[發明專利]適用于低壓汽水分離的系統及方法

有效

• 申請號: 201710794103.3
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107376519B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 林鵬云;陸方;吳文廣;金俊;陳晶;姜永浩
• 申請（專利權）人: 上海匯閔能源科技有限公司
• 主分類號: B01D45/06
• 分類號: B01D45/06;B01D45/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種適用于低壓汽水分離的系統及方法，包括：由上而下依次設置于殼體內部的緩沖腔、分離腔和疏水腔，其中：分離器腔內依次設有絲網分離系統和流量均布筒，殼體側面設有蒸汽出口；流量均布筒的筒壁部分內設有用于汽液分離均流的非均一式折流板，筒腔部分內水平設有用于分離及導流穩壓的均一式折流板。本發明采用多級分步的核心理念來實現低溫低壓蒸汽的優化分離，通過系統集成的方法結合先進的汽液分離技術，以較低的代價實現高效的汽液分離，并滿足進入汽輪機蒸汽的濕度要求。

技術領域

本發明涉及的是一種工業富余低壓蒸汽領域的技術，具體是一種應用于低壓蒸汽進汽輪機前的汽水分離過程的系統及方法。

背景技術

在一些工業領域中存在較多的低溫低壓余熱蒸汽資源，但由于其能量品位較低，可用性不高，導致大量排空而造成浪費。隨著國家節能減排政策的推行和企業節能意識的提高，一種采用低溫低壓余熱蒸汽進行發電的工藝方法正穩步推廣，利用膨脹機將熱能轉化為電能，在此過程中，可以結合有機朗肯循環，或者是直接采用低壓蒸汽朗肯循環，由于有機朗肯循環存在二次換熱及有機工質泄露等問題，直接采用該蒸汽推動膨脹機發電具有更高的能量利用效率和可靠性?？紤]到低溫低壓蒸汽品位較低，汽液分離過程不宜有太大壓降損失，且蒸汽做功時基本屬于靠近末級部分的葉片，液滴對葉片的侵蝕作用明顯，提高汽液分離效率對于保證透平式膨脹機的安全十分關鍵，因此，需要優先考慮低阻力及高效特性的分離方式，但又必須考慮到傳統公路運輸及安裝尺寸的限制，也有必要對其結構進行緊湊式設計。

發明內容

本發明針對現有技術中分離效率有限、應用的蒸汽參數較高、分離器阻力較大，且并沒有針對低壓高流量的蒸汽分離器等缺陷，提出一種適用于低壓汽水分離的系統及方法，采用初級均流技術即通過入口汽流均布裝置中的圓筒形流量均布結構、筒壁及底部設有大量直徑約5～10mm的圓孔以匹配較高速度要求的分離器，采用二次均流技術，即通過由不同帶勾型式及折板間距組成的流量均布筒結構來匹配較低流速要求的分離器，實現流量均布與速度的匹配；最終實現低溫低壓蒸汽的優化分離，通過系統集成的方法結合先進的汽液分離技術，以較低的代價實現高效的汽液分離，并滿足進入汽輪機蒸汽的濕度要求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種適用于低壓汽水分離的系統，包括：由上而下依次設置于殼體內部的緩沖腔、分離腔和疏水腔，其中：分離器腔內依次設有絲網分離系統和流量均布筒，殼體側面設有蒸汽出口。

所述的緩沖腔、分離腔和疏水腔之間均設有隔板，且緩沖腔出口接分離腔中流量均布筒入口，分離腔中疏水管接疏水腔入口。

為了確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，其中軸與殼體內部中軸之間偏離的距離需視分離腔及流量大小而定，通常在0.2～0.5m，且偏離方向為遠離側方出口一側，通過偏心和預留面積的組合設計方式，可有效控制靠近出口處短路引起的流量分配不均問題。

所述的預留面積是指：絲網分離系統中正對蒸汽出口處的絲網模塊靠近出口側上設有一塊鋼板覆蓋以增加阻力，鋼板與絲網表面間距以0.01m左右為宜。

所述的緩沖腔內優選設有入口汽流均布裝置，該入口汽流均布裝置由網式流量均布罩組成，其結構為圓筒形，筒壁及底部設有若干直徑約5～10mm的圓孔，其中圓筒底面開5mm圓孔，圓筒側面開10mm圓孔，孔間距均以1.5倍孔徑為宜，呈正三角形布置形式。

所述的流量均布筒的筒壁部分內設有用于汽液分離均流的非均一式折流板，筒腔部分內水平設有用于分離及導流穩壓的均一式折流板，其中：非均一式折流板采用變間距的無勾折流板、單勾折流板以及雙勾折流板；均一式折流板采用無勾折流板。

所述的筒壁部分的厚度，即非均一式折流板的寬度為130～250mm，折流板設計為由上到下的流通阻力逐步增加的形式且依次設置若干層無勾折流板、雙勾折流板以及單勾折流板，其中逐層增加的阻力用以匹配筒內沿流量均布筒軸向的壓力梯度變化，最終實現均布筒出口側蒸汽流量的均布。