一种供蒸汽系统的制作方法

1.本发明属于蒸汽供给技术领域，尤其涉及一种供蒸汽系统。

背景技术：

2.随着化石燃料的不断消耗，环境问题日益突出，可利用的化石能源也在不断减少，但是许多工业领域，如采矿、炼油、化工等行业仍有大量的供电、供热和供蒸汽需求，不少工业园区在节能减排的大背景下只能停工待产，被迫按下生产暂停键，给企业的生产经营带来较大的困难。太阳能是作为一种普遍且分布广泛的新能源之一，具有存储量大，取之不尽，用之不竭的特点，将太阳能与工业供热相结合，通过太阳能来实现工业供热或供蒸汽，可以有效缓解企业的停工停场问题，降低企业能耗的同时，有效地保护了身边的环境。
3.工业供热或供蒸汽往往需要稳定的高温蒸汽，同时蒸汽还需要一定的过热度。传统工业园区供热或供蒸汽通常采用汽轮机组抽汽或自备电锅炉、燃煤/燃气锅炉产汽等方式。传统的供热和供汽方式消耗大量的化石能源或大量的电力能源，影响企业经营效益。
4.传统水吸热产生饱和蒸汽直接提供给工业园区的方案，只能够供给饱和蒸汽。饱和蒸汽由于蒸汽处于相变临界点上，蒸汽的凝结会带来管道振动，造成设备的破坏等情况的发生。

技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种供蒸汽系统，其能向用户端供给过热蒸汽，同时还能解决现有工业供热消耗大量能源的问题。
6.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
7.本发明的一种供蒸汽系统，包括饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元、用户端；
8.所述饱和蒸汽发生装置用于产生饱和蒸汽，并且，所述饱和蒸汽发生装置的蒸汽输出端与所述分流装置的输入端之间通过排汽管道相连通；
9.所述分流装置的输出端包括用于输出降压蒸汽的降压蒸汽输出段和用于输出饱和蒸汽的饱和蒸汽输出段；所述降压蒸汽输出段上设有降压单元，用于使来自排汽管道的饱和蒸汽压力降低；
10.所述换热单元的低温段入口与所述降压蒸汽输出段相连通，所述换热单元的高温段入口与所述饱和蒸汽输出段相连通；
11.所述用户端的输入端与所述低温段出口相连通。
12.本发明的供蒸汽系统，还包括给水系统，所述给水系统的给水输出端通过管道与所述饱和蒸汽发生装置的水工质输入端连通；所述给水系统中的水来自于所述用户端的回水，或者来自于外界的补水。
13.本发明的供蒸汽系统，所述饱和蒸汽发生装置为太阳能吸热装置。
14.本发明的供蒸汽系统，还包括饱和蒸汽汇集装置；
15.所述饱和蒸汽汇集装置的蒸汽输入端与所述太阳能吸热装置的蒸汽输出端相连
通，所述饱和蒸汽汇集装置的蒸汽输出端与所述排汽管道的输入端相连通；
16.所述饱和蒸汽汇集装置的水工质输入端与所述给水系统的给水输出端相连通，所述饱和蒸汽汇集装置的水工质输出端与所述太阳能吸热装置的水工质输入端相连通。
17.本发明的供蒸汽系统，所述太阳能吸热装置的水工质输入端与所述饱和蒸汽汇集装置的水工质输出端通过下降管相连通；所述太阳能吸热装置的蒸汽输出端与所述饱和蒸汽汇集装置的蒸汽输入端通过上升管相连通。
18.本发明的供蒸汽系统，所述分流装置包括第一支路、第二支路和第一阀门；
19.所述第一支路的输入端和输出端分别与所述排汽管道的输出端和所述换热单元的低温段入口相连通；所述降压单元设于所述第一支路上；
20.所述第二支路的输入端和输出端分别与所述排汽管道的输出端和所述换热单元的高温段入口相连通；所述第一阀门设于所述第二支路上。
21.本发明的供蒸汽系统，还包括储热部、第二阀门、第三阀门、第一管道和第二管道；
22.所述第一管道的输入端连通于所述排汽管道，所述第一管道的输出端连通于所述储热部的输入端；
23.所述第二管道的输入端连通于所述储热部的输出端，所述第二管道的输出端连通于所述连通于所述排汽管道，且所述第二管道的输出端位于所述第一管道的输入端的下游；
24.所述第二阀门设于所述第一管道上，所述第三阀门设于所述第二管道上。
25.本发明的供蒸汽系统，还包括第四阀门；
26.所述第四阀门设于所述排汽管道上；
27.所述第一管道的输入端位于所述第四阀门的上游；所述第二管道的输出端位于所述第四阀门的下游。
28.本发明的供蒸汽系统，所述给水系统包括第三管道、除氧单元、给水管道和给水泵；
29.所述第三管道的输入端与所述用户端的回水端和/或外界补水装置提供的补水相连通，所述第三管道输出端与所述除氧单元的水工质输入端相连通；
30.所述除氧单元的给水输出端与所述太阳能吸热装置的水工质输入端通过所述给水管道相连通；
31.所述给水泵设于所述给水管道上。
32.本发明的供蒸汽系统，还包括第四管道和液位控制阀；
33.所述第四管道的输入端与所述换热单元的高温段出口相连通，所述第四管道的输出端与所述除氧单元的水工质输入端相连通；
34.所述液位控制阀设于所述第四管道上。
35.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
36.本发明一实施例通过设置饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元、用户端，由饱和蒸汽发生装置产生饱和蒸汽，并由分流装置对饱和蒸汽进行分流，一路直接输出至换热单元的高温段入口，一路由降压单元进行降压形成降压蒸汽后输出至换热单元的低温段入口，两路蒸汽在换热单元内换热，将降压蒸汽转化为过热蒸汽，从而可输出至用户端进行供
热和供汽，由于向用户端供给的是过热蒸汽，可避免饱和蒸汽发生凝结导致的管道震动问题，同时，当采用太阳能吸热装置作为饱和蒸汽发生装置时，整个过程无需消耗化石能源或电力能源，解决了现有工业供热或供汽消耗大量能源的问题。
附图说明
37.图1为本发明的供蒸汽系统的示意图。
38.附图标记说明：1：太阳能吸热装置；2：上升管；3：饱和蒸汽汇集装置；4：排汽管道；5：给水管道；6：下降管；7：第一管道；8：第四阀门；9：第二支路；10：第一阀门；11：换热单元；12：用户端；13：第二阀门；14：第三阀门；15：第一支路；16：降压单元；17：液位控制阀；18：第四管道；19：除氧单元；20：第三管道；21：给水泵；22：储热部；23：第二管道。
具体实施方式
39.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种供蒸汽系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
40.参看图1，在一个实施例中，一种供蒸汽系统，包括饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元11和用户端12。
41.饱和蒸汽发生装置用于产生饱和蒸汽，并且，饱和蒸汽发生装置的蒸汽输出端与分流装置的输入端之间通过排汽管道4相连通。分流装置的输出端包括用于输出降压蒸汽的降压蒸汽输出段和用于输出饱和蒸汽的饱和蒸汽输出段。其中，降压蒸汽输出段上设有降压单元16，用于使来自排汽管道4的饱和蒸汽压力降低。
42.太阳能吸热装置1的饱和蒸汽输出端与分流装置的输入端之间通过排汽管道4相连通。
43.换热单元11的低温段入口与降压蒸汽输出段相连通，换热单元11的高温段入口与饱和蒸汽输出段相连通，来自降压蒸汽输出段的降压蒸汽与来自饱和蒸汽输出段的饱和蒸汽在换热单元11中进行热量交换，使得降压蒸汽被加热为过热蒸汽并输出至用户端12。用户端12的输入端与低温段出口相连通，
44.工作状态下，分流装置通过控制降压蒸汽输出段和饱和蒸汽输出段的输出流量，控制换热单元11的低温段出口处输出满足用户端12所需温度的过热蒸汽。
45.本实施例通过设置饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元11、用户端12，由饱和蒸汽发生装置产生饱和蒸汽，并由分流装置对饱和蒸汽进行分流，一路直接输出至换热单元11的高温段入口，一路由降压单元16进行降压形成降压蒸汽后输出至换热单元11的低温段入口，两路蒸汽在换热单元11内换热，将降压蒸汽转化为过热蒸汽，从而可输出至用户端12进行供热和供汽，由于向用户端供给的是过热蒸汽，可避免饱和蒸汽发生凝结导致的管道震动问题。
46.同时，在现有的供热或供汽系统中，只能够向用户端12供给饱和蒸汽，饱和蒸汽由于处于相变临界点上，蒸汽的凝结会带来管道振动，造成设备的破坏等情况的发生。本实施例通过换热单元11实现降压蒸汽至过热蒸汽的转变，从而实现向工业园区提供稳定可靠的过热蒸汽的目的，有效解决了工业园区企业的供热和供汽需求。
47.下面对本实施例的供蒸汽系统的具体结构进行进一步说明：
48.在本实施例中，供蒸汽系统还可包括给水系统，给水系统的给水输出端通过管道与饱和蒸汽发生装置的水工质输入端连通；给水系统中的水来自于用户端的回水，和/或，来自于外界的补水。当给水系统中的水来自于用户端的回水时，饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元11、用户端12和给水系统形成一回路，给水系统用于将用户端12回流的水工质输送至饱和蒸汽发生装置。
49.在本实施例中，饱和蒸汽发生装置具体可为太阳能吸热装置1，用于吸收太阳热量将给水系统提供的水工质加热为饱和蒸汽，当采用太阳能吸热装置作为饱和蒸汽发生装置时，整个过程无需消耗化石能源或电力能源，解决了现有工业供热或供汽消耗大量能源的问题。在其他实施例中，饱和蒸汽发生装置也可为化石燃料锅炉，电锅炉等，在此不做具体限定。
50.在本实施例中，供蒸汽系统还可包括饱和蒸汽汇集装置3。
51.饱和蒸汽汇集装置3的蒸汽输入端与太阳能吸热装置1的蒸汽输出端相连通，饱和蒸汽汇集装置3的蒸汽输出端与排汽管道4的输入端相连通。饱和蒸汽汇集装置3的水工质输入端与给水系统的给水输出端相连通，饱和蒸汽汇集装置3的水工质输出端与太阳能吸热装置1的水工质输入端相连通。
52.进一步地，太阳能吸热装置1的水工质输入端与饱和蒸汽汇集装置3的水工质输出端通过下降管6相连通。太阳能吸热装置1的蒸汽输出端与饱和蒸汽汇集装置3的蒸汽输入端通过上升管2相连通。
53.具体地，饱和蒸汽汇集装置3可为汽包或其他可实现饱和蒸汽暂存的装置。
54.在本实施例中，分流装置具体可包括第一支路15、第二支路9和第一阀门10。
55.第一支路15的输入端和输出端分别与排汽管道4的输出端和换热单元11的低温段入口相连通，降压单元16则是设于第一支路15上。第二支路9的输入端和输出端分别与排汽管道4的输出端和换热单元11的高温段入口相连通，第一阀门10则是设于第二支路9上，由第一阀门10对进入第一支路15和第二支路9的饱和蒸汽量进行调整。
56.在本实施例中，供蒸汽系统还包括储热部22、第二阀门13、第三阀门14、第一管道7和第二管道23。
57.其中，第一管道7的输入端连通于排汽管道4，第一管道7的输出端连通于储热部22的输入端。第二管道23的输入端连通于储热部22的输出端，第二管道23的输出端连通于排汽管道4，第二管道23的输出端位于第一管道7的输入端的下游。
58.第二阀门13设于第一管道7上，第三阀门14设于第二管道23上。
59.进一步地，供蒸汽系统还可包括第四阀门8。第四阀门8设于排汽管道4上。第一管道7的输入端位于第四阀门8的上游。第二管道23的输出端位于第四阀门8的下游。
60.其中，第二阀门13的开闭配合第四阀门8的开闭可控制排汽管道4内的饱和蒸汽是否流向第一管道7，同时，可调节排汽管道4内的饱和蒸汽流向第一管道的量，第一管道7用于将排汽管道4内的饱和蒸汽暂存至储热部22内。第三阀门14的开闭可控制储热部22内的饱和蒸汽是否流向第二管道23，第二管道23用于将储热部22内储存的饱和蒸汽输出至排汽管道4，配合第四阀门8的关闭即可控制储热部22内的饱和蒸汽输出至分流装置。
61.在天气较好的工况下，太阳能吸热装置1产出的饱和蒸汽较多，将多余的饱和蒸汽存储在储热部22中，在云层波动或夜间等情况下，由储热部22进行饱和蒸汽的提供。
62.进一步地，储热部22可包括若干蓄热罐，多个蓄热罐可分别通过支路连通至第一管道7和第二管道23。
63.在本实施例中，给水系统具体可包括第三管道20、除氧单元19、给水管道5和给水泵21。
64.第三管道20的输入端与用户端12的回水端相连通，第三管道20的输出端与除氧单元19的水工质输入端相连通，经用户端12使用后的过热蒸汽转化为不饱和水，用户端12回来的不饱和水在除氧单元19内进行再加热除氧。除氧单元19的给水输出端与太阳能吸热装置1的水工质输入端通过给水管道5相连通，给水泵21则是设于给水管道5上，用于将水工质泵至太阳能吸热装置1。
65.在其他实施例中，除氧单元19的水工质输入端还可设置为与外部补水装置提供的补水相连通，或是除氧单元19的水工质输入端同时与外部补水装置以及用户端12的回水端相连通。
66.在本实施例中，供蒸汽系统还可包括第四管道18和液位控制阀17。
67.第四管道18的输入端与换热单元11的高温段出口相连通，第四管道18的输出端与除氧单元19的水工质输入端相连通。液位控制阀17则是设于第四管道18上，通过液位控制阀17的控制调节饱和蒸汽在换热单元11中的换热情况。换热单元11的高温段出口输出的排汽仍存在一定余热，在经过第四管道引入除氧单元19内后，可对进入除氧单元19的回水和/或外部补水进行加热，从而实现余热利用。
68.具体地，除氧单元19可为除氧器。
69.在本实施例中，上述的换热单元11具体可为管壳式换热器。当然，在其他实施例中，换热单元11也可为其他类型的换热器或换热装置，在此不作具体限定。
70.在本实施例中，太阳能吸热装置1具体可包括吸热器和镜场。吸热器的水工质输入端与下降管6的输出端相连通。吸热器的蒸汽输出端则是与上升管2的输入端相连通。镜场用于将太阳光汇集至吸热器上。
71.下面对本实施例的供蒸汽系统的运行流程进行说明：
72.除氧器中的水在给水泵21的作用下，输送入位于吸热器顶部的汽包中，汽包中的水在吸热器内进行吸热，并转换为饱和蒸汽输送至汽包的上部区域，汽包上部区域汇集饱和蒸汽后，通过排汽管道4将饱和蒸汽送出，流经第一支路15的蒸汽降压后进入换热单元11的低温段入口，在换热单元11被加热升温，另一部分饱和蒸汽，经过第二支路9进入换热单元11的高温段入口，在换热单元11内进行热量交换。其中，第一支路15的蒸汽经过换热单元11升温之后，送入用户端12，第二支路9的蒸汽在换热单元11内进行换热后，经过第四管道18流入除氧器中。经过用户端12使用后的蒸汽经过第三管道20回到除氧器中。
73.下面以一个具体实例对本实施例的供蒸汽系统的运行流程进行说明：
74.如汽包的压力为6.0mpa，给水温度如150℃，并在给水泵21的作用下送入汽包中，汽包贮存一定给水后，通过下降管6将给水送入吸热器中，并在吸热器内被加热至饱和状态，经过上升管2汇集至汽包上侧，此时的饱和蒸汽约为6.0mpa，275.5℃。饱和蒸汽经过排汽管道4送出，流经第一支路15，经过降压单元16降压后，蒸汽温度约变为210℃，经过换热单元11加热后蒸汽温度约提高至260℃的过热状态。饱和蒸汽经过第二支路9由于几乎没有经过降压，温度仍旧维持275.5℃，此时饱和蒸汽流经换热单元11，在换热单元11内完成换
热后，温度降低至230℃左右。通过第一支路15和第二支路9的流量分配，将换热单元11低温段的出口蒸汽的温度调整至合适范围，以满足工业用热和用汽的需求。
75.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

技术特征：

1.一种供蒸汽系统，其特征在于，包括饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元、用户端；所述饱和蒸汽发生装置用于产生饱和蒸汽，并且，所述饱和蒸汽发生装置的蒸汽输出端与所述分流装置的输入端之间通过排汽管道相连通；所述分流装置的输出端包括用于输出降压蒸汽的降压蒸汽输出段和用于输出饱和蒸汽的饱和蒸汽输出段；所述降压蒸汽输出段上设有降压单元，用于使来自排汽管道的饱和蒸汽压力降低；所述换热单元的低温段入口与所述降压蒸汽输出段相连通，所述换热单元的高温段入口与所述饱和蒸汽输出段相连通；所述用户端的输入端与所述低温段出口相连通。2.如权利要求1所述的供蒸汽系统，其特征在于，还包括给水系统，所述给水系统的给水输出端通过管道与所述饱和蒸汽发生装置的水工质输入端连通；所述给水系统中的水来自于所述用户端的回水，和/或，来自于外界的补水。3.如权利要求1或2所述的供蒸汽系统，其特征在于，所述饱和蒸汽发生装置为太阳能吸热装置。4.如权利要求3所述的供蒸汽系统，其特征在于，还包括饱和蒸汽汇集装置；所述饱和蒸汽汇集装置的蒸汽输入端与所述太阳能吸热装置的蒸汽输出端相连通，所述饱和蒸汽汇集装置的蒸汽输出端与所述排汽管道的输入端相连通；所述饱和蒸汽汇集装置的水工质输入端与所述给水系统的给水输出端相连通，所述饱和蒸汽汇集装置的水工质输出端与所述太阳能吸热装置的水工质输入端相连通。5.如权利要求4所述的供蒸汽系统，其特征在于，所述太阳能吸热装置的水工质输入端与所述饱和蒸汽汇集装置的水工质输出端通过下降管相连通；所述太阳能吸热装置的蒸汽输出端与所述饱和蒸汽汇集装置的蒸汽输入端通过上升管相连通。6.如权利要求1所述的供蒸汽系统，其特征在于，所述分流装置包括第一支路、第二支路和第一阀门；所述第一支路的输入端和输出端分别与所述排汽管道的输出端和所述换热单元的低温段入口相连通；所述降压单元设于所述第一支路上；所述第二支路的输入端和输出端分别与所述排汽管道的输出端和所述换热单元的高温段入口相连通；所述第一阀门设于所述第二支路上。7.如权利要求1所述的供蒸汽系统，其特征在于，还包括储热部、第二阀门、第三阀门、第一管道和第二管道；所述第一管道的输入端连通于所述排汽管道，所述第一管道的输出端连通于所述储热部的输入端；所述第二管道的输入端连通于所述储热部的输出端，所述第二管道的输出端连通于所述连通于所述排汽管道，且所述第二管道的输出端位于所述第一管道的输入端的下游；所述第二阀门设于所述第一管道上，所述第三阀门设于所述第二管道上。8.如权利要求7所述的供蒸汽系统，其特征在于，还包括第四阀门；所述第四阀门设于所述排汽管道上；所述第一管道的输入端位于所述第四阀门的上游；所述第二管道的输出端位于所述第
四阀门的下游。9.如权利要求2所述的供蒸汽系统，其特征在于，所述给水系统包括第三管道、除氧单元、给水管道和给水泵；所述第三管道的输入端与所述用户端的回水端和/或外界补水装置提供的补水相连通，所述第三管道输出端与所述除氧单元的水工质输入端相连通；所述除氧单元的给水输出端与所述太阳能吸热装置的水工质输入端通过所述给水管道相连通；所述给水泵设于所述给水管道上。10.如权利要求9所述的供蒸汽系统，其特征在于，还包括第四管道和液位控制阀；所述第四管道的输入端与所述换热单元的高温段出口相连通，所述第四管道的输出端与所述除氧单元的水工质输入端相连通；所述液位控制阀设于所述第四管道上。

技术总结

本发明公开了一种供蒸汽系统，通过设置饱和蒸汽发生装置、分流装置、换热单元、用户端，由饱和蒸汽发生装置产生饱和蒸汽，并由分流装置对饱和蒸汽进行分流，一路直接输出至换热单元的高温段入口，一路由降压单元进行降压形成降压蒸汽后输出至换热单元的低温段入口，两路蒸汽在换热单元内换热，将降压蒸汽转化为过热蒸汽，从而可输出至用户端进行供热和供汽，整个过程无需消耗化石能源或电力能源，解决了现有工业供热消耗大量能源的问题。有工业供热消耗大量能源的问题。有工业供热消耗大量能源的问题。