[实用新型]适用于低压汽水分离的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种工业富余低压蒸汽领域的技术，具体是一种应用于低压蒸汽进汽轮机前的汽水分离过程的系统。

背景技术

在一些工业领域中存在较多的低温低压余热蒸汽资源，但由于其能量品位较低，可用性不高，导致大量排空而造成浪费。随着国家节能减排政策的推行和企业节能意识的提高，一种采用低温低压余热蒸汽进行发电的工艺方法正稳步推广，利用膨胀机将热能转化为电能，在此过程中，可以结合有机朗肯循环，或者是直接采用低压蒸汽朗肯循环，由于有机朗肯循环存在二次换热及有机工质泄露等问题，直接采用该蒸汽推动膨胀机发电具有更高的能量利用效率和可靠性。考虑到低温低压蒸汽品位较低，汽液分离过程不宜有太大压降损失，且蒸汽做功时基本属于靠近末级部分的叶片，液滴对叶片的侵蚀作用明显，提高汽液分离效率对于保证透平式膨胀机的安全十分关键，因此，需要优先考虑低阻力及高效特性的分离方式，但又必须考虑到传统公路运输及安装尺寸的限制，也有必要对其结构进行紧凑式设计。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中分离效率有限、应用的蒸汽参数较高、分离器阻力较大，且并没有针对低压高流量的蒸汽分离器等缺陷，提出一种适用于低压汽水分离的系统，采用初级均流技术即通过入口汽流均布装置中的圆筒形流量均布结构、筒壁及底部设有大量直径约 5～10mm的圆孔以匹配较高速度要求的分离器，采用二次均流技术，即通过由不同带勾型式及折板间距组成的流量均布筒结构来匹配较低流速要求的分离器，实现流量均布与速度的匹配；最终实现低温低压蒸汽的优化分离，通过系统集成的方法结合先进的汽液分离技术，以较低的代价实现高效的汽液分离，并满足进入汽轮机蒸汽的湿度要求。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种适用于低压汽水分离的系统，包括：由上而下依次设置于壳体内部的缓冲腔、分离腔和疏水腔，其中：分离器腔内依次设有丝网分离系统和流量均布筒，壳体侧面设有蒸汽出口。

所述的缓冲腔、分离腔和疏水腔之间均设有隔板，且缓冲腔出口接分离腔中流量均布筒入口，分离腔中疏水管接疏水腔入口。

为了确保出口流量的一致性，所述的流量均布筒采用偏心布筒方式，其中轴与壳体内部中轴之间偏离的距离需视分离腔及流量大小而定，通常在0.2～0.5m，且偏离方向为远离侧方出口一侧，通过偏心和预留面积的组合设计方式，可有效控制靠近出口处短路引起的流量分配不均问题。

所述的预留面积是指：丝网分离系统中正对蒸汽出口处的丝网模块靠近出口侧上设有一块钢板覆盖以增加阻力，钢板与丝网表面间距以0.01m左右为宜。

所述的缓冲腔内优选设有入口汽流均布装置，该入口汽流均布装置由网式流量均布罩组成，其结构为圆筒形，筒壁及底部设有若干直径约5～10mm的圆孔，其中圆筒底面开5mm圆孔，圆筒侧面开10mm圆孔，孔间距均以1.5倍孔径为宜，呈正三角形布置形式。

所述的流量均布筒的筒壁部分内设有用于汽液分离均流的非均一式折流板，筒腔部分内水平设有用于分离及导流稳压的均一式折流板，其中：非均一式折流板采用变间距的无勾折流板、单勾折流板以及双勾折流板；均一式折流板采用无勾折流板。

所述的筒壁部分的厚度，即非均一式折流板的宽度为130～250mm，折流板设计为由上到下的流通阻力逐步增加的形式且依次设置若干层无勾折流板、双勾折流板以及单勾折流板，其中逐层增加的阻力用以匹配筒内沿流量均布筒轴向的压力梯度变化，最终实现均布筒出口侧蒸汽流量的均布。

所述的折流板布置方式均为径向流动方式，折流次数以3～5次为主，具体视流速大小及流量而定。

所述的单勾折流板，优选其勾子方向朝流量均布筒的圆心方向。

所述的均一式折流板，优选通过沿流量均布筒的轴向截面设置八组支撑块实现无勾折流板与来流方向垂直布置，并且将流量均布筒内沿流动方向分隔为多个有效空间，在对主蒸汽流的径向分流效果的同时实现了各空间的逐级稳压均布作用。

所述的非均一式折流板优选通过圆钢串联起折流板，并将折板间相对位置固定，最后与丝网框架焊接固定。

所述的变间距的是指：由于折流板流量均布筒的筒腔部分的顶部和底部的总压差主要为入口蒸汽的动压，因此在折流板流通通道的阻力设计时，需将阻力设计为位于底部的单钩折流板比位于顶部的无勾折流板的流通阻力大一个入口蒸汽的动压值，即0.5ρv²，其中ρ为入口蒸汽的密度，v为入口蒸汽的平均流速，然后由下到上依据线性插值求出其它折流板通道的流通阻力，具体为：