阅读说明：本技术 蒸汽输送系统及方法 (Vapor delivery system and method ) 是由 蓝晓晨 兰佛荣 邓卫卫 苏福彬 刘庆锋 谢明盛 王增东 李海彬 王俊翰 邱余熹 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种蒸汽输送系统及方法,其中蒸汽输送系统包括第一输送管(1)、第一控制阀(2)、第二输送管(4)、第二控制阀(5)和控制器(8),第一输送管(1)用于输送蒸汽,第一控制阀(2)设置在第一输送管(1)上用于调节第一输送管(1)的流量,第二输送管(4)与第一输送管(1)连通用于输送在第一输送管(1)中产生的冷凝水,第二控制阀(5)设置在第二输送管(4)上用于调节第二输送管(4)的流量,控制器(8)与第一控制阀(2)和第二控制阀(5)信号连接,以对第一控制阀(2)和第二控制阀(5)的开度进行控制。本发明通过控制器代替人工实现暖管,有效控制水锤现象的发生,提高蒸汽输送系统的稳定性和安全性。(The invention relates to a steam delivery system and a method, wherein the steam delivery system comprises a first delivery pipe (1), a first control valve (2), a second delivery pipe (4), a second control valve (5) and a controller (8), the first delivery pipe (1) is used for delivering steam, the first control valve (2) is arranged on the first delivery pipe (1) and used for adjusting the flow of the first delivery pipe (1), the second delivery pipe (4) is communicated with the first delivery pipe (1) and used for delivering condensed water generated in the first delivery pipe (1), the second control valve (5) is arranged on the second delivery pipe (4) and used for adjusting the flow of the second delivery pipe (4), and the controller (8) is in signal connection with the first control valve (2) and the second control valve (5) so as to control the opening degrees of the first control valve (2) and the second control valve (5). According to the invention, the controller replaces manpower to realize pipe heating, so that the water hammer phenomenon is effectively controlled, and the stability and the safety of the steam conveying system are improved.)

蒸汽输送系统及方法

技术领域

本发明涉及烟草机械技术领域，尤其涉及一种蒸汽输送系统及方法。

背景技术

蒸汽系统在停产后恢复生产时，蒸汽管道内会累积大量凝结水，如果供汽主阀门开启速度较快，没有足够的系统预热时间，并将及时排出冷凝水，系统容易发生“水锤”现象。“水锤”现象的主要危害是，当冷凝水到达管道拐弯处或阀门设备时，突然由高速到静止，就会将动能以压力的形式释放到转弯处的管壁或设备上，如果水锤速度很快，或冷凝水质量很大，就容易对管道及管道上的各类阀门造成损伤，严重时使管壁破裂。供汽主阀门开启速度过快的另外一个危害是管道温度上升过快，冬季停机状态下管道温度不足10℃，1MPa的饱和蒸汽温度约为184℃，短时间的过快温升可能会造成管道变形、破裂等一系列问题。

为使蒸汽管道、阀门、法兰等都受到均匀缓慢地加热，同时排出管内的凝结水，防止管道内产生水击而发生管道破损或阀门渗漏等一系列危害，可以对蒸汽管道进行预热，这个预热过程通常称之为“暖管”。“暖管”是否理想，主要通过凝结水的排放情况及管道阀门温度上升情况进行判断。

目前业内普遍通过人工操作进行排水和“暖管”，但人工操作存在以下问题：

一、暖管所需时间较长，劳动强度较大，同时对操作人员的职业道德素养要求较高；

二、对于蒸汽主管常用的截止阀，阀门开度的精确度较难掌握。

以上两个问题产生的共同后果就是，“水锤”现象仍然时有发生，对蒸汽系统的稳定运行带来了不确定因素，存在安全隐患。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种蒸汽输送系统及方法，减少“水锤”现象的发生，提高蒸汽输送系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种蒸汽输送系统，包括：

第一输送管，用于输送蒸汽；

第一控制阀，设置在第一输送管上，用于调节第一输送管的流量；

第二输送管，与第一输送管连通，用于输送在第一输送管中产生的冷凝水；

第二控制阀，设置在第二输送管上，用于调节第二输送管的流量；和

控制器，与第一控制阀和第二控制阀信号连接，以对第一控制阀和第二控制阀的开度进行控制。

在一些实施例中，蒸汽输送系统还包括第三输送管和疏水阀，第三输送管与第一输送管连通，疏水阀设置在第三输送管上。

在一些实施例中，蒸汽输送系统还包括第四输送管，第四输送管与第一输送管连通，第二输送管和第三输送管均与第四输送管连通。

在一些实施例中，蒸汽输送系统还包括与控制器信号连接的检测装置，检测装置用于检测第一输送管内的蒸汽温度和蒸汽压力以及第一输送管的管壁温度和管壁压力，控制器根据检测装置的检测结果控制第一控制阀和第二控制阀的开度。

在一些实施例中，检测装置包括第一检测装置，设置在第一控制阀的上游，用于检测第一输送管内的蒸汽温度和蒸汽压力。

在一些实施例中，检测装置还包括第二检测装置，设置在第一控制阀的下游，用于检测第一输送管管壁的温度和压力。

在一些实施例中，检测装置还包括第三检测装置，设置在第二检测装置的下游且邻近第一输送管的末端，用于检测第一输送管管壁的温度和压力。

为实现上述目的，本发明还提供了一种蒸汽输送方法，包括：

将第一控制阀和第二控制阀信号连接于控制器，第一控制阀设置在用于输送蒸汽的第一输送管上，第二控制阀设置在用于输送在所述第一输送管中产生的冷凝水的第二输送管上，第二输送管与第一输送管连通；

控制器发出使第二控制阀开启的信号；

经过第一预设时间后，控制器发出使第二控制阀关闭的信号，同时发出使第一控制阀开启的信号。

在一些实施例中，在控制器发出使第二控制阀开启的信号之前，还包括：

检测位于第一控制阀上游的第一检测位置处的管道内蒸汽温度和蒸汽压力；

控制器发出使第二控制阀开启的信号的操作包括：

在蒸汽温度和蒸汽压力达到第一预设条件时，控制器发出使第二控制阀开启的信号。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀开启的信号的操作包括：

同时发出使第一控制阀在第二预设时间内匀速或非匀速开启至总开度的第一比例的信号。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀开启的信号的操作还包括：

检测位于第一控制阀下游的第二检测位置处的第一管壁温度和第一管壁压力，在第一管壁温度和第一管壁压力达到第二预设条件时，控制器发出使第一控制阀在第三预设时间内匀速或非匀速开启至总开度的第二比例的信号，第二比例大于第一比例。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀开启的信号的操作还包括：

检测位于第二检测位置下游且邻近第一输送管末端的第三检测位置处的第二管壁温度和第二管壁压力，在第二管壁温度和第二管壁压力达到第三预设条件时，控制器发出第一控制阀在第四预设时间内匀速或非匀速开启至最大开度的信号。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀开启的信号的操作还包括：

第一控制阀开启至最大开度后，在第二管壁温度和第二管壁压力达到第四预设条件时，控制器发出减小第一控制阀的开度至总开度的第三比例的信号。

在一些实施例中，蒸汽输送方法还包括：

经过第五预设时间后，控制器发出使第一控制阀在第六预设时间内匀速或非匀速关闭的信号；

关闭第一控制阀后，控制器发出使第二控制阀打开的信号；

经过第七预设时间后，控制器发出使第二控制阀关闭的信号。

基于上述技术方案，本发明实施例通过控制器自动控制第一控制阀和第二控制阀的开启，代替人工，节省人工成本，还可以避免人工操作不易控制阀体开启精度而造成的影响，有效控制“水锤”现象的发生，提高蒸汽输送系统的稳定性和安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明蒸汽输送系统一个实施例的结构示意图。

图中：

1、第一输送管；2、第一控制阀；3、第四输送管；4、第二输送管；5、第二控制阀；6、第三输送管；7、疏水阀；8、控制器；9、第一检测装置；10、第二检测装置；11、第三检测装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，在本发明提供的蒸汽输送系统的一个实施例中，该输送系统包括第一输送管1、第一控制阀2、第二输送管4、第二控制阀5和控制器8，第一输送管1用于输送蒸汽，第一控制阀2设置在第一输送管1上用于调节第一输送管1的流量，第二输送管4与第一输送管1连通用于输送在第一输送管1中产生的冷凝水，第二控制阀5设置在第二输送管4上用于调节第二输送管4的流量，控制器8与第一控制阀2和第二控制阀5信号连接，以对第一控制阀2和第二控制阀5的开度进行控制。

在上述实施例中，通过控制器8自动控制第一控制阀2和第二控制阀5的开启，代替人工，节省人工成本，还可以避免人工操作不易控制阀体开启精度而造成的影响，有效控制“水锤”现象的发生，提高蒸汽输送系统的稳定性和安全性。

控制器8可以控制第一控制阀2和第二控制阀5的开启时间(即何时开启)、开度大小、开启速度和开启持续时长中的至少一个。

蒸汽输送系统还包括第三输送管6和疏水阀7，第三输送管6与第一输送管1连通，疏水阀7设置在第三输送管6上。

疏水阀7在输送蒸汽的过程中处于常开状态，通过设置疏水阀7，可以在蒸汽压力正常后一直保持疏水状态，及时排出管道内的冷凝水。

蒸汽输送系统还包括第四输送管3，第四输送管3为旁通管道，第四输送管3与第一输送管1连通，第二输送管4和第三输送管6均与第四输送管3连通。

蒸汽输送系统还包括与控制器8信号连接的检测装置，检测装置用于检测第一输送管1内的蒸汽温度和蒸汽压力以及第一输送管1的管壁温度和管壁压力，控制器8根据检测装置的检测结果控制第一控制阀2和第二控制阀5的开度。

通过设置检测装置，可以对管道内的蒸汽状态以及管壁状态进行及时监控，并为控制器8的控制提供数据支持，使控制器8能够有效地代替人工实现“暖管”目的，有效控制“水锤”现象的发生。

检测装置包括第一检测装置9，第一检测装置9设置在第一控制阀2的上游，第一检测装置9用于检测第一输送管1内的蒸汽温度和蒸汽压力。

第一检测装置9与汽源(比如锅炉)之间的距离可以为2m～3m。

通过设置第一检测装置9，可以检测蒸汽是否到达第一控制阀2的上游，从而为控制器8何时开启第二控制阀5以排出冷凝水提供数据支持。

检测装置还包括第二检测装置10，第二检测装置10设置在第一控制阀2的下游，第二检测装置10用于检测第一输送管1管壁的温度和压力。

通过设置第二检测装置10，可以检测第一控制阀2下游的管道状态，以使控制器8能够根据第二检测装置10的检测结果控制第一控制阀2的开启速度和开度大小。

检测装置还包括第三检测装置11，第三检测装置11设置在第二检测装置10的下游且邻近第一输送管1的末端，第三检测装置11用于检测第一输送管1管壁的温度和压力。

第二检测装置10可以位于第一控制阀2和第三检测装置11的中间位置，第二检测装置10与第一控制阀2之间的距离和第二检测装置10与第三检测装置11之间的距离相等。

第一输送管1的末端为第一输送管1的靠近与第一输送管1的下游连接的部件的一端，第三检测装置11与该部件之间的距离可以为1m～2m。

通过设置第三检测装置11，可以检测邻近第一输送管1末端的管道状态，从而为控制器8提供关于“暖管”进程的信息，使控制器8能够据此判断是否可以将第一控制阀2开启至最大开度。

通过设置第一检测装置9、第二检测装置10和第三检测装置11，控制器8可以根据第一检测装置9、第二检测装置10和第三检测装置11的检测结果有效控制第一控制阀2的开启进度，代替人工实现“暖管”目的，同时相比于人工操作来说，控制器8以蒸汽状态和管道状态为依据来控制第一控制阀2的开启进度，能够更加准确地使管道温度缓慢升高，有效保护管道和相关控制阀阀体，提高安全性。

第一检测装置9、第二检测装置10和第三检测装置11可以为能够检测温度和压力的传感器。

本发明还提供了一种蒸汽输送方法，该输送方法包括：

将第一控制阀2和第二控制阀5信号连接于控制器8，第一控制阀2设置在用于输送蒸汽的第一输送管1上，第二控制阀5设置在用于输送在所述第一输送管1中产生的冷凝水的第二输送管4上，第二输送管4与第一输送管1连通；

控制器8发出使第二控制阀5开启的信号；

经过第一预设时间后，控制器8发出使第二控制阀5关闭的信号，同时发出使第一控制阀2开启的信号。

这样操作可以在打开第一控制阀2之前，先通过第二输送管4输出在第一输送管1中存留的冷凝水，避免发生“水锤”现象，避免冷凝水对管道或其他部件产生的危害。

在一些实施例中，在控制器8发出使第二控制阀5开启的信号之前，还包括：

检测位于第一控制阀2上游的第一检测位置(对应上述的第一检测装置9所处位置)处的管道内蒸汽温度和蒸汽压力；

控制器8发出使第二控制阀5开启的信号的操作包括：

在蒸汽温度和蒸汽压力达到第一预设条件时，控制器8发出使第二控制阀5开启的信号。

通过检测第一控制阀2上游的蒸汽状态，控制器8可以判断是否有蒸汽到达第一控制阀2的上游，进而判断何时开启第二控制阀5。

第一预设条件可以为蒸汽温度达到第一预设温度，蒸汽压力达到第一预设压力。第一预设温度和第一预设压力的具体数值可以根据实际灵活设定。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀2开启的信号的操作包括：

同时发出使第一控制阀2在第二预设时间内匀速或非匀速开启至总开度的第一比例的信号。

比如，第一比例可以为5％、8％或者10％等。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀2开启的信号的操作还包括：

检测位于第一控制阀2下游的第二检测位置(对应上述的第二检测装置10所处位置)处的第一管壁温度和第一管壁压力，在第一管壁温度和第一管壁压力达到第二预设条件时，控制器8发出使第一控制阀2在第三预设时间内匀速或非匀速开启至总开度的第二比例的信号，第二比例大于第一比例。

通过检测第一控制阀2下游的管壁状态，控制器8可以判断是否可提高第一控制阀2的开度。第二预设条件可以为第一管壁温度达到

第二预设温度，第一管壁压力达到第二预设压力。第二预设温度和第二预设压力的具体数值可以根据实际灵活设定。

第二比例可以为10％、15％、18％或者20％等。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀2开启的信号的操作还包括：

检测位于第二检测位置下游且邻近第一输送管1末端的第三检测位置(对应上述的第三检测装置11所处位置)处的第二管壁温度和第二管壁压力，在第二管壁温度和第二管壁压力达到第三预设条件时，控制器8发出第一控制阀2在第四预设时间内匀速或非匀速开启至最大开度的信号。

第三预设条件可以为第二管壁温度达到第三预设温度，第二管壁压力达到第三预设压力。第三预设温度和第三预设压力的具体数值可以根据实际灵活设定。

通过检测邻近第一输送管1末端的管壁状态，控制器8可以判断“暖管”进程，判断整个第一输送管1是否已全部实现初步暖管，进而判断是否将第一控制阀2的开度调节至最大。

在一些实施例中，同时发出使第一控制阀2开启的信号的操作还包括：

第一控制阀2开启至最大开度后，在第二管壁温度和第二管壁压力达到第四预设条件时，控制器8发出减小第一控制阀2的开度至总开度的第三比例的信号。

这样设置可以在第二管壁温度和第二管壁压力达到第四预设条件时，通过适当减小第一控制阀2开度的方式来实现对第一输送管1的保护，防止第一输送管1的管壁温度和管壁压力太大而造成损害。

第三比例可以为98％、95％等。

第四预设条件可以为第二管壁温度达到第四预设温度，第二管壁压力达到第四预设压力。第四预设温度和第四预设压力的具体数值可以根据实际灵活设定。第四预设温度大于第三预设温度，第四预设压力大于第三预设压力。

在一些实施例中，输送方法还包括：

经过第五预设时间后，控制器8发出使第一控制阀2在第六预设时间内匀速或非匀速关闭的信号；

关闭第一控制阀2后，控制器8发出使第二控制阀5打开的信号；

经过第七预设时间后，控制器8发出使第二控制阀5关闭的信号。

在停止输送时，控制器8控制第一控制阀2缓慢关闭，避免蒸汽突然停止造成管壁温度急速下降；同时在关闭第一控制阀2后使第二控制阀5再开启一段时间，可以排出第一输送管1中产生的冷凝水，避免冷凝水存留在管道中。

第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间、第四预设时间、第五预设时间、第六预设时间和第七预设时间的具体数值可以根据实际情况自由选择，各个具体数值可以相同，也可以不同。另外，根据季节的不同，各个预设时间的具体数值也可以相应变化。

下面对本发明蒸汽输送装置及方法一个实施例的工作过程进行说明：

开始输送的流程为：

锅炉启动后，控制器8开始工作，暖管程序启动；

在第一检测装置9检测到第一检测位置处的蒸汽温度大于150℃，蒸汽压力大于0.4Mpa时，表明第一输送管1内开始有蒸汽，控制器8发出控制命令，第二控制阀5开启，将冷凝水排出，2分钟后第二控制阀5关闭；

第二控制阀5关闭后，控制器8发出控制命令，第一控制阀2在2分钟内缓慢开启至总开度的5％，蒸汽通过第一控制阀2进入阀门后端，进行暖管；

在第二检测装置10检测到第二检测位置处的第一管壁温度大于150℃，第一管壁压力大于0.4Mpa时，控制器8发出控制命令，第一控制阀2缓慢开启至10％的开度，加大蒸汽的通流流量；

在第三检测装置11检测到第三检测位置处的第二管壁温度大于150℃，第二管壁压力大于0.4Mpa时，控制器8发出控制命令，第一控制阀2在15分钟内匀速开启至全开的位置，继续加大蒸汽的通流流量，直至达到所需蒸汽的输送量。

其中，在冬季模式下，第一控制阀2开启至最大开度的时间可以比夏季模式更长一些。

在输送过程中，在第三检测装置11检测到第三检测位置处的第二管道温度达到额定温度，第二管道压力达到额定压力后，控制器8发出控制命令，第一控制阀2的开度减小至总开度的95％，以此来保护第一控制阀2。

停止输送时，控制器8发出控制命令，首先匀速缓慢关闭第一控制阀2，持续时间设定为1分钟，第一控制阀2关闭后，第二控制阀5缓慢开启，排水5分钟后第二控制阀5关闭。

通过对本发明蒸汽输送装置及方法的多个实施例的说明，可以看到本发明蒸汽输送装置及方法实施例可以通过控制器精准执行暖管和排水操作，减轻操作人员的作业强度，对输送管道进行暖管保护，有效地预防“水锤”产生，实现对输送管道的保护，有助于延长设备使用寿命，提高输送系统的安全性和稳定性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。