一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置的制作方法

本技术涉及控制装置，具体涉及一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置。

背景技术：

1、在化工、石油、制药等流程工业中，蒸汽加热器是一种广泛应用的关键设备，用于对工艺介质进行加热或精确的温度控制。传统的温度控制方案通常通过调节进入换热器壳程的蒸汽流量或压力来实现，具体表现为：在蒸汽管线上安装调节阀，根据工艺介质出口的温度反馈来动态调整阀门开度。

2、但是存在以下问题：

3、1、控制滞后与波动大，由于蒸汽侧存在较大的容积空间，当工况变化时，调节阀的动作需要较长时间才能影响到工艺介质的温度，导致系统响应迟缓，温度控制存在超调或振荡，难以实现精确的稳定控制。

4、2、能源效率低，为保证最不利工况下的热量需求，蒸汽调节阀通常需要保持较大的开度，导致蒸汽压力利用不充分，大量高品质能量的功损较大，能源浪费严重。

5、3、操作弹性差，当需要将工艺介质温度控制在一个较低的水平时，传统方法只能通过大幅关小蒸汽阀来实现，这极易导致阀门前后的压差过大，产生闪蒸、气蚀，损坏阀门并产生巨大噪音，工况调节范围受限。

6、4、无法利用负压效应，在蒸汽换热系统停机或低负荷时，壳程冷凝会导致内部形成真空，但传统系统缺乏有效利用该真空度的设计，往往需要通过真空破坏阀引入空气，从而错失了利用负压改善传热和节能的机会。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，用于解决传统设备控制滞后与波动大，由于蒸汽侧存在较大的容积空间，当工况变化时，调节阀的动作需要较长时间才能影响到工艺介质的温度，导致系统响应迟缓，温度控制存在超调或振荡，难以实现精确的稳定控制，能源效率低，为保证最不利工况下的热量需求，蒸汽调节阀通常需要保持较大的开度，导致蒸汽压力利用不充分，大量高品质能量的功损较大，能源浪费严重的问题。

2、本实用新型其中一实施例提供了一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，包括换热器，所述换热器的壳程设有蒸汽入口和凝液出口，管程设有工艺介质入口和出口；

3、其中，在所述凝液出口的管路上，设有一用于建立液封的袋型结构，通过该袋型结构使所述换热器的壳程实现低液位真空操作。

4、本实用新型的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，通过该袋型结构使所述换热器的壳程实现低液位真空操作。通过简单的结构改造，建立袋型液封，主动将换热器壳程变为低液位真空操作状态，为克服传统蒸汽温度控制中存在的控制滞后、精度不足、能耗高和操作弹性差提供了基础解决方案。

5、在其中一实施例中，所述袋型结构由凝液管线下沉形成的u形或v形弯构成。

6、在其中一实施例中，所述袋型结构的最低点设有排液口或排污口，并配套有相应的阀门。

7、在其中一实施例中，所述凝液出口的管路上，在所述袋型结构的后端还串接有疏水阀组和检查阀。

8、在其中一实施例中，所述疏水阀组为热静力式或热动力式疏水阀。

9、在其中一实施例中，所述蒸汽入口的管路上设有蒸汽压力调节阀，用于根据所述工艺介质出口的温度来调节进入壳程的蒸汽流量或压力。

10、在其中一实施例中，所述装置还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器设置于所述工艺介质出口的管路上，用于检测温度并传输信号至所述控制器，所述控制器输出控制信号至所述蒸汽压力调节阀。

11、在其中一实施例中，所述装置还包括一真空破坏阀，所述真空破坏阀设置于所述换热器壳程的顶部或与壳程相连的管道上。

12、在其中一实施例中，所述袋型结构的建立，使所述换热器壳程在运行时内部形成负压工况。

13、在其中一实施例中，所述工艺介质为乙烯。

14、以上技术方案所提供的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置具有以下有益效果：

15、1、通过在凝液管线上建立“袋型”液封结构，主动将换热器壳程变为 低液位真空操作状态。壳程由高压力蒸汽冷凝主导的相变传热转变为负压蒸汽冷凝主导的相变传热。“袋型”液封形成的负压蒸汽使得蒸汽温度明显降低。因此，工艺介质（乙烯）的出口温度对蒸汽压力的波动变得极其不敏感，从根本上消除了传统控制方式中难以解决的温度振荡和滞后问题。

16、2、通过“袋型”液封建立的低液位真空操作，使得壳程蒸汽温度降低，避免了传统方式下蒸汽过热度带来工艺侧超温，更重要的是，该系统可以在壳程内部稳定地维持一个较高的真空度（负压环境）。水的饱和温度随压力降低而下降，这意味着在较低的负压环境下，壳程热水在较低温度下即可沸腾汽化，从而在蒸汽入口压力不变的情况下，显著降低了有效的传热温差。这种“自抑制”效应使得系统能够以更少的蒸汽消耗量满足相同的工艺加热需求，实现了更好的节能降耗。

17、3、本实用新型通过调节“袋型”液封的高度或辅以蒸汽调节阀的微调，可以灵活地在壳程建立并维持不同的真空度，从而在不改变蒸汽源压力的前提下，实现对工艺介质出口温度的宽范围、平滑调节。例如，可以将乙烯温度稳定在远该蒸汽压力下饱和温度的任一设定值，这为生产优化提供了极大的灵活性，解决了传统方案在低负荷、低温度工况下调节困难、易发生设备损坏的问题。

18、4、低液位真空操作延长了设备使用寿命。同时，系统启停更加平稳，减少了因温度骤变引起的热应力冲击，壳程形成的负压环境是稳定可控的，避免了传统系统中因意外高真空可能导致的设备失稳风险。

19、5、本实用新型无需复杂昂贵的高精度控制阀或附加设备，其核心“袋型”结构可以利用现有管道布局进行简单改造即可实现，或在新设备设计中轻松集成，操作维护方便，适合于对现有装置的节能增效技术改造。

1.一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，包括换热器（100），所述换热器（100）的壳程设有蒸汽入口（200）和凝液出口（300），管程设有工艺介质入口和出口；

2.根据权利要求1所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，

10.根据权利要求5所述的一种用于调节蒸汽加热系统工艺温度的控制装置，其特征在于，