一种污泥焚烧的热力系统的制作方法

本发明属于污泥焚烧的技术领域，涉及热力系统优化改造、稳定生产，具体而言，涉及一种污泥焚烧的热力系统。

背景技术：

现有的热力系统中，除氧器采用蒸汽进行热力除氧，属于全厂核心设备，一旦出现故障，会导致水质超标，对热力系统设备及管道造成较大安全隐患，我厂的除氧器属于大气式除氧器，在调试初期出现以下两个故障：

a、氧腐蚀问题：除氧器运行参数无法维持在额定工况(20kpa，104℃)，达不到除氧效果，导致热力系统设备和管道出现氧腐蚀；

b、配套设计问题：除氧器配套设施不满足实际运行工况，故障频发，需要经常停机，全厂无法维持连续安全生产。

在热力系统中给水泵的主要作用是将凝结水箱的水输送至锅炉使用，该设备属于我厂核心设备，一旦出现故障，会导致全厂停产、并使锅炉存在较大的安全隐患。其目前存在的问题在于：由于原设计给水泵位置距离凝结水箱水面高度差仅1米左右，在调试运行中，给水泵频繁出现汽蚀故障，导致锅炉缺水，引发全厂停产。

在热力系统中空冷器是水资源回收利用的重要设备，若能将空冷器的回水直接运输至凝结水箱，将极大的减小除氧器的符合，将少故障点，利于生产稳定。其目前存在的问题在于：因空冷器回水量较大，若回水至软水箱会导致凝结水箱需频繁补水，增加设备运行时间，能耗较大；若回水至凝结水箱，因空冷器出口压力低于凝结水箱，回水会在凝结水箱出现较大震动，可能拉裂管道。

技术实现要素：

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种污泥焚烧的热力系统以达到大大增加系统稳定性，以致连续生产能力得到大幅度提高，进而达到了增产增效的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种污泥焚烧的热力系统，包括除氧器、凝结水箱和蒸汽联箱，还包括水封装置，所述水封装置内设有水封腔，水封腔与除氧器的蒸汽排汽管连通且水封腔还连接有蒸汽排空管和补水管，蒸汽排空管上设有调节阀；所述水封装置还包括软水箱，水封腔内通过补水管填入软水且水封腔内的软水与软水箱内的软水通过平衡管路连通。

进一步地，所述水封腔内的软水与软水箱内的软水之间的液面高度差大于等于2米，使除氧器的压力稳定在20kpa。

进一步地，所述平衡管路设为u型管，且该u型管的两端分别伸入至水封腔和软水箱的软水内，通过在软水箱内加水，使u型管出水口的压力大于蒸汽压力。

进一步地，所述除氧器的出口连接有dn65管道，dn65管道上并联有多路补水管路，各路补水管路上均设有给水泵且各路补水管路的另一端接入至所述凝结水箱，避开给水泵在运行时的汽蚀临界点。

进一步地，各所述给水泵相较于所述凝结水箱的液面高度呈低位布置，以增加泵体入口静压，避开汽蚀工况点。

进一步地，所述除氧器通过第一蒸汽管和第二蒸汽管分别与凝结水箱和蒸汽联箱连通，所述第一蒸汽管和第二蒸汽管之间设有汽源切换阀组，以切换第一蒸汽管和第二蒸汽管同时由蒸汽联箱供汽，或者第一蒸汽管和第二蒸汽管分别由凝结水箱和蒸汽联箱供汽，以防止因凝结水箱的蒸汽品质较低且不稳定，导致除氧器内的软水加热不充分，温度出现很大的波动，影响除氧的效果。

进一步地，所述汽源切换阀组包括分别设于第一蒸汽管和第二蒸汽管上的第一阀门和第三阀门，所述第一阀门的进汽和出汽所在一侧分别设有第一蒸汽支路和第二蒸汽支路，第一蒸汽支路和第二蒸汽支路的另一端连接于第三阀门的进汽所在一侧且第一蒸汽支路和第二蒸汽支路上分别设有第四阀门和第二阀门，以实现供应汽路的按需切换。

进一步地，所述蒸汽联箱连接有空气冷凝器，空气冷凝器通过回水管路连接至凝结水箱且回水管路上设有动力疏水泵装置，通过动力疏水泵装置对回水加压后回流至凝结水箱，蒸汽联箱富余蒸汽即可实现动力疏水泵装置动作，将空冷器回水至凝结水箱能更好的达到节能的作用。

进一步地，所述动力疏水泵装置包括储水罐和疏水泵，所述疏水泵的蒸汽入口与所述蒸汽联箱连通，所述储水罐的顶部通过回水管路与空气冷凝器连通，储水罐的底部与疏水泵的进水口连通，疏水泵的出水口通过回水管路连通至所述凝结水箱，利用疏水泵将空气冷凝器回水的内能转化为动能，实现回水加压以适应凝结水箱压力。

进一步地，所述凝结水箱与回水管路之间采用软连接，以消除热力管道横向膨胀应力。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的污泥焚烧的热力系统，通过对水封装置的改造，以确保除氧器的压力稳定在20kpa，温度也随之稳定在104℃，实现了除氧器的稳定工作，无汽蚀和氧腐蚀现象出现。

2.采用本发明所提供的污泥焚烧的热力系统，通过对给水泵的位置布置进行合理设计，增加了给水泵的入口静压，同时增大给水泵的进水管管径和优化减少阀门降低管损，降低了给水泵故障率，避免了给水泵在运行时的汽蚀故障，大大增加了系统稳定性，连续生产能力得到大幅度提高，达到了增产增效的目的。

3.采用本发明所提供的污泥焚烧的热力系统，通过动力疏水泵对回水管路中的回水进行加压后直接进入凝结水箱，缓解凝结水箱补水压力，达到了节能减耗的目的，同时，也提高了设备运行的稳定性和可靠性，实现了增产增效。

附图说明

图1是污泥焚烧中热力系统的整体原理图；

图2是本发明所提供的污泥焚烧的热力系统中水封装置的原理图；

图3是本发明所提供的污泥焚烧的热力系统中汽源切换阀组的连接原理图；

图4是本发明所提供的污泥焚烧的热力系统中除氧器出口给水泵的连接原理图；

图5是本发明所提供的污泥焚烧的热力系统中动力疏水泵装置的连接原理图；

图6是本发明所提供的污泥焚烧的热力系统中动力疏水泵装置的内部原路结构图；

附图中标注如下：

1-水封腔，2-平衡管路，3-软水箱，4-蒸汽排空管，5-补水管，6-蒸汽排汽管，7-除氧器，8-凝结水箱，9-蒸汽联箱，10-给水泵，11-空气冷凝器，12-动力疏水泵装置，13-储水罐，14-疏水泵，15-汽源切换阀组，f1-第一阀门，f2-第二阀门，f3-第三阀门，f4-第四阀门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在污泥焚烧中需要运用热力系统，热力系统作为现有的成熟系统，如图1所示，其工作原理如下：包括除氧器、凝结水箱、余热锅炉、蒸汽联箱、空气冷凝器、燃气锅炉以及干化机，在工作时，软水进入除氧器，凝结水箱和蒸汽联箱为除氧器提供蒸汽，以确保除氧器的正常运行，除氧器排出水到凝结水箱，凝结水箱分别对余热锅炉和燃气锅炉给水，余热锅炉和燃气锅炉产生的蒸汽输入至蒸汽联箱，蒸汽联箱对干化机提供蒸汽以实现干化机的正常工作，同时，蒸汽联箱产生的富余蒸汽进入到空气冷凝器，空气冷凝器回水至凝结水箱，通过以上热力系统实现对热力的有效利用。

实施例1

在本实施例中提供一种污泥焚烧的热力系统，以对热力系统中除氧器7的运行进行改造，一方面为氧腐蚀问题的改造，要想避免氧腐蚀，就必须要让除氧器7运行在设计工况下，除氧器7的两个设计工况参数压力和温度是一对相关数据，即压力达不到20kpa，温度必然达不到104℃，故只要解决压力问题就能彻底解决该问题。

为确保除氧器7的压力稳定在20kpa，温度也随之稳定在104℃，如图2所示，采用方案如下：包括水封装置，所述水封装置内设有水封腔1，水封腔1设为t形腔体，水封腔1与除氧器7的蒸汽排汽管6连通，通过蒸汽排汽管6将除氧器7的蒸汽引入水封装置使水封装置与除氧器7压力一致且该部分蒸汽存在于水封装置的上部。在水封腔1上还连接有蒸汽排空管4和补水管5，蒸汽排空管4用于将蒸汽排放至大气中且蒸汽排空管4上设有调节阀，补水管5用于对水封腔1内输入软水且软水位于水封腔1的下部。所述水封装置还包括软水箱3，水封腔1内通过补水管5填入软水且水封腔1内的软水与软水箱3内的软水通过平衡管路2连通，此时，在水封腔1内蒸汽与软水的水面接触，若平衡管路2的出水口处于无压力状态，蒸汽压力较高，蒸汽就会通过出水口泄漏掉，不能保持水封压力稳定；则需在软水箱3内加水，使出水口的压力大于蒸汽压力，根据20kpa压力约等于2米水柱，将所述水封腔1内的软水与软水箱3内的软水之间的液面高度差大约为2米。在本实施例中，将所述平衡管路2设为u型管，且该u型管的两端分别伸入至水封腔1和软水箱3的软水内，要保证软水箱3的软水高度与水封腔1内的水面高度差大于或等于2米。

由于在蒸汽排空管4上设有调节阀，相较于蒸汽排空管4上无控制阀门而直通大气，会导致除氧器7的压力泄压，故在蒸汽排空管4上增加了调节阀，用于控制排汽量，稳定除氧器7的压力。

对热力系统中除氧器7的运行进行改造，另一方面为除氧器7配套的设计问题改造，除氧器7采用蒸汽作为汽源，通过蒸汽加热软水，以达到热力除氧的效果。原除氧器7采用凝集水箱的闪蒸蒸汽作为一次汽源来加热软水，但凝结水箱8的蒸汽品质较低(压力低、温度低)，且不稳定，导致除氧器7内的软水加热不充分，温度出现很大的波动，影响除氧的效果。

除氧器7的工作原理是需要两组汽源来进行除氧，而在工程建设时，选择的两处汽源分别是蒸汽联箱9和凝结水箱8，但是实际工作状态下，凝结水箱8的蒸汽品质较差且时有时无，故设计除氧器7汽源切换阀组15，以达到自由选择汽源的目的，进而能适应不同的工况需求，如图3所示，采用的方案如下：

所述除氧器7通过第一蒸汽管和第二蒸汽管分别与凝结水箱8和蒸汽联箱9连通，所述第一蒸汽管和第二蒸汽管之间设有汽源切换阀组15，以切换第一蒸汽管和第二蒸汽管同时由蒸汽联箱9供汽，以来自蒸汽联箱91.0mpa左右的饱和蒸汽作为一次加热汽源，效果良好，运行稳定，或者第一蒸汽管和第二蒸汽管分别由凝结水箱8和蒸汽联箱9供汽，保留原来的汽源进汽方式备用，以适应不同工况需要。

所述汽源切换阀组15包括分别设于第一蒸汽管和第二蒸汽管上的第一阀门f1和第三阀门f3，所述第一阀门f1的进汽和出汽所在一侧分别设有第一蒸汽支路和第二蒸汽支路，第一蒸汽支路和第二蒸汽支路的另一端连接于第三阀门f3的进汽所在一侧且第一蒸汽支路和第二蒸汽支路上分别设有第四阀门和第二阀门f2，根据图3所示，关闭第一阀门f1、第四阀门f4，打开第二阀门f2、第三阀门f3，就能实现由蒸汽联箱9通过两路管道(第一蒸汽管和第二蒸汽管)给除氧器7供气的功能；关闭第二阀门f2、第四阀门f4，打开第一阀门f1和第三阀门f3，就能实现由凝结水箱8和蒸汽联箱9分别通过第一蒸汽管和第二蒸汽管向除氧器7供汽。

通过上述对除氧器多次进行尝试改造和实践，目前，除氧器及给水泵已连续稳定在额定工况运行约一年半，无汽蚀和氧腐蚀现象出现。

实施例2

在热力系统中除氧器7的出口通过给水泵10将除氧水输送至凝结水箱8，给水泵10因位置布置不合理、管径偏小等因素，当除氧器7温度升高时，给水泵10出现汽蚀，而无法将除氧水输送至凝结水箱8，导致后续无法补水而出现频繁停产的情况。

在实施例1的基础上，为进一步对热力系统的给水泵10运行稳定性问题进行改造，以优化污泥焚烧的热力系统，如图4所示，采用如下技术方案：

所述除氧器7的出口连接有dn65管道，dn65管道上并联有多路补水管5路，各路补水管5路上均设有给水泵10且各路补水管5路的另一端接入至所述凝结水箱8，由于采用dn65管道加大了进口水管的管径，同时，优化减少进水管路上的阀门和弯头，以避开给水泵10运行时的汽蚀临界点，降低给水泵10在运行时出现汽蚀的风险。

进一步分析，水泵经常因汽蚀故障停，是水泵入口静压(水位差)不足导致，其是现有设计给水泵10的位置布置不合理所致，因此，各所述给水泵10相较于所述凝结水箱8的液面高度呈低位布置，即将给水泵10下降至-7米的位置，给水泵10与凝结水箱8液面的高度差至少为7米，此时，给水泵10的入口静压才能避开汽蚀工况点。通过此改造彻底消除了给水泵汽蚀现象，大大降低了设备故障率，同时，恢复了凝结水箱应有缓冲调整能力，大大增加了系统的稳定性。

实施例3

空气冷凝器11出口的冷凝水为低温水，无法直接进入带压的凝结水箱8中，为使空气冷凝器11回水至凝结水箱8时，具备更好的节能作用，在实施例1或实施例2的基础上，为进一步对热力系统的空气冷凝器11回水问题进行改造，以优化污泥焚烧的热力系统，如图5、图6所示，采用如下技术方案：

如图5所示，所述蒸汽联箱9连接有空气冷凝器11，空气冷凝器11通过回水管路连接至凝结水箱8且回水管路上设有动力疏水泵装置12，通过动力疏水泵装置12对回水加压后回流至凝结水箱8，动力疏水泵装置12将空气冷凝器11回水的内能转化为动能，实现回水加压以适应凝结水箱8压力，此动力疏水泵装置12无需使用电能，仅需使用热力系统中蒸汽联箱9的富余蒸汽即可实现动作。在本实施例中，在回水管路上设有阀门gb，阀门gb的两端并联连接有所述动力疏水泵装置12，且动力疏水泵装置12的入口端连接有阀门gi，动力疏水泵装置12还连接有对其提供蒸汽的管路且该管路上设有阀门vmi，在回水管路上还设有压力表pi和温度表ti。

如图6所示，所述动力疏水泵装置12包括储水罐13和疏水泵14，所述疏水泵14的蒸汽入口通过与所述蒸汽联箱9连通且该管路上设有阀门vm，所述储水罐13的顶部通过回水管路与空气冷凝器11连通且储水罐13的顶部还设有压力表pi和蒸汽排空阀va，储水罐13的底部与疏水泵14的进水口连通且该管路上依次设有阀门vi和止回阀ci，疏水泵14的出水口通过回水管路连通至所述凝结水箱8且该管路上依次设有止回阀co和阀门vo；所述储水罐13上安装有液位计li，以实时测量储水罐13的液位高度。在实际应用中，疏水泵14的蒸汽入口通过还通过回汽管路连接至储水罐13的顶部且该回汽管路上设有阀门ve(之所以设计回汽管路至储水罐13，疏水泵14的蒸汽入口的多余蒸汽若直接排放容易伤人，而将它收集到上部储水罐13内，再排放以避免伤人)，在阀门vm与疏水泵14的蒸汽入口之间的管路上还通过回水管连接至储水罐13且该回水管上设有阀门st。在所述凝结水箱8与回水管路之间采用软连接，以消除热力管道横向膨胀应力。

动力疏水泵装置12在工作时的工作原理如下：

空气冷凝器11所形成的冷凝水进入储水罐13，储水罐13对疏水进行初步收集，待储水罐13的达到一定的容量，打开阀门vi并进入至疏水泵14，打开阀门vm，疏水泵14在富余蒸汽的作用下运行，以对疏水进行加压后，并由疏水泵14的出水口输入至凝结水箱8；在疏水泵14运行时，疏水泵14的蒸汽入口还外接有回汽管路，以将多余的蒸汽回送至储水罐13中，并排放至大气中；而在阀门vm与疏水泵14的蒸汽入口之间的管路中形成的冷凝水，则由回水管回送至储水罐13中。

通过空气冷凝器的改造，实现了空气冷凝器回水的高效利用和能源的回收，现已完成初步调试，同时，由于采用了软连接的方式，消除四个方向的膨胀热应力。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

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