸汽、尾蒸汽、废蒸汽或多余蒸汽等。例如发电厂冷却塔排出的水蒸汽，锅炉排污或者热力除氧产生的蒸汽，蒸煮食品或者加热开水时的排汽等。还可以是开放式或者密闭式蒸汽及冷凝水回收装置中的回收水蒸汽以及闪蒸产生的二次蒸汽。这些蒸汽可以称作次生蒸汽。也可以是燃用清洁燃料如天然气锅炉的排烟中的蒸汽，或者含有其他气体成分的蒸汽，还可以是加工原料材料而受到污染的蒸汽。这些蒸汽可以称作污染蒸汽。以上讲的这些蒸汽的产生地就是水蒸汽的来源，用以发生、收集、储存、运输蒸汽的设备就叫水蒸汽的汽源或装置。这里讲到的锅炉，它的种类很多。按照使用燃料或者加热方式分类有燃煤，燃油，燃气，生物质，城市垃圾，电加热，工业尾气余热甚至原子能太阳能等锅炉。按照锅炉本体承压分类有承压锅炉，常压锅炉，负压以及有(正)压相变锅炉。按照锅炉出口蒸汽压力等级分有低压，中压，高压，超高压，亚临界，超临界，超超临界。按照管理类型分有电站锅炉，工业锅炉，小型锅炉和常压热水锅炉。按照工作介质种类可分为热水锅炉，蒸汽锅炉，汽水两用锅炉，热风锅炉，有机热载体锅炉及其热管式相变介质锅炉等。按照制造材质分类有钢制锅炉，铸铁锅炉，铝制锅炉，铜制锅炉以及部分元件为铜、铝制造的锅炉，而每种金属材料也包括了以其为主体的合金材料。
[0096] 本发明所指的锅炉范围为：工业锅炉中以水为介质的承压的蒸汽以及汽水两用锅炉。例如可以是国产工业蒸汽锅炉规格系列中的锅炉(见《工业锅炉手册》天津科学技术出版社1988年3月出版第3页)，也可以是《小型和常压热水锅炉安全监察规定》中的小型蒸汽锅炉和小型汽水两用锅炉以及小型铝制承压锅炉。可以是常压的蒸汽锅炉，也可以是准常压的蒸汽锅炉，可以是真空负压相变锅炉，也可以是有压相变锅炉。本发明所说的锅炉的燃料或加热方式可用以上所列多种。本发明所说的锅炉的材质可以是钢制、合金钢制、铸铁、铝制、铜制，或者由这些金属材料及其合金综合使用制造的。本发明所说的锅炉，一般都带有必不可少的分汽缸，也有的小型锅炉或自动直供蒸汽锅炉则没配分汽缸。本发明所说的常压的蒸汽锅炉，可以是锅炉本体开孔或者用连通管与大气相通，在任何情况下锅炉本体顶部表压为零的锅炉，例如烧开水的茶炉(见图2-1)。对于这种锅炉，为了有利于收集蒸汽，可以在通大气管上安装一只轻质单流向活门，并留有一定间隙或者设有可以随时灵活开启的配合面，以保证蒸汽可以随时按量逸出，达到严禁承压使用的要求。还可以使锅内蒸汽被过多的抽出时，外界的空气不能返入到锅炉(见图2-2)。此原理及做法与旋风式除尘器的自动卸灰装置上，叫做锁气器的部件相类同(参见司炉读本，劳动人事出版社1985年11月，第360页)。还可以是在通大气的排汽管上安装了特制的轻质启闭活门，排汽口当量通径应符合《小型锅炉和常压热水锅炉技术条件》JB/T7985-2002中， 的规定，此启闭活门为排气管内置式，再配合其下的内置式轴流排汽扇，使得蒸汽在开机抽取时启闭阀关闭，减少蒸汽的排空损失，而从侧排气管排出。而在停机时启闭活门靠重力自动打开，保持锅内与大气相通(见图(2-3)。还可以是直接接触加热式的例如带浸没式燃烧器的热水锅炉(见图2-4)，(参见《燃油燃气锅炉结构设计及图册》，西安交通大学出版社，2002年8月，第368页。)也可以作为常压的蒸汽锅炉使用，但蒸汽的质量已受影响。本发明所说的准常压的蒸汽锅炉，可以是安装有水封管安全器的蒸汽锅炉(见图3-1)。水封管可以分为单级和多级两种，单级的又分为无套管式和有套管式两种。(参见《工业锅炉司炉工读本》天津科学技术出版社，1990年9月，第300页。)也可以是用柔性隔膜将锅炉产生的水蒸汽与大气隔开，而靠柔性隔膜的舒张收缩，使得炉内水蒸汽与炉外大气处于等压状态(见图3-2)。而且这种隔膜是非受压元件，材料不能承受内应力，因为只要产生了内应力，就会发生形变而释放。再有，柔性隔膜为易损的塑料或橡胶材料，所以无论舒张或者收缩而发生了过多形变，而超过了隔膜的自身张力，就会发生破坏，蒸汽直通大气，从而使锅炉总是处于常压状态。当然也可以运用自动控制技术，根据锅炉负荷、燃烧、给水、压力等参数实行联动，来保证蒸汽锅炉总能处于常压状态下工作(见图3-3)。这对于燃油燃气和电加热的锅炉是很容易实现的，对燃煤锅炉也可以做到，只是灵敏度差一些，因为二者的着火与燃烧条件是很不同的。本发明所说的负压以及有(正)压相变锅炉，可以是原始型的日本真空锅炉(见图4-1)，也可以是其改进型。将原型的“密闭”式结构改为“开启”式结构，采用专利产品止回器和呼吸水箱，不需要自动控制的真空泵来产生和维持真空，而是通过锅炉运行自动形成并维持一种适度的真空度和水位。还可以是安装了安全阀压力表的有(正)压相变锅炉(见图4-2)。锅内的工作压力可以从微真空(负压)表压-0.03MPa到低正压0.2MPa或正压0.4MPa，饱和蒸汽温度为90℃到134℃或152℃。且这些压力可以不断发生变化(参见《锅炉压力容器安全技术》，2003年第4期第7页。)只不过对此发明时指的相变锅炉的蒸汽，已不是换热介质，而是工作介质。可对锅炉进行给水，然后输出的是蒸汽。所以据此而论，如果若保持炉内负压状态，还必须有抽真空措施，或用真空泵或依靠蒸汽的大量被抽取而使锅内负压。所以在技术上讲，负压真空相变式的蒸汽锅炉是可以实现和运行的。它也相当于在高原环境下使用的，可以产生蒸汽的敞口常压茶炉。而所说的有(正)压相变锅炉已与现在的承压蒸汽锅炉无大区别，只不过前者原始的负压锅炉不消耗锅水只输出热量，而后者需不断补充给水来输出蒸汽。另外，由于不断对负压真空相变锅炉进行给水以产生蒸汽，如果在控制失灵、真空泵失控的情况下，都容易使锅筒内由负压转变为常压或者正压，使得此种锅炉的工作状态不断在负压、常压、微正压、正压之间转换。还要特别指出，如果锅炉的产汽量与输出蒸汽量能取得平衡或者相等，也可以能使得锅炉长时间保持在常压的工作状态。所以本发明所使用的负压蒸汽锅炉，也可以在负压、常压和承压三种不同工况下转换使用。而这也是运用本发明后，相变蒸汽锅炉具有的一个特点或者优点。本发明讲的蒸汽发生器与锅炉相比较，设备体积较小，结构相对简单，产汽量也较小，实际是一种小型锅炉。使用的燃料和加热方式也比较清洁方便。多以燃气，电能，甚至可燃用酒精，也有用燃煤燃油或使用生物质燃料例如木柴的，还可以是太阳能，甚至还可以是传热热管加热、换热盘管加热、热泵加热的。工作压力不如一般锅炉高。本体制造材质也较单一，可以是钢制的，可以是铸铁的，也可以是铝制的，还可以是铜制的，可以是由一种金属制造的，也可以是由一种以上金属复合制造的，还可以是由合金材料制成的。蒸汽发生器可以为单独设备，也可为某种机组之一部分，如可固定或可移动的洗消或加热的野营设备。
[0097] 2.水蒸汽的蒸汽压缩装置部分。一般情况是指对蒸汽进行加压的专用压汽机械及其附属管路阀门及附件。例如制冷工程中使用的各种通风机，压缩机，泵类，工业生产中的引射升压器件等，都可以借用或者直接使用或者经过改造使用。按照《制冷原理与设备》(机械工业出版社2006年7月)一书介绍，从工作原理分类，制冷压缩机可分为容积型和速度型两类。容积型包括有往复活塞式和回转式两种。而回转式又包括滚动活塞式、滑片式、单螺杆式、双螺杆式、蜗旋式。速度型包括有离心式，也包含有轴流式。随着技术的进步，结构简单且更加节能的压缩机、泵类也会不断出现，需要及时了解和有选择地使用。如《供热制冷》杂志2001年第3期介绍的电动机与压缩机结合为一体的环形压缩机，机械能与热能同时提供的电磁热泵等。还可以是引射式压缩器。
[0098] 每种类型的压缩机可以选用单级压缩的机型或工作方式，也可以选用多级压缩的机型或工作方式，例如二级或三级压缩离心式机组。有时为了保证蒸汽品质，防止油类污染，故应该对压缩机要有所选择。例如可使用往复泵、隔膜泵或者离心式压缩机。再有，为了降低噪音保证严密减少磨损，压缩机的某些元件零件甚至部件，可以采用耐热耐磨耐疲劳，有弹性的橡胶或工程塑料来制造，例如罗茨泵式的鼓风机、引风机。
[0100] 3.水蒸汽分配储存或使用装置部分。一般情况是指分汽缸、蓄能器、储汽罐、缓冲罐，使用设备是指各类型号的加热器、换热器、散热器。例如蒸煮器、烘烤器、烘纸缸、烘毯缸、干燥器、加压器、保温器、保湿器、开水器、除氧器、消毒器、杀菌器、清洗器、发酵罐、蒸压釜、蒸馏器、蒸汽机、蒸汽锤、蒸汽泵、制冷机、直燃机、热泵、热风机、暖气片、换热管、加热管、喷射器等等。这些分配储存或使用装置可以是每种的单独使用，也可以是相互结合的配套使用。
[0101] 当然，以上所介绍的三部分之间，必须辅以相互连接的管道阀门仪表安全附件以及自控装置后，才能形成一个整体机组和系统，也才能正常工作和使用。这一部分可以视为三部分各自本身自有的，也可以算作这三部分之外的，或者可称为第四部分的设备或装置。
[0102] 二、本发明的各种实用方案可有如下几种选择：
[0103] 1.本发明的一般方案是，按照图5所示，将敞开口的蒸汽源1所产生的水蒸汽，先用蒸汽扣罩收集器2，再经过连接阀管3，使用低压通风机4以抽吸和加压的方式收集储存在钢制的箱、柜、缸、罐、球、管例如低压储汽罐(分汽缸)5，或者塑胶制的囊、包、袋等容器中，再用管道系统与高压压汽机9相连接，然后再由压汽机将蒸汽进行压缩升压后，最后也再以管道系统送入蒸汽的使用设备如板式换热器10，或者蒸汽蓄能器11及高压储汽罐13里面。这种方案适用于蒸汽源地的产汽量大，但是蒸汽压力较低的情况。例如开口式的蒸汽回收系统，天然地热蒸汽田、蒸汽泉及蒸汽井的蒸汽的回收利用，发电冷却塔的蒸汽回收，加热原料材料产生的乏蒸汽、尾蒸汽、废蒸汽、或多余蒸汽等。也可用于冷凝水的闪生蒸汽、锅炉排污或者热力除氧产生的低压零散状蒸汽。
[0104] 为了达到设备的高效运行，收集蒸汽时可以加装上通风机作为第一级，通风机可以采用鼓风机也可以使用引风机。这样既可以在通风机机前产生负压，有利于蒸汽的收集。又可以在通风机后产生一定数值的正压，有利于蒸汽以正压状态进入作为第二级的增压机入口里面，增益于蒸汽被正式加压的加工工序。
[0105] 此种方案可以使用离心式的叶轮式压汽机对水蒸汽进行压缩处理，以适合流量大，可达每小时数百、数千甚至数万立方米；升压幅度不高，通(引)风机一般在0.01MPa，鼓风机一般在0.2MPa。也可以使用单级以上例如三级压缩离心式机组，则可获得比单级鼓风机或引风机高数倍以及数十倍以上的蒸汽工作压力。
[0106] 为了能满足设备的正常使用维修和运行，应在管道系统及其蒸汽的储用容器上安装有必要的截止阀、止回阀、调节阀、安全阀、减压阀等阀门及疏水装置。为了监视工况还应安装压力表温度计和水位表等。还有，为了做到经济科学运行，可以加装上与压力、温度或者流量等参数连锁的自控装置，做到蒸汽回收和增压系统的自动启停和安全保护。当然，整个系统的设计安装，应符合实际工作条件需求和相关行业设计标准规范。例如有冷凝水积存的地方应该安装疏水装置；为防止增压后的蒸汽回流应该安装止回阀；如果管道及容器处于承压使用，则应按压力管道与压力容器的规定要求，安装上安全阀；以及为了工作流程和检修需要，各种部位的各类开关与控制阀门的安装更是必不可少的。
[0107] 2.本发明的较好方案是，按照图6所示，由高压用汽设备1产生的冷凝水经疏水器2，通过连接管阀3进入密闭式汽水回收装置即蒸汽闪蒸器4，闪蒸蒸汽经过蒸汽加压机6加压后，可进入低压分汽缸8，也可以进入高压分汽缸9，然后再送给低压用汽设备7使用。蒸汽闪蒸器中的冷凝水则可以用冷凝水泵13送入锅炉10或者送入锅炉给水箱11之中。
[0108] 这时的处理对象是针对于密闭式蒸汽及冷凝水回收系统或装置中的蒸汽份额部分，并将其作为蒸汽源进行加压处理。此回收系统由于水蒸汽相对量较少，即便有二次闪蒸汽的产生，数量也是有限，而是通常是冷凝水占绝大部分，这时可以采用每次压汽量少而升压值大的压汽机。所以，一般制冷制热的空调以及热泵上的压缩机都可以借用。为了减少油污，可使用往复泵、隔膜泵或者离心式压缩机。与第一种方案一样，即水蒸汽汽源部分、水蒸汽被加压部分、水蒸汽储存或者使用部分这三部分之间，应用管道系统相连接，并配以必要的各种阀门仪表及自动控制装置，做到既满足实际运行的各种需要，又符合国家有关暖通空调、给排水、供热工程、机械工程及自动化等专业的标准规范。
[0109] 在此方案技术中，由于不断抽取蒸汽进行加压处理，会使得此密闭式蒸汽及冷凝水回收系统或装置中的二次蒸汽不断产生，从而可使冷凝水的存量相应减少。因此应考虑与冷凝水的回收处理相协调，可以用错开或间断工作的方式，也可进行程序自动控制，做到不致互相影响和干扰。
[0110] 3.本发明比较好的方案是，按照图7所示，由锅炉1或者蒸汽发生器1或者蒸汽蓄能器产生的蒸汽，经过管路阀门2进入低压分汽缸3，然后再进入蒸汽加压机8进行加压，而后高压蒸汽再进入蒸汽蓄能器9或者进入高压分汽缸11。旁路阀门4起到的作用为，蒸汽可以直接从锅炉到加压机而不必再进入或流出分汽缸。
[0111] 以锅炉或者蒸汽发生器为蒸汽来源，并将其所产出的全部或者一部分蒸汽进行机械压缩加工，从而得到与原锅炉或者蒸汽发生器出口的额定工作压力参数相比为更高压力值的水蒸汽，以满足使用单位的新的用汽需要。此方案与以上两种方案一样，仍然是分为汽源、压缩加工、储存或直接用汽的三个部分，并且以管路系统相连接，配装上各种阀门、安全部件、仪表以及自控连锁装置。此方案系统的设计安装，除了应符合以上两种方案中提到的国家各专业标准外，还应符合有关锅炉方面的一些标准规定。
[0112] 此方案的特点或优点是，一是由于蒸汽来自锅炉或者蒸汽发生器，蒸汽充足稳定。二是蒸汽源设备的工作状态例如启停运行、出力负荷，可以与蒸汽压缩机或者压缩装置进行连锁。尤其是利用电能加热的蒸汽炉，还可以实现自控，也就是无人值守。三是增加加压装置可以利用现有的分汽缸或者蒸汽管路，很方便。最后就是不必进行增容或更换锅炉等设备，就能得到较高压力值的原生蒸汽，满足了生产生活需要，挖掘了设备潜力，减少了重复投资。这对于一般的用汽单位都适用。
[0113] 4.本发明最好的方案是如图8-1至图8-9所示的各种类型。即利用低压力参数的锅炉或者蒸汽发生器，例如《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中的额定蒸汽压力小于或等于0.1MPa的锅炉；《小型和常压热水锅炉安全监察规定》中的小型汽水两用锅炉(额定蒸发量不超过0.5吨/小时、额定蒸汽压力不超过0.04兆帕的锅炉)，小型蒸汽锅炉(水容积不超过50升且额定压力不超过0.7兆帕的蒸汽锅炉)，小型铝制承压锅炉(本体选用铝制材料制造，额定出口蒸汽压力不超过0.04兆帕，且额定蒸发量不超过0.2吨/小时的锅炉)；还有本体使用铸铁或者铜材料制造的蒸汽锅炉等，属于承压性质的锅炉，甚至是常压或准常压蒸汽锅炉，或者负压真空相变换热或准负压或有(正)压相变换热的锅炉，生产蒸汽作为蒸汽来源，然后再将其使用加压设备或装置来提高蒸汽的压力参数，最后再进行储存或投入使用。三部分的连接和控制方式及其标准要求基本同上。
[0114] 此时的锅炉或者蒸汽发生器，只是起到了将水变为蒸汽的相变发生装置的作用，所得到的饱和蒸汽压力及其温度都不高，故消耗的燃料少，排烟温度也较低。而将蒸汽压力的升高主要靠蒸汽压缩机来完成。这对于小规模用汽的单位是很适宜的。
[0115] 现将此方案的几种实施形式介绍如下：
[0116] (1)常压蒸汽锅炉，例如对图2-1所示的茶水炉，按照图8-1所示，可以将蒸汽收集扣罩3放在通大气的排气管2的出口处，并用间隔支杆4留有间隔，以保证与大气的连通。然后把扣罩3使用管路阀门5与蒸汽加压6机相连接，这样便可以将茶炉产生的水蒸汽进行收集压缩处理，而得到高压蒸汽7。
[0117] (2)同以上常压蒸汽茶水锅炉，对图2-2所示排汽管出口，按照图8-2所示，加装了一只锁气器式的轻质单向活门4，这时可以在活门下部开一侧向排蒸汽支路管3，并由此用管路阀门5与蒸汽加压机6相连接，得到高压蒸汽7。抽蒸汽时单向活门4自动关闭，能防止大气倒流进锅炉，停机不抽汽时又能保证排出蒸汽，使锅炉处于常压。
[0118] (3)对图2-3所示的常压蒸汽茶水锅炉，情况已经介绍清楚。按照图8-3所示，当需抽取蒸汽而开启内置式轴流排气扇3时，蒸汽流的动能变为压力能，使得排气管内置的轻质单向活门4自动关闭，从而迫使蒸汽经支路管5流入低压储汽罐(分汽缸)8，或者经过旁路阀门7进入蒸汽加压机9进行压缩处理，得到高压蒸汽10。当轴流排气扇3停机时，则轻质单向活门4靠重力自动开启，以保证蒸汽通到大气中而使锅炉常压。
[0119] (4)对图2-4所示的是带浸没式燃烧器的热水锅炉，由于它所产生的热水积存在锅炉底部供抽出使用，而大量的水蒸汽是可以回收利用的，只不过含混有燃烧后的烟气而影响了使用范围，故一般用于热回收。其回收方法与(2)基本相同，也是排烟兼排汽管顶部加装了轻质单向活门。按照图8-4所示，烟囱和排水蒸汽管3的顶部加装了一个轻质单向活门4，烟气蒸汽通过排管3上的另一侧向支路开口，经管路阀门5进入蒸汽加压机6，最后得到高压混合气7。为了工作的协调，要对加压机、燃烧器和给水泵用信号线2进行联锁。
[0120] (5)对图3-1所示的准常压蒸汽锅炉，按照图8-5所示，由于使用了水封管，锅炉内部蒸汽有一定正压，故可以将蒸汽直接从供汽阀管4，用管路阀门5送入蒸汽加压机6，进行蒸汽的压缩处理，得到高压蒸汽7。为了达到工作的经济性、有效性，可以将电接点压力表与蒸汽加压机6用信号线3相联锁，以实现自动控制。
[0121] (6)对图3-2所示的准常压蒸汽锅炉，由于使用了柔性隔膜，锅内可以有常压微正压或者微负压的波动。此时与(5)方案类似，按照图8-6所示，水蒸汽可以直接通过蒸汽排管4和管路阀门5，进入蒸汽加压机6将蒸汽加压处理，最后得到高压蒸汽7。同上也使用了信号线2，将电接点压力表与蒸汽加压机6相联锁。但是电接点压力表的压力控制范围，要经过实际测定才能确定，以保证柔性隔膜的正常安全和减少破坏的次数。
[0122] (7)对图3-3所示的准常压蒸汽锅炉，按照图8-7所示，由于使用了自动联锁控制信号线2，使得燃烧机、给水泵、水位控制器、电接点压力表和蒸汽加压机5协调工作，来保证锅炉处于基本常压。但它涉及的控制元素较多，除了压力外，还有水位、给水、燃烧、燃料等因素，都进行了联锁控制，其中最主要的还是压力和燃烧、燃料。涉及的元素多可能故障也较多，但从另一方面讲，也就更增加了其安全性，因为只要出现了任何一个问题，锅炉都会停运。与以上(5)、(6)方案类似，可以将蒸汽经过管阀系统的3和4，直接送到蒸汽加压机5进行加压处理，得到高压蒸汽6。
[0123] (8)对图4-1的负压真空相变换热锅炉，按照图8-8所示，由于使用了抽真空泵5或止回器6，使得锅内形成负压，蒸汽压力也很低，由于压汽机的抽吸作用，蒸发快水位下降也就快，因此需用给水装置2及时不断补充给水，这与负压真空相变换热的热水锅炉有着本质上的不同。有时因为抽真空、抽蒸汽与燃烧或给水的互相影响，也可能使锅内出现常压或正压。但是正常情况下，此炉型应该是负压状态工作。与(5)、(6)、(7)方案类似，也可以直接从锅炉内用蒸汽加压机9抽取蒸汽进行加压处理，得到高压蒸汽10。其中汽连管兼冷凝水回水管3有着双重功能，而负压蒸汽罐4也有起着汽水分离器的作用。
[0124] (9)对图4-2的有压相变换热锅炉，在使用此发明的技术上，已与承压蒸汽锅炉无什么太大区别。但由于同样抽蒸汽、燃烧或给水的互相影响，也可能使锅内出现常压或负压。但是在正常情况下，此炉型应该是正压状态工作，并不断补充给水。按照图8-9所示，与(5)、(6)、(7)、(8)方案类似，也可直接从锅内经管路阀门4抽出有(正)压蒸汽2，送到蒸汽加压机5中进行加压处理，得到高压蒸汽6。
[0125] 应强调指出，此方案的实施形式(8)、(9)中的负压及有压蒸汽锅炉，应该与一般的蒸汽锅炉一样，安装上必要的水位示控装置，以防出现亏水，造成事故。
[0126] 5.本发明特殊的方案是针对受到污染但是数量多而且稳定，而又具有可观能量的水蒸汽用来回收利用的场合。如有的锅炉燃用清洁燃料，排烟中含有大量的水蒸汽，加热原料材料后的受污染蒸汽，也可以用压缩处理的办法将其回收。回收后的较高压力的污染蒸汽可以用作换热或加热使用，也可以作为热泵的热源使用。加压回收不但可以提高这些水蒸汽的压力和温度，最大的好处是由于减小了蒸汽体积，也就减少了其储存设备的占地面积。加压回收的设备装置及相关附属系统的技术要求也基本等同以上几种方案。但要注意这种蒸汽中污染物的腐蚀问题、卫生要求和环境条件的许可性。这条对于开展热回收节能是很实用的。例如，按照图9所示，造纸蒸煮制浆后受污染的水蒸汽2，进入旋降分离器3，除去纸浆料杂质1，得到分离器顶部出来的水蒸汽4，经过管路阀门5进入蒸汽加压机6中加压，最后进入高压蒸汽储汽罐7中，由于受污染限制使用，可以在进入容积式换热器10中来交换用热，也可以继续回用蒸煮制造纸浆。当然附件安全阀8、压力表9以及疏水装置13等都是必需相配置齐全的。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
活塞式压缩机热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈