一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统及其使用方法
阅读说明：本技术 一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统及其使用方法 (Steam pipe network system for improving town heat supply efficiency and using method thereof ) 是由 刘领诚 于 2021-09-04 设计创作，主要内容包括：本申请涉及蒸汽管网的领域,公开了一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统及其使用方法,其结构包括用于连接热源厂和用户的蒸汽管道,所述蒸汽管道上设置有用于加热汽化冷凝水的加热部。本申请具有增加管道热效率的效果。(The application relates to the field of steam pipe networks, and discloses a steam pipe network system for improving town heat supply efficiency and a using method thereof. This application has the effect that increases the pipeline thermal efficiency.)
技术领域
本申请涉及蒸汽管网的领域，尤其是涉及一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统。
背景技术
热蒸汽作为工业生产所需的能量，多通过蒸汽管网输送给工业园区内的用户，蒸汽在沿蒸汽管网内输送的过程中无法避免地存在压力和温度的丧失，故如何提高蒸汽输送的热效率一直是热网领域研究的课题。
蒸汽管网在对高温蒸汽输送的过程中，由于高温蒸汽热量的丧失，一部分蒸汽无法避免地会在蒸汽管道内发生相变，从汽变成水，形成高温冷凝水残留在蒸汽管道内，高温冷凝水对用户无用，为保证用户端蒸汽的品质，现有技术多采用安装疏水阀的方式将需要将蒸汽管道内的高温冷凝水排出。
针对上述中的相关技术，由于从蒸汽管网中排出的高温冷凝水自身携带有较多的热量，高温冷凝水的流失造成能量的浪费以及管网热效率的不足。
发明内容
为了增加管网的热效率，本申请提供一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统。
本申请提供的一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统采用如下的技术方案：
一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统，包括用于连接热源厂和用户的蒸汽管道，所述蒸汽管道上有用于加热汽化冷凝水的加热部。
通过采用上述技术方案，将蒸汽管道内形成的冷凝水加热重新汽化供入至蒸汽管道内，避免了含有热量的冷凝水外排，大大降低蒸汽管网的热损，提高了蒸汽管网的输送热效率；通过加热冷凝水，于蒸汽管道内补充蒸汽的压力和温度，从而降低了蒸汽管道输入端蒸汽温度与压力的要求，采用最为基础和简单的蒸汽管道即可进行长距离的蒸汽输送，降低了长距离蒸汽输送对蒸汽管网结构和配置的要求，大大节约了蒸汽管网的成本；此外，蒸汽管道输入端蒸汽的压力和温度可控，便于蒸汽在蒸汽管道内运输的过程中，始终处于该蒸汽管道输送蒸汽的最佳温度，从而进一步提高蒸汽管道的输送热效率。
优选的，所述加热部包括连接于所述蒸汽管道上的加热段，所述加热段内壁底部开设有用于收集冷凝水的集水斗，所述集水斗处设置有用于加热所述集水斗内冷凝水的加热汽化装置。
通过采用上述技术方案，使对用户无用的冷凝水汽化进入蒸汽管道中，不仅有效的解决了冷凝水的问题，还可以减少对能量的浪费。
优选的，所述加热段沿所述蒸汽管道延伸方向设置有多个。
通过采用上述技术方案，尤其是在特长距离的蒸汽运输场景中，设置多个加热段，在加热段中将冷凝水加热汽化，形成高温高压的蒸汽，这样不仅可以及时的补充管道丧失的能量，还可以使蒸汽在最佳温度进行输送时，蒸汽管道的热损失率降到最低，大大减少了能源的浪费。
优选的，所述加热汽化装置包括设置于所述集水斗底部的电加热件，所述电加热件电连接有用于提供电能的光伏发电板和/或市政电网。
通过采用上述技术方案，采用光伏发电板于市政电网配合供电，在无法安装光伏发电板，或者光伏发电板无法使用时，市政电网及时对集水斗内的冷凝水进行加热汽化，采用光伏发电板供电，利用清洁能源为电加热件提供电能，有利于实现碳达峰和碳中和的长远目标，此外，利用光伏发电板供电还能满足偏远地区以及无人值守的应用场景。
优选的，所述加热汽化装置包括一端连接所述集水斗底部的集水管，所述集水管远离所述集水斗底部的一端连接有保温储水罐，所述保温储水罐的底部设置有电加热件，所述电加热件电连接有光伏发电板和/或市政电网。
通过采用上述技术方案，将蒸汽管道中产生的冷凝水汇集到保温储水罐中，待白天阳光充足时，光伏发电板工作给电加热件提供电能，使冷凝水加热汽化重新回到蒸汽管道内。
优选的，所述集水管远离所述集水斗底部的一端可拆卸连接有汇水管，所述汇水管远离所述集水管的一端连接所述保温储水罐内的顶部。
通过采用上述技术方案，汇水管可拆卸更加有利于保温储水罐的移动。
优选的，所述保温储水罐顶部连接有溢流管，所述溢流管上安装有疏水阀。
通过采用上述技术方案，当保温储水罐承满冷凝水后，疏水阀打开，多余的冷凝水通过溢流管排出到保温储水罐外，可以使冷凝水数量过多时，冷凝水依旧可以排出蒸汽管道外。
优选的，于市政电网提供峰电期间，断开电加热件与市政电网之间的电连接；于市政电网提供谷电期间，市政电网为所述电加热件供电。
通过采用上述技术方案，只采用市政电网中的谷电为电加热件提供电能，有利于电能的充足利用，避免了能源的损耗。
优选的，待所述保温储水罐收集冷凝水后，断开所述汇水管与所述集水管之间的连接，运输所述保温储水罐至热源厂对冷凝水做进一步加热处理后，再将所述保温储水罐运回，将所述汇水管与所述集水管重新连接。
通过采用上述技术方案，将冷凝水集中进行处理，不仅减少能源的浪费，还简化了系统的整体结构，降低了安装成本。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
本申请通过将对用户无用的冷凝水加热汽化并供入至蒸汽管道内，避免了含有热量的冷凝水外排，大大降低蒸汽管网的热损，提高了蒸汽管网的输送热效率。
通过蒸汽管道上沿其延伸方向间隔设立有多个加热部，分多次对蒸汽管道内的蒸汽进行压力和热量的补偿，从而降低了蒸汽管道供入端处蒸汽的压力和温度，继而，降低了蒸汽管道对保温、耐压等多个维度性能的要求，简化了管网结构和配置，大大节约了蒸汽管网的成本。
通过使用光伏发电板给电加热件提供电能，利用清洁能源实现蒸汽管网传输热效率的提升，绿色环保，有利于实现碳达峰和碳中和的长远目标，此外，利用光伏发电板供电特别适用于偏远地区以及无人值守等场景。
通过控制蒸汽管道输入端蒸汽温度以及电加热件的发热功率，即可实现蒸汽在蒸汽管道内长距离运输的过程中，始终处于该蒸汽管道输送蒸汽的最佳温度范围内，从而进一步减少在长距离输送过程中热量的损耗，减少了能源的浪费，提高了热网的热效率。
附图说明
图1是本申请实施例1的一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统的结构示意图。
图2是本申请实施例1处的加热部的结构示意图。
图3是本申请实施例2处的加热部的结构示意图。
图4是本申请实施例3处的加热部的结构示意图。
图5为图4中的A-A向剖视图。
附图标记说明：1、热源厂；2、加热部；3、蒸汽管道；4、用户；5、加热段；6、电加热件；7、集水斗；8、光伏发电板；9、市政电网；10、集水管；11、汇水管；12、保温储水罐；13、疏水阀；14、溢流管。
具体实施方式
以下结合实例附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统。
实施例1：
参照图1和图2，一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统, 包括用于将热蒸汽从热源厂1输送给用户4的蒸汽管道3，蒸汽管道3上沿其延伸方向间隔设立有多个用于加热冷凝水至饱和状态、便于冷凝水重新汽化进入蒸汽管道3内的加热部2，加热部2包括连接于蒸汽管道3上的加热段5，加热段5为连接在蒸汽管道3上的一段，加热段5内壁的底部开设有集水斗7，加热段5上于集水斗7的底部固定有电加热件6，本实施例中，电加热件6采用电热丝，电加热件6电连接有用于提供电能的光伏发电板8，光伏发电板8设置于蒸汽管道3外。
实施例1的实施原理为：使用时，热源厂1生产的高温高压蒸汽输入蒸汽管道3中，利用蒸汽管道3输送给用户4进行使用。
蒸汽管道3在长距离的运输过程中会产生冷凝水，冷凝水在重力的作用下会汇集在蒸汽管道3内的底部，接着在蒸汽气流的带动下流入并汇集在集水斗7内，待白天光伏发电板8工作时，为电加热件6提供电能，电加热件6对冷凝水加热，使其汽化并供入至蒸汽管道3内，本申请通过将对用户4无用的冷凝水汽化并供入至蒸汽管道3内，避免了含有热量的冷凝水外排，大大降低蒸汽管网的热损，提高了蒸汽管网的输送热效率。
通过蒸汽管道3上沿其延伸方向间隔设立有多个加热部2，分多次对蒸汽管道3内的蒸汽进行压力和热量的补偿，从而降低了蒸汽管道3供入端处蒸汽的压力和温度，继而，降低了蒸汽管道3对保温、耐压等多个维度性能的要求，简化了管网结构和配置，大大节约了蒸汽管网的成本。
蒸汽管道3的保温性能与在其内部输送的蒸汽温度有关，通过获取蒸汽管道3输送蒸汽的最佳温度，再加以控制蒸汽管道3输入端蒸汽温度以及电加热件6的发热功率，即可实现蒸汽在蒸汽管道3内长距离运输的过程中，始终处于该蒸汽管道3输送蒸汽的最佳温度范围内，从而进一步减少在长距离输送过程中热量的损耗，减少了能源的浪费，提高了热网的热效率。
通过光伏发电板8给电加热件6提供电能，利用清洁能源实现蒸汽管网传输热效率的提升，绿色环保，有利于实现碳达峰和碳中和的长远目标，此外，利用光伏发电板8供电还能满足偏远地区以及无人值守的应用场景。
实施例2：
参照图3，一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统,与实施例1的不同之处在于，电加热件6电连接有用于提供电能的市政电网9。
实施例2的实施原理为：与实施例1相比，使用时，本实施例只采用市政电网9中夜间的谷电为电加热件6提供电能，有利于谷电的充足利用，避免了能源的损耗。
实施例3：
参照图4和图5，一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统,与实施例1的不同之处在于，加热部2还包括设置于加热段5内的集水管10，集水管10的一端连接集水斗7底部，多个集水管10远离集水斗7底部的一端均通过管道连接有汇水管11，汇水管11与集水管10可拆卸连接，汇水管11远离集水管10的一端连接有保温储水罐12，保温储水罐12内的底部安装有电加热件6，本实施例中，电加热件6采用电热丝，电加热件6电连接有光伏发电板8，使用时，蒸汽管道3内的汽压将多个集水斗7的冷凝水依次通过集水管10和汇水管11压入至保温储水罐12中，再利用电加热件6对收集到的冷凝水做集中加热处理，保温储水罐12内的冷凝水加热汽化后，保温储水罐12内的汽压增加，实现冷凝水重新汽化回流至蒸汽管道3内，其中，汇水管11远离集水管10的一端延伸至保温储水罐12内的顶部，从而便于保温储水罐12内热蒸汽通过汇水管11回流至蒸汽管道3内，同时避免位于保温储水罐12底部的冷凝水回流至集水斗7内。
保温储水罐12顶部连接有溢流管14，溢流管14上安装有疏水阀13，当保温储水罐12收集满冷凝水后，疏水阀13打开，多余的冷凝水通过溢流管14排出到保温储水罐12外。
相比于实施例1，本实施例使用时，将多个集水斗7内的冷凝水一起汇集至保温储水罐12中，光伏发电板8为电加热件6供电，电加热件6将冷凝水加热到蒸汽状态，同时增加了保温储水罐12内的压力，当保温储水罐12的压力大于蒸汽管道3内的压力时，保温储水罐12内的水蒸汽通过汇水管11与集水管10回到蒸汽管道3当中，从而实现了对蒸汽管网温度和压力的补偿。通过将多个加热部2的冷凝水汇集在保温储水罐12中进行处理，简化了系统的整体结构，降低了成本，提高了电加热件6的利用率。
本实施例一种提高城镇供热效率的蒸汽管网系统的使用方法：日照充足时，光伏发电板8工作给电加热件6提供电能，使冷凝水加热汽化重新回到蒸汽管道3内，采用光伏发电板8供电不仅有效地解决了电加热件6的供电问题，还有利于实现在偏远地带设置加热部2，提高了清洁能源的使用率，更加符合社会可持续发展这一目标。
日照不足时，可以选择市政电网9进行连接，加热冷凝水汽化；此外，保温储水罐12收集满冷凝水时，还可以选择断开汇水管11与集水管10之间的连接，断开电加热件6与光伏发电板8之间的连接，运输保温储水罐12至热源厂1对冷凝水做进一步加热处理后，冷凝水汽化产生高温高压的蒸汽于保温储水罐12内，再将所述保温储水罐12运回，将汇水管11远离保温储水罐12的一端与集水管10远离集水斗7的一端重新连接，利用保温储水罐12内的压力将其内部的气体全部挤入蒸汽管道3中。
相比于实施例3，本实施例使用时，通过将多个加热部2的冷凝水汇集在保温储水罐12中，保温储水罐12中的冷凝水集中进行处理，将保温储水罐12运送到热源厂进行加热，充分利用热源厂内多余的热量，不仅节约能源的使用，还简化了系统的整体结构，降低了安装成本。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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