前馈式疏水侧调控换热控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种换热器，具体涉及一种前馈式疏水侧调控换热控制系统。

背景技术：

蒸汽换热器使用非常广泛，传统的蒸汽换热器的结构如图1所示，包括换热器主体，换热器主体连通有蒸汽入口管道1、凝结水出口管道2、被加热介质入口管道3和被加热介质出口管道4，高温蒸汽通过蒸汽入口管道1进入到换热腔的一侧，冷介质通过被加热介质入口管道进入到换热腔的另一侧，因此，高温蒸汽和冷介质进行换热，高温蒸汽因放热而形成凝结水，并通过凝结水出口管道排出；而冷介质因吸热而转变为热介质，并通过被加热介质出口管道排出，由此实现利用高温蒸汽加热冷介质的目的，或者实现利用冷介质冷凝蒸汽的目的。

对于上述的蒸汽换热器，在使用过程中，通常需要维持被加热介质出口管道中的热介质温度为恒定的设定值，所以需要设置调节系统。传统的调节系统为：在蒸汽入口管道1安装有蒸汽进口调节阀5，在凝结水出口管道2安装有凝结水出口疏水阀6，在被加热介质出口管道安装有温度传感器。其调节原理为：控制器实时通过温度传感器采集到被加热介质出口温度值，并将其与设定值进行对比，根据偏差调节蒸汽进口调节阀的开度，也就是调节进蒸汽量，从而使被加热介质出口温度维持在设定值；而凝结水出口疏水阀则实时将凝结水疏走。

上述调节系统主要存在以下问题：(1)由于需要不断调节蒸汽进口调节阀5的开度，使凝结水压力低于蒸汽入口管道的压力，导致凝结水压力低，凝结水温度高，凝结水带汽率高，凝结水的压能和热能的利用率低的问题；(2)低负荷运行时，易出现失流失压水击现象，影响运行安全；(3)控制元件由大的蒸汽进口调节阀和凝结水出口疏水阀组成，系统复杂，故障率高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种前馈式疏水侧调控换热控制系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种前馈式疏水侧调控换热控制系统，包括换热器主体，换热器主体连通有蒸汽入口管道(1)、凝结水出口管道(2)、被加热介质入口管道(3)和被加热介质出口管道(4)；还包括蒸汽进口开关阀(7)、凝结水出口调节阀(8)、凝结水液位计(9)、被加热介质出口温度传感器、被加热介质入口温度传感器以及控制器；

其中，所述蒸汽进口开关阀(7)设置于所述蒸汽入口管道(1)上；所述凝结水出口调节阀(8)设置于所述凝结水出口管道(2)上；所述凝结水液位计(9)用于测量换热器内部凝结水液位值；所述被加热介质出口温度传感器设置于所述被加热介质出口管道(4)上；所述被加热介质入口温度传感器设置于所述被加热介质入口管道(3)上；

所述控制器的输入端分别与所述凝结水液位计(9)、所述被加热介质出口温度传感器和所述被加热介质入口温度传感器连接；所述控制器的输出端与所述凝结水出口调节阀(8)连接。

优选的，设置于所述蒸汽入口管道(1)上的所述蒸汽进口开关阀(7)是手动阀或自动阀。

优选的，所述前馈式疏水侧调控换热控制系统为板式换热器、管壳式换热器或盘管式换热器。

优选的，所述控制器为PLC、单片机或DCS可编程控制元件或系统。

优选的，所述控制器还连接有显示器和报警器。

本实用新型提供的前馈式疏水侧调控换热控制系统具有以下优点：

(1)凝结水的压能和热能的利用率高，蒸汽热能利用率高，避免资源浪费；

(2)具有结构简单、成本低、不易出现故障、使用寿命长、安全性能高的优点。

附图说明

图1为传统蒸汽换热器的结构示意图。

图2为本实用新型提供的前馈式疏水侧调控换热控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图2，本实用新型提供一种前馈式疏水侧调控换热控制系统，包括换热器主体，换热器主体连通有蒸汽入口管道1、凝结水出口管道2、被加热介质入口管道3和被加热介质出口管道4；还包括控制器、蒸汽进口开关阀7、凝结水出口调节阀8、凝结水液位计9、被加热介质出口温度传感器、被加热介质入口温度传感器以及控制器；

其中，蒸汽进口开关阀7设置于蒸汽入口管道1上；凝结水出口调节阀8设置于凝结水出口管道2上；凝结水液位计9用于测量换热器内部凝结水液位值；被加热介质出口温度传感器设置于被加热介质出口管道4上；被加热介质入口温度传感器设置于被加热介质入口管道3上；

控制器的输入端分别与凝结水液位计9、被加热介质出口温度传感器和被加热介质入口温度传感器连接；控制器的输出端与凝结水出口调节阀8连接。

实际应用中，控制器可采用PLC、单片机或DCS可编程控制元件或系统。前馈式疏水侧调控换热控制系统可以为各种形式，如，板式换热器、管壳式换热器或盘管式换热器等。凝结水液位计9、被加热介质出口温度传感器、被加热介质入口温度传感器均参与出口温度的控制。

控制器调节原理为：当换热器工作时，打开蒸汽进口开关阀7，并且，在换热器整个工作过程中，蒸汽进口开关阀一直处于打开状态，且其开度不变，因此，蒸汽入口管道与换热器内部压力基本为恒定值；控制器实时通过被加热介质出口温度传感器采集到被加热介质出口温度值，并实时通过被加热介质入口温度传感器采集到被加热介质入口温度值，并实时通过凝结水液位计采集到换热器内部凝结水液位值，然后根据后馈信号-被加热介质出口温度和前馈信号-被加热介质入口温度精确计算出工况变化后换热器热侧凝结水的液位新设定值，然后比较液位新设定值和液位当前值的偏差，根据液位偏差调整凝结水出口调节阀的开度，使凝结水液位迅速达到新设定值，使换热系统能实时适应工况变化，达到稳定被加热介质出口温度的目的。同时，根据热侧凝结水液位控制凝结水出口调节阀的开度，保证运行液位在最低和最高液位值之间。

由此可见，本实用新型取消传统蒸汽换热器进蒸汽管路上的蒸汽进口调节阀、疏水管路上的凝结水出口疏水阀，只需在换热器的疏水管路上加装凝结水出口调节阀即可。为了观察控制方便，控制器还连接有显示器，可实时显示控制器采集到的现场参数。另外，控制器也可以连接报警器和通信电路，可实现远程控制的功能。

本实用新型的本质是通过调节凝结水的出水流量，从而改变换热器内凝结水的液位，也就是利用凝结水挤占蒸汽的换热面积，达到改变换热量的目的。本实用新型提供的前馈式疏水侧调控换热控制系统具有以下优点：

(1)本实用新型为疏水侧调节技术，不需要对蒸汽侧调控，因此，凝结水的压力可达蒸汽管道压力的90％，大大提高了蒸汽压能的利用率，有效降低凝结水温度和凝结水带汽率，提高了凝结水的压能和热能的利用率，也可降低凝结水回收能耗。

(2)采用蒸汽换热疏水调节技术后，凝结水被强制换热，凝结水的温度永远低于设定值，同时由于凝结水液位存在，对换热器内蒸汽有封闭作用，可杜绝疏水漏汽现象，蒸汽热能利用率大大提高。

(3)采用蒸汽换热疏水调节技术后，换热器汽侧压力一直保持与蒸汽管路压力一致，杜绝低负荷时的失流失压水击问题，安全性能大大提高。

(4)采用三冲量控制技术的疏水调控蒸汽换热系统，液位控制在合理区间，避免漏汽和水击，安全性能大大提高。

(5)采用三冲量控制技术的疏水调控蒸汽换热系统，杜绝负荷降低时的滞后，减少温度波动时间，实现凝结水液位精准定位，提高被加热介质出口温度稳定性。

(6)控制元件为普通的调节阀，具有结构简单、成本低、不易出现故障、使用寿命长的优点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。