[发明专利]一种分流孔的设计方法及汽水分离器和蒸汽换热器组

说明书

本发明公开一种分流孔的设计方法及汽水分离器和蒸汽换热器组，利用分流孔孔径与分流孔两端的流体压力、流量、密度和分流孔孔长的关系设计汽水分离器的分流孔，汽水分离器包括分离管，分离管包括收缩段以及分别与收缩段两端相连接的扩大端，扩大端的最小内径等于收缩段的内径，收缩段内设置有分流孔；而且利用该汽水分离器组成了蒸汽换热器组，使蒸汽热量被充分利用，解决了蒸汽换热器组换热后冷凝水剩余热量大的问题，减小蒸汽消耗，达到节能减排的目的，提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及热交换领域，特别是涉及一种分流孔的设计方法及汽水分离器和蒸汽换热器组。

背景技术

加热工艺是炼油、石化、化工、钢铁、冶金、电力、热电、制药、轻工等领域常见的工艺过程。其中，蒸汽作为无毒、无污染、易传输、易控制等特点，被广泛应用于加热工艺过程中。

蒸汽由水经煤、油、气等化石燃料燃烧加热而产生；在炼油、石化企业中，蒸汽的消耗约占到该企业能耗的60％。其中，加热用蒸汽约占整个蒸汽消耗的70％，而绝大多数加热工艺是通过换热器实现的。

图1是传统蒸汽换热器组系统图，其中1号换热器的工作压力P1、2号换热器的工作压力P2以及储液罐工作压力P3的关系是P1P2P3，两个换热器分别消耗蒸汽后，凝结成水后进入储液罐统一回收，由于蒸汽凝结成水后，仍然带有大量的热量，而且工作压力越高，剩余的热量越大，例如0.5MPa的凝结水所含的热量占原来蒸汽热量的21％，10MPa的凝结水所含的热量占原来蒸汽热量的39％，所以目前的工艺系统存在能量浪费的问题，无法做到能量利用的最大化。

随着工业规模的不断扩大，能耗越来越大，会带来化石能源的大量浪费。因此，在换热器间进行热能高效利用，能够极大减少蒸汽的消耗，达到节能减排的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种分流孔的设计方法及汽水分离器和蒸汽换热器组，以解决上述现有技术存在的问题，使蒸汽热量充分利用，解决了蒸汽换热器组换热后冷凝水剩余热量大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种分流孔的设计方法，分流孔设置在汽水分离器中，用于分离蒸汽与高温凝液，分流孔两端分别为入口端和出口端，分流孔孔径与分流孔两端的流体压力、流量、密度和分流孔的孔长满足：

式中，入口端流体压力为P1，出口端流体压力为P2；流量为G，孔径为d，孔长为l；密度为ρ。

本发明还提供一种汽水分离器，包括分离管，分离管包括收缩段以及分别与收缩段两端相连接的扩大端，扩大端的最小内径等于收缩段的内径，收缩段内设置有分流孔。

优选的，扩大端为锥形结构，扩大端锥形面上设置有螺旋状导流槽。

优选的，分离管两端设置有法兰结构，法兰结构周圈边缘均布有安装孔。

优选的，分流孔与分离管同轴设置。

本发明还提供一种蒸汽换热器组，包括系统蒸汽总管路和与其连接的两个分管路，两个分管路分别与1号换热器和2号换热器相连；1号换热器与1号汽水分离器相连，1号汽水分离器的高温凝液出口与2号换热器相连；2号换热器与2号汽水分离器相连，2号汽水分离器的高温凝液出口与储液罐相连。

优选的，1号汽水分离器排出的凝液压力大于2号换热器的工作压力。

优选的，系统蒸汽总管路上设置有调节阀，并且分管路上设置有调节阀。

优选的，储液罐设置有凝液出流口。