[實用新型]一種帶有超聲波消泡裝置的鍋爐汽包

有效

• 申請號: 201720562918.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN206958885U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 顧君蘋;吳玉新;呂俊復;劉青;張縵
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F22B37/22
• 分類號: F22B37/22
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本實用新型涉及一種鍋爐汽包，尤其涉及一種帶有超聲波消泡裝置的鍋爐汽包，屬于鍋爐設備技術領域。

背景技術

油田注汽鍋爐給水以稠油污水凈化軟化水為主，水中雜質較多，氯離子和鈉、鉀離子含量極高。鍋爐給水進入汽包后，由于飽和蒸汽的不斷蒸發，爐水不斷被濃縮，鍋水中容易引起水面起泡的物質的濃度也隨之增高，當濃度增高到一定程度后若不及時排污，易發生汽水共騰，在汽水界面上形成大量泡沫。另外，運行中負荷增加過大過快，使汽包壓力瞬間降低，也會發生汽水共騰現象。發生汽水共騰時，汽水界限難以分清，液位計內水位線急劇波動，汽包內水位顯示不正確，易造成鍋爐缺水事故；過熱蒸汽溫度明顯下降，影響鍋爐效率；飽和蒸汽攜帶大量鍋水，而鍋水中溶有多種鹽類物質，影響蒸汽品質，對設備造成損害，嚴重時蒸汽管道內會發生水沖擊。為了確保汽包和水冷壁在運行中的安全，保證正常生產，除了對給水及鍋水中的鹽離子濃度加以控制外，還必須在汽水共騰發生時采取有效措施，及時消除因汽水共騰而產生的汽水界面上的泡沫。為此，需要開發一種反應迅速、簡單、高效且經濟的鍋爐汽包以應對汽水共騰現象的發生。

實用新型內容

為了防止因鍋爐汽包中汽水共騰現象而對設備造成的危害，保證鍋爐效率和運行安全，及時且高效消除汽水界面上的泡沫層，本實用新型提出一種帶有超聲波消泡裝置的鍋爐汽包，該實用新型不僅結構簡單，易于實現，而且能達到很好的消泡效果。

本實用新型的技術方案如下：

一種帶有超聲波消泡裝置的鍋爐汽包，所述汽包設有給水管、垂直下降管、排污管和蒸汽引出管；在汽包內設有液位計和汽水分離裝置；其特征在于：在所述汽包內安裝一個或多個超聲波發生裝置；所述超聲波發生裝置頂置安裝在汽包的內壁面上，其底部高于汽包安全液位的上限，超聲波發生裝置通過導線與外部的高頻電源相連。

優選地，所述多個超聲波發生裝置頂置于汽包內壁面的中間部位及兩端的液位計附近。

本實用新型的上述技術方案中，所述超聲波發生裝置采用頻率在20～30kHz范圍內的超聲波發生裝置。

本實用新型所述鍋爐采用流化床鍋爐、煤粉爐、爐排爐、燃氣鍋爐或燃油鍋爐。

本實用新型具有以下優點及突出性的技術效果：①本實用新型在汽包頂部安裝超聲波發生裝置，當運行異常時開啟超聲波發生裝置，利用聲波使液體分子急劇運動，加之聲壓的作用，加速汽水界面上泡沫的破裂，可大大降低因汽水共騰而引發事故時帶來的危害；②本實用新型與調整燃燒、開啟排污和使用消泡網等手段相比，作用更加迅速、高效和可靠，在保證安全運行的條件下可采用更高含鹽量的軟化水，降低了油田污水處理成本；③能夠完全實現電動控制，可按需控制超聲波強度，能量利用率高；④本實用新型結構簡單、易于實施，可以與新建的或者舊的鍋爐配套使用，鍋爐可以是流化床鍋爐、煤粉爐、爐排爐、燃氣鍋爐或燃油鍋爐。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種帶有超聲波消泡裝置的鍋爐汽包結構原理示意圖。

圖中：1-汽包；2-液位計；3-給水管；4-垂直下降管；5-蒸發受熱面；6-排污管；7-汽水分離裝置；8-蒸汽引出管；9-超聲波發生裝置；10-導線。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本實用新型的原理、具體結構及最佳實施方式。

圖1為本實用新型提供的一種帶有超聲波消泡裝置的鍋爐汽包實施例的結構原理示意圖，該裝置包括汽包1、液位計2、蒸發受熱面5、汽水分離裝置7和超聲波發生裝置9；所述汽包1上設有給水管3、垂直下降管4、排污管6和蒸汽引出管8；超聲波發生裝置9的頂部固定安裝在汽包內壁面上，可以安裝一個或多個，超聲波發生裝置通過導線與外部的高頻電源相連。

超聲波發生裝置安裝在汽包的中部位置和兩端的液位計附近為好(本實施例安裝了3個超聲波消泡裝置)，其底部應高于汽包安全液位的上限。試驗研究表明，所述超聲波發生裝置9發出的頻率應在20～30kHz范圍內，對于流化床鍋爐、煤粉爐、爐排爐、燃氣鍋爐或燃油鍋爐的汽包均可使用。

本實用新型的機理及工作過程如下：

高含鹽量軟化水經省煤器預熱后由給水管引入汽包內，由垂直下降管經分配聯箱進入蒸發受熱面。鍋爐水受熱后變為低干度汽水混合物，回流入汽水分離裝置中，經汽水分離后的蒸汽從由蒸汽引出管引出汽包，分離出的給水回流入汽包中。汽包中設有一個或者多個液位計，以有效監視鍋爐汽包的液位。運行過程中，隨著飽和蒸汽的不斷蒸發，爐水不斷被濃縮，鍋水中容易引起水面起泡的物質的濃度也隨之增高，當引起起泡的物質的濃度較高時，汽水界面上就會產生泡沫層，發生汽水共騰現象，導致汽水界限難以分清，液位計內水位線急劇波動，無法正確監測汽包水位，且蒸汽大量帶水，對設備的高效安全運行造成危害。此時開啟超聲波發生裝置，并控制聲波強度，發出20～30kHz頻率的超聲波。聲波迅速作用于泡沫層，加速泡沫層液體分子的運動，同時產生聲壓的作用，從而消除汽水界面上的泡沫，使設備正常運行，隨后采取調整燃燒、開啟排污等方式以徹底消除汽水共騰現象。需要說明的是，超聲波發生裝置數量及頻率和聲波強度是隨著鍋爐及其系統的設計參數以及鍋爐的運行工況的變化而變化的。