本發(fā)明屬于鍋爐壓力容器，具體涉及一種壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
1、鍋爐壓力容器是鍋爐與壓力容器的全稱，因?yàn)樗麄兺瑢儆谔胤N設(shè)備，在生產(chǎn)和生活占有很重要的位置。
2、目前市場上的鍋爐壓力容器排氣管道通常為單層設(shè)計(jì)，其整體隔熱及耐腐蝕性能較差，使用壽命較低，且使用過程中易產(chǎn)生較大噪音，壓力過大時易產(chǎn)生管道破裂現(xiàn)象，同時，現(xiàn)有排氣管道不具有冷卻效果，排出氣體溫度較高，易產(chǎn)生環(huán)境污染，環(huán)保性較差。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了一種鍋爐壓力容器排氣管道，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
3、相關(guān)技術(shù)中cn212537795u公開了一種鍋爐壓力容器排氣管道，排氣管道本體由外殼體和內(nèi)殼體組成，內(nèi)殼體的內(nèi)部設(shè)置有聚集區(qū)，聚集區(qū)的上方設(shè)置有分散區(qū)，且聚集區(qū)與分散區(qū)之間設(shè)置有排氣閥，分散區(qū)的上方設(shè)置有消音區(qū)。將排氣管道設(shè)計(jì)為雙層結(jié)構(gòu)，有效提高其隔熱及耐腐蝕性能，延長排氣管道的使用壽命，且內(nèi)殼體內(nèi)部設(shè)置有聚集區(qū)、分散區(qū)和消音區(qū)三層結(jié)構(gòu)，聚集區(qū)由下至上為錐形結(jié)構(gòu)，能夠?qū)怏w聚集在排氣閥上，控制排氣閥自動打開或關(guān)閉，同時，該設(shè)計(jì)能夠延長氣體在內(nèi)殼體內(nèi)停留的時間，提高氣體冷卻效果，且具有消音降噪的效果。
4、該中冷卻降溫方式，在排氣高峰期需要連續(xù)高效循環(huán)冷卻水，降溫能耗偏高，且循環(huán)水降溫存在換熱效率偏低問題，管道末端排出氣體溫度仍可能偏高。而隨著氣體沿管道流通，越靠近末端溫度越低，溫差的減小使得冷卻液換熱降溫效率趨于降低，想要徹底降溫則必然要增加高溫氣體流路長度或者增加通入的冷卻液量或者延長氣體與冷卻液的換熱時間。顯然，延長管路會增加設(shè)備成本，增加冷卻液流量則需要冷卻液泵送系統(tǒng)工作更長時間，能耗增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗且對排出氣體降溫徹底的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)及其控制方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體提供的技術(shù)方案如下：
3、一種壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，包括用于排出高溫氣體的排氣管道；所述排氣管道包括內(nèi)管、外管以及設(shè)置在內(nèi)管和外管之間用于流通冷卻液的冷媒盤管，冷媒盤管兩端分別連通有冷媒進(jìn)管和冷媒出管；排氣管道末端連通有用于向排出氣體中混入冷空氣以降低排氣溫度的氣冷裝置；
4、所述氣冷裝置包括，
5、外筒，外筒固定連接于排氣管道末端；
6、設(shè)置于外筒內(nèi)的錐形進(jìn)氣嘴，錐形進(jìn)氣嘴連接于外筒靠近排氣管道的一端且內(nèi)徑向遠(yuǎn)離排氣管道方向逐漸減??；
7、以及設(shè)置于外筒內(nèi)的內(nèi)筒，內(nèi)筒長度小于外筒且兩端外緣與外筒內(nèi)壁之間固定連接有環(huán)板；環(huán)板與錐形進(jìn)氣嘴之間形成有進(jìn)氣腔，內(nèi)筒外圓周側(cè)壁與外筒內(nèi)圓周側(cè)壁之間形成夾腔；環(huán)板上開有若干連通進(jìn)氣腔和夾腔的連通孔，外筒筒壁開有若干連通夾腔的進(jìn)氣孔；
8、所述冷媒進(jìn)管包括依次連通的供給段、盤管段和導(dǎo)出段，其中盤管段位于夾腔內(nèi)且纏繞設(shè)置于內(nèi)筒外壁。
9、通過采用上述技術(shù)方案，在排氣管道末端設(shè)置氣冷裝置，可對經(jīng)過冷卻液換熱降溫后的氣體進(jìn)一步降溫，使得最終排出的氣體溫度接近室溫，對壓力容器排出的高溫氣體降溫更徹底。氣冷裝置的特定構(gòu)造使得氣體自噴氣嘴噴出進(jìn)入內(nèi)筒時，氣流速度增加、氣壓降低，從而經(jīng)由進(jìn)氣腔、連通孔、夾腔及進(jìn)氣孔將外界低溫空氣吸入并混合均勻，達(dá)到降溫目的，該種降溫方式無需額外配備氣體循環(huán)供給系統(tǒng)，提升對排出氣體降溫效果的同時不增加能耗。其中，冷媒盡管的盤管段設(shè)于夾腔，利于降低進(jìn)入進(jìn)氣腔的空氣溫度，利于氣冷降溫效果的充分發(fā)揮。同時，需要注意的時，排氣管道進(jìn)口側(cè)的氣體溫度高、密度小，如果將氣冷裝置設(shè)置于排氣管道的進(jìn)氣側(cè)，則可能因氣體密度小導(dǎo)致引入外界冷空氣效果不佳。因而，氣冷裝置以設(shè)置在排氣管道末端為佳，可確保氣冷裝置順暢穩(wěn)定運(yùn)行。
10、進(jìn)一步地，還包括覆蓋外筒上進(jìn)氣孔的進(jìn)氣罩，所述進(jìn)氣罩連通有供氣管，所述供氣管包括明管段和埋設(shè)于地下的暗管段。借助進(jìn)氣罩和供氣管可向夾腔供給低溫空氣，埋設(shè)于地下的暗管段可減少換熱，導(dǎo)入夾腔的空氣溫度接近或者低于室溫，降溫效果更佳。
11、進(jìn)一步地，所述外筒包括螺紋連接的固定段和可調(diào)段，環(huán)板及內(nèi)筒均設(shè)置于可調(diào)段內(nèi)。根據(jù)排氣溫度高低，可調(diào)節(jié)固定端和可調(diào)段相對位置，即改變進(jìn)氣腔的大小或者錐形進(jìn)氣嘴插入內(nèi)筒的深度，從而調(diào)節(jié)混氣降溫效果。
12、進(jìn)一步地，所述連通孔的孔徑小于進(jìn)氣孔，更利于順暢引入冷空氣，實(shí)現(xiàn)氣冷降溫。
13、進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒外壁設(shè)置有隔熱材料層。
14、進(jìn)一步地，所述盤管段包括若干根獨(dú)立的螺旋支管，若干螺旋支管環(huán)繞內(nèi)筒軸線等間隔分布。
15、進(jìn)一步地，所述冷媒盤管包括若干根獨(dú)立的冷媒支管，若干冷媒支管環(huán)繞排氣管道軸線等間隔分布。
16、進(jìn)一步地，所述外筒遠(yuǎn)離排氣管道一端固定設(shè)有格柵板，格柵板上網(wǎng)孔孔徑自格柵板中心向周緣逐漸增大。
17、進(jìn)一步地，所述冷媒進(jìn)管還包括與盤管段并聯(lián)設(shè)置的中間管段。根據(jù)實(shí)際需要，可借助中間管段增加導(dǎo)入至內(nèi)管、外管之間冷卻液的量，以將進(jìn)入至氣冷裝置的氣體溫度維持在相對穩(wěn)定程度，不因氣體溫大幅度變化造成氣冷效果波動。
18、進(jìn)一步地，所述盤管段安裝有比例電磁閥(proportional?solenoidvalve)，所述比例電磁閥連接有控制器，所述控制器連接有溫度傳感器；所述溫度傳感器設(shè)置于排氣管道內(nèi)，且位于排氣管道進(jìn)氣側(cè)。控制器可以是plc、微控制器等?；跍囟葌鞲衅鳌⒖刂破骱捅壤姶砰y可根據(jù)溫度變化，動態(tài)調(diào)整流經(jīng)夾腔冷卻液的流量大小，從而確保最佳降溫效果。
19、另一方面，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于前述壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)的控制方法，步驟如下：
20、s1、溫度傳感器檢測排氣管道內(nèi)氣體溫度并輸出相應(yīng)的溫度信號，輸出的溫度信號接入控制器的模擬輸入端口；
21、s2、控制器根據(jù)溫度信號計(jì)算并輸出相應(yīng)的控制信號，控制器輸出的控制信號連接到比例電磁閥的驅(qū)動電路；
22、s3、比例電磁閥根據(jù)輸入的控制信號的大小調(diào)整閥芯位置，從而調(diào)節(jié)流量；如果溫度高于設(shè)定值，控制器輸出信號增大，比例電磁閥增加；如果溫度低于設(shè)定值，控制器輸出信號減小，比例電磁閥減小。
23、本發(fā)明具有如下有益效果：
24、一、本發(fā)明在冷媒盤管降溫的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)置氣冷裝置，利用高速氣流吸入低溫空氣快速混勻，實(shí)現(xiàn)對經(jīng)冷媒降溫后氣體的進(jìn)一步冷卻，降溫徹底；
25、二、氣冷裝置可直接導(dǎo)入低溫空氣，無需增加額外供氣系統(tǒng)，能耗低；冷媒進(jìn)管包括設(shè)置位于夾腔的盤管段，可對空氣進(jìn)行預(yù)冷，利于充分發(fā)揮氣冷效果；
26、三、優(yōu)選方案中可借助溫度傳感器、控制器及比例電磁閥，可調(diào)控流經(jīng)夾腔冷卻液流量的大小，動態(tài)分配用于冷媒降溫和氣冷降溫的冷卻液流量，以適應(yīng)壓力容器排出氣體溫度的波動變化。
1.一種壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，包括用于排出高溫氣體的排氣管道(2)；所述排氣管道(2)包括內(nèi)管(21)、外管(22)以及設(shè)置在內(nèi)管(21)和外管(22)之間用于流通冷卻液的冷媒盤管(3)，冷媒盤管(3)兩端分別連通有冷媒進(jìn)管(31)和冷媒出管(32)，其特征在于：排氣管道(2)末端連通有用于向排出氣體中混入冷空氣以降低排氣溫度的氣冷裝置(4)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述外筒(41)包括螺紋連接的固定段(411)和可調(diào)段(412)，環(huán)板(44)及內(nèi)筒(42)均設(shè)置于可調(diào)段(412)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述連通孔(441)的孔徑小于進(jìn)氣孔(4121)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)筒(42)外壁設(shè)置有隔熱材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述盤管段(312)包括若干根獨(dú)立的螺旋支管，若干螺旋支管環(huán)繞內(nèi)筒(42)軸線等間隔分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述冷媒盤管(3)包括若干根獨(dú)立的冷媒支管，若干冷媒支管環(huán)繞排氣管道(2)軸線等間隔分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述外筒(41)遠(yuǎn)離排氣管道(2)一端固定設(shè)有格柵板(413)，格柵板(413)上網(wǎng)孔孔徑自格柵板(413)中心向周緣逐漸增大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述冷媒進(jìn)管(31)還包括與盤管段(312)并聯(lián)設(shè)置的中間管段(314)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)，其特征在于：所述盤管段(312)安裝有比例電磁閥(6)，所述比例電磁閥(6)連接有控制器(7)，所述控制器(7)連接有溫度傳感器(8)；所述溫度傳感器(8)設(shè)置于排氣管道(2)內(nèi)，且位于排氣管道(2)進(jìn)氣側(cè)。
10.應(yīng)用于權(quán)利要求9所述壓力容器的低能耗冷卻系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：步驟如下，