專利名稱：蒸汽回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽回收設(shè)備，用于從對(duì)蒸汽加以利用后的氣液兩相的 混合流體中回收氣相蒸汽而對(duì)其進(jìn)行再利用。
背景技術(shù)：
例如，存在利用蒸汽使渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備那樣的消 耗蒸汽的熱能的各種蒸汽熱使用設(shè)備。在這樣的蒸汽熱使用設(shè)備中，熱量被 消耗掉后的蒸汽的一部分或者全部消耗潛熱而變?yōu)橐合酂崴?，并^皮排出。特 別是，在從蒸汽熱使用設(shè)備排出液相熱水與蒸汽的氣液混合流體時(shí)，期望回 收具有潛熱的氣相蒸汽并進(jìn)行再利用，從而提高能量效率。例如，根據(jù)日本特開(kāi)平5-100088號(hào)公才艮，在使用蒸汽渦輪機(jī)的發(fā)電裝 置中，使利用氣水分離器從高壓蒸汽中分離出的水份向閃蒸罐中噴出，產(chǎn)生 低壓的蒸汽，利用該低壓蒸汽加熱向蒸發(fā)器供給的水，由此進(jìn)行熱回收。但是，由于能夠利用低壓蒸汽的量有限，所以在該公報(bào)的設(shè)備中，剩余 的低壓蒸汽被送到凝汽器，蒸汽的能量特別是利用價(jià)值很高的潛熱沒(méi)有得到 利用而^皮廢棄。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，目的在于提供一種蒸汽回收設(shè)備，能 夠從自蒸汽熱使用設(shè)備排出的氣液兩相的使用后的蒸汽中回收氣相蒸汽而 有效地利用回收的蒸汽。實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明是一種蒸汽回收設(shè)備，用于從氣液混合流體中回 收氣相蒸汽，其中該氣液混合流體是從使用蒸汽供應(yīng)管線所供給的蒸汽熱的 蒸汽熱使用設(shè)備排出的液相熱水和氣相蒸汽的氣液混合流體，該蒸汽回收設(shè) 備包括閃蒸罐，將從上述蒸汽熱使用設(shè)備排出的氣液混合流體減壓噴射而使其再蒸發(fā)，并將殘留的液相熱水分離到下部；回收管線，從上述閃蒸罐的上部導(dǎo)出氣相蒸汽，并利用壓縮機(jī)將該氣相蒸汽壓縮后回流到上述供應(yīng)管線中；壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)上述閃蒸罐內(nèi)的壓力；以及控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述壓 力檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的上述閃蒸罐內(nèi)的壓力控制上述壓縮機(jī)的容量。根據(jù)該方案，由于將從蒸汽熱使用設(shè)備排出的氣液混合流體減壓噴射到 閃蒸罐中而使氣液混合流體的一部分再蒸發(fā)，通過(guò)壓縮機(jī)僅對(duì)與液相熱水分 離后的氣相蒸汽加壓加熱而回流到蒸汽供應(yīng)管線中，所以能夠在蒸汽熱使用 設(shè)備中完全地利用由閃蒸罐得到的蒸汽。即，能夠最大限度地回收從蒸汽熱 使用設(shè)備排出的氣液混合流體的熱能，并沒(méi)有浪費(fèi)地對(duì)該熱能加以利用。此外，回流到蒸汽供應(yīng)管線中的蒸汽是被螺桿壓縮機(jī)加壓加熱后的干燥 蒸汽，所以能夠改善供給到蒸汽熱使用設(shè)備的蒸汽的干燥度，并改善蒸汽熱 使用設(shè)備的效率。此外，由于將閃蒸罐的壓力控制為恒定，所以由閃蒸罐分 離出的熱水的溫度恒定，還能夠有效地利用回收的熱水。此外，在本發(fā)明的蒸汽回收設(shè)備中，上述壓縮機(jī)優(yōu)選是容量隨著轉(zhuǎn)速上 升而增加的容積式壓縮機(jī)，上述控制才幾構(gòu)優(yōu)選是控制上述壓縮機(jī)的容量以使上述閃蒸罐內(nèi)的壓力接近預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值的例如PID控制器。


圖1是包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的蒸汽回收設(shè)備的系統(tǒng)的概要圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖l表示具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的蒸汽回收設(shè)備l并向蒸汽熱使用 設(shè)備2供給蒸汽的系統(tǒng)的概要。蒸汽熱使用設(shè)備2例如有發(fā)電設(shè)備中的熱交換器、蒸煮谷類的裝置、用處理設(shè)備。在該系統(tǒng)中，從蒸汽匯集器3供給例如壓力Po = 6barG、溫度為159°C 的蒸汽，利用控制閥4調(diào)節(jié)流量，同時(shí)經(jīng)由供應(yīng)管線5向蒸汽熱使用設(shè)備2 導(dǎo)入蒸汽(barG的G是指大氣壓為0時(shí)的表壓)。蒸汽熱使用設(shè)備2例如具 有測(cè)量處理溫度的溫度傳感器6。而且，控制器7控制控制閥4的開(kāi)度，以 便將處理溫度控制在由來(lái)自控制臺(tái)8的輸入預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值。例如，控制器7進(jìn)行PID控制，即，計(jì)算蒸汽熱使用設(shè)備2的溫度與目 標(biāo)值的偏差，并將用負(fù)常數(shù)乘以計(jì)算出的偏差所得的值、用負(fù)常數(shù)乘以該偏 差的積分值所得的值、用負(fù)常數(shù)乘以該偏差的微分值所得的值加到當(dāng)前的控 制閥4的開(kāi)度的控制輸出中。在蒸汽熱使用設(shè)備2中，在處理過(guò)程中蒸汽^皮利用從而熱量?jī)羝ё?。?是，蒸汽的一部分冷凝而變?yōu)橐合?，低壓的氣液混合流體排出到蒸汽回收設(shè) 備1。蒸汽回收設(shè)備1具有閃蒸罐9、設(shè)有螺桿壓縮機(jī)10的回收管線11、熱 水泵12。從蒸汽熱使用設(shè)備2排出的低壓的氣液混合流體被減壓噴射到閃蒸罐9 內(nèi)。由此,從蒸汽熱使用設(shè)備2排出的氣液混合流體凈支進(jìn)一步減壓到壓力Pf ， 處于液相的熱水的一部分再次蒸發(fā)。在閃蒸罐9中，由于液相熱水在其自重的作用下向下方落下，所以氣相 蒸汽分離并積存在上部，液相熱水分離并積存在下部。閃蒸罐9的上部的蒸 汽從設(shè)有螺桿壓縮機(jī)10的回收管線11;故導(dǎo)出。此外，閃蒸罐9的下部的熱 水被熱水泵12導(dǎo)出，經(jīng)由熱水管線13而被移送到未圖示的熱水回收設(shè)備中。 另外，熱水泵12將閃蒸罐9內(nèi)的熱水的液面控制為保持在既定的范圍內(nèi)。此外，閃蒸罐9具有檢測(cè)內(nèi)部的壓力Pf的壓力傳感器(壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)) 14、和防止異常的壓力上升的安全閥15。蒸汽回收設(shè)備1還具有作為螺桿壓縮機(jī)10的驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)16、控制馬 達(dá)16的轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)器17、和輸出設(shè)定信號(hào)Cs的控制器(控制機(jī)構(gòu))18,該 設(shè)定信號(hào)Cs確定由驅(qū)動(dòng)器17對(duì)馬達(dá)16設(shè)定的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速設(shè)定值。螺桿壓縮機(jī)10是在殼體內(nèi)具有相互嚙合的陰陽(yáng)一對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子、利用螺 桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)吸入蒸汽、并將其壓縮后排出的容積式的壓縮機(jī)。螺桿壓縮機(jī) IO的容量(輸出)與馬達(dá)16的轉(zhuǎn)速成比例。由此，螺桿壓縮機(jī)10經(jīng)由回收管線11而從閃蒸罐9吸引與馬達(dá)16的 轉(zhuǎn)速成比例的量的蒸汽，并在其內(nèi)部對(duì)蒸汽進(jìn)行壓縮加熱后將蒸汽導(dǎo)入到供 應(yīng)管線5中。此外，螺桿壓縮機(jī)10，為了不讓油等混入到蒸汽中而優(yōu)選是無(wú)油式螺 才干壓縮機(jī)。此外，驅(qū)動(dòng)器17例如是根據(jù)從控制器18輸入的設(shè)定信號(hào)Cs而決定輸 出頻率的轉(zhuǎn)換器(變頻器)。向控制器18輸入壓力傳感器14的檢測(cè)值Pf 。而且，控制器18逐級(jí)改 變驅(qū)動(dòng)器17的設(shè)定信號(hào)Cs，以便改變螺桿壓縮機(jī)10的容量，來(lái)消除該檢測(cè) 值Pf與經(jīng)控制臺(tái)19預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)壓力Ps之間的偏差(Pf-Ps)。例如，控制器18進(jìn)行PID控制，即，計(jì)算閃蒸罐9的壓力Pf相對(duì)于目 標(biāo)壓力Ps的偏差(Pf - Ps )，并將計(jì)算出的偏差(Pf - Ps )乘以正常數(shù)所得的值、偏差(Pf-Ps)的積分值乘以正常數(shù)所得的值、偏差(Pf-Ps)的微 分值乘以正常數(shù)所得的值加到當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)器17的設(shè)定值Cs上。由此，將閃蒸罐9的壓力Pf保持在目標(biāo)壓力Ps，閃蒸罐9內(nèi)的熱水的 溫度與壓力Ps下的飽和水蒸汽的溫度一致而保持恒定。例如，在壓力Pf-Ps = ObarG (大氣壓)時(shí)，熱水的溫度為IOO'C。這樣，通過(guò)使送到熱水回收設(shè)備的熱水的溫度恒定，能夠提高熱水回收 設(shè)備的熱水利用效率。此外，從閃蒸罐9導(dǎo)出到回收管線11中的蒸汽由螺桿壓縮機(jī)10壓縮加 熱到壓力6barG、溫度159。C以上，并回流到供應(yīng)管線5。因此，從回收管線 11回流的過(guò)熱蒸汽能夠改善供應(yīng)管線5中的蒸汽的干燥度，還能夠改善蒸汽 熱使用設(shè)備2的效率。此夕卜，從蒸汽熱使用設(shè)備2導(dǎo)入閃蒸罐9或在閃蒸罐9中再蒸發(fā)的蒸汽 的壓力Pf凈皮保持恒定。由于閃蒸罐9的容積恒定，所以這意^^未著，與新導(dǎo) 入閃蒸罐9中或再次蒸發(fā)的蒸汽相同量的蒸汽借助螺桿壓縮機(jī)10經(jīng)由回收 管線11向供應(yīng)管線5中回流。即，由蒸汽回收i殳備1的閃蒸罐9得到的蒸汽全部都經(jīng)由回收管線11 而回流到供應(yīng)管線5中，在蒸汽熱使用設(shè)備2中全部^皮有效利用。在本實(shí)施方式中，與在鍋爐中新產(chǎn)生與經(jīng)由回收管線11而回流到供應(yīng) 管線5中的蒸汽相同量的蒸汽所需要的能量相比，蒸汽回收設(shè)備l的消耗電 力即馬達(dá)16的消耗電力減少例如20%左右，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅的節(jié)能化。
權(quán)利要求
1. 一種蒸汽回收設(shè)備，用于從氣液混合流體中回收氣相蒸汽，其中該氣液混合流體是從使用蒸汽供應(yīng)管線所供給的蒸汽熱的蒸汽熱使用設(shè)備排出的液相熱水和氣相蒸汽的氣液混合流體，該蒸汽回收設(shè)備包括閃蒸罐，將從上述蒸汽熱使用設(shè)備排出的氣液混合流體減壓噴射而使其再蒸發(fā)，并將殘留的液相熱水分離到下部；回收管線，從上述閃蒸罐的上部導(dǎo)出氣相蒸汽，并利用壓縮機(jī)將該氣相蒸汽壓縮后回流到上述供應(yīng)管線中；壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)上述閃蒸罐內(nèi)的壓力；以及控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的上述閃蒸罐內(nèi)的壓力控制上述壓縮機(jī)的容量。
2. 如權(quán)利要求1所述的蒸汽回收設(shè)備，其特征在于，上述壓縮機(jī)的容 量隨著轉(zhuǎn)速的上升而增加。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的蒸汽回收設(shè)備，其特征在于，上述控制機(jī) 構(gòu)控制上述壓縮機(jī)的容量，使得上述閃蒸罐內(nèi)的壓力接近預(yù)先設(shè)定的目標(biāo) 值。
全文摘要
在本發(fā)明的蒸汽回收設(shè)備中，將從蒸汽熱使用設(shè)備排出的液相熱水和氣相蒸汽的氣液混合流體減壓噴射到閃蒸罐中而使其再蒸發(fā)，并使殘留的液相熱水分離到下部，經(jīng)由回收管線從閃蒸罐的上部導(dǎo)出氣相蒸汽并利用壓縮機(jī)將其壓縮后回流到供應(yīng)管線中，利用壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)閃蒸罐內(nèi)的壓力，并利用控制機(jī)構(gòu)根據(jù)壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的閃蒸罐內(nèi)的壓力控制壓縮機(jī)的容量。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，從蒸汽熱使用設(shè)備排出的氣液兩相的使用后的蒸汽回收氣相蒸汽，能夠有效地利用回收的蒸汽。
文檔編號(hào)F01K19/00GK101280695SQ200810091179
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者上原一浩, 松井孝益, 松隈正樹(shù), 脅田高行 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所