一种锅炉连排水回收利用装置及其方法与流程

本发明涉及锅炉连排水回收利用领域，具体涉及一种锅炉连排水回收利用装置及其方法。

背景技术：

1、锅炉是一种将水加热并转化为蒸汽或热水的设备，广泛用于供暖、发电及工业生产，锅炉运行中，水在反复加热蒸发过程中，水中的钙、镁等矿物质及悬浮杂质不断浓缩，达到一定浓度后会析出并附着在锅炉受热面和管路内壁上，形成水垢。水垢的导热性能远低于金属，其存在会显著降低锅炉的传热效率，增加燃料消耗，严重时还会造成受热面局部过热，影响锅炉运行安全。

2、因此，锅炉运行中必须严格控制炉水中的杂质浓度，常规做法是持续从锅炉中排放出一部分杂质浓度较高的炉水，并同时补充经过处理的净水。这部分连续排放的高温污水即为连续排污水。

3、连排水排出时仍接近锅炉内的水温，携带大量余热，直接排放会造成可观的热能浪费，且杂质浓度高，连排水中含有大量悬浮杂质与结垢性物质。因此，对连排水进行回收利用时，通常将其引入回收装置，利用其携带的余热对净水进行预热，以降低锅炉加热净水的能耗。同时，连排水中的杂质在余热回收过程中会附着于换热壁面上形成污垢，使换热效率随运行时间逐渐下降，因此需要及时清除换热壁面上的杂质，此外，锅炉的连排水排放量随运行工况波动，回收装置还需根据进入的污水量自动调节污水的留存与排放，维持装置内的水位稳定。

4、现有锅炉连排水回收利用装置中，上述问题通常依靠多套独立部件分别解决，水位控制方面，多采用液位传感器检测回收装置内污水水位，由控制器根据检测信号控制电动排污阀的开闭，实现污水的留存与排放，除垢方面，多设置独立的除垢机构，如由电机驱动的刷头或刮板，定时启动或由人工操作，以清除换热壁面附着的杂质，水位控制与除垢分别依赖液位传感器、控制器、电动排污阀以及电机、刷头等多套独立的传感与执行部件，每一套均需电控系统驱动并依赖外部能源供电，一旦断电即无法工作，装置运行可靠性受供电条件制约，排污与除垢各自独立控制、互不联动，除垢时机无法随污水水位及杂质积聚量自适应调整，污水水位较低、杂质较少时除垢机构仍可能空转磨损，而污水水位较高、杂质大量积聚时又不能及时除垢，导致换热效率下降，传感、控制与执行部件数量多，装置结构复杂，制造成本高，故障点多，维护不便。

5、综上所述，现有锅炉连排水回收利用装置在余热回收过程中，对水位控制与换热面除垢的实现方式存在结构复杂导致的可靠性不足和成本较高等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锅炉连排水回收利用装置及其方法，实现了以单一部件同时对排污与除垢两个执行功能进行同步控制，无需电控系统与外部能源即可随水位变化自动完成排污与除垢，结构简洁、动作可靠，装置制造成本降低，详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种锅炉连排水回收利用装置，包括锅炉、回收罐、水轮机和回水泵，所述水轮机和回水泵之间设有传动轴，所述锅炉的污水口连接水轮机，锅炉污水驱动水轮机转动，所述水轮机经传动轴带动回水泵同步转动，所述水轮机连通回收罐，所述回收罐内设有连通回水泵的盘管；

4、所述回收罐顶部设有驱动轴，所述驱动轴内设有与驱动轴同步转动且可上下滑动的同步滑轴，所述同步滑轴底部连接安装轴，所述安装轴中段套设有随回收罐内污水水位浮动的气囊圈，所述安装轴顶部固定有顶板，所述安装轴底部固定有开合锥块，所述回收罐底部设有与开合锥块对接的排水口，所述开合锥块随气囊圈上浮而脱离排水口以排放污水，所述驱动轴底部转动设有离合盘，所述离合盘上设有擦板，所述离合盘底部开设有对接槽，所述气囊圈上浮推动顶板插入对接槽并扣合，使离合盘随驱动轴同步转动带动擦板擦除盘管外壁的杂质。

5、作为优选，所述驱动轴中部固定有随动盘，所述随动盘外圆周设有弯板，所述弯板向下弯折，所述弯板底部固定设有搅拌杆，所述弯板顶部高于擦板最顶部，所述弯板使搅拌杆绕驱动轴转动时覆盖擦板转动范围，所述搅拌杆转动经擦板擦除杆体杂质。

6、作为优选，所述安装轴与开合锥块之间设有支杆以使开合锥块底部位于排水口内，所述安装轴底部还固定有位于支杆顶部的托板，所述托板用于承托气囊圈底部，所述气囊圈位于托板和顶板之间的安装轴轴体以定位气囊圈。

7、作为优选，所述离合盘外圆周固定有连杆，所述连杆用于连接垫板和离合盘，所述连杆长度小于弯板长度，且所述擦板为柔性材质以适应搅拌杆的挤压，所述垫板一侧底部固定有同步杆，所述同步杆端部固定有同步套，所述同步套套设于支杆中段。

8、作为优选，所述顶板顶部开设有多个扣合斜面，所述顶板插入对接槽后随同步滑轴转动并使扣合斜面与对接槽扣合，所述同步滑轴为多边柱体以保障同步滑轴与驱动轴的上下滑动并保持同步转动。

9、作为优选，所述回收罐底部开设有安装槽，所述安装槽内固定有开合盘，所述排水口开设于开合盘中部，且所述排水口为自上而下直径逐渐缩小的锥形口，所述开合锥块与排水口适配，且所述开合锥块底部设有弧形对接头以引导开合锥块和排水口对接，所述开合盘底部固定有连通排水口的排水管，且所述回收罐底部固定有多个支架，所述支架用于抬高回收罐与安装面的距离以避让排水管管体，所述回收罐顶部固定有电机，所述电机输出轴固定设于驱动轴顶部。

10、作为优选，所述水轮机内转动设有多个水轮叶，连接多个所述水轮叶的轴体端部与传动轴同步转动，且所述传动轴另一端与回水泵的转轴固定连接。

11、作为优选，所述水轮机经水轮架固定于安装面，且水轮机出水口固定有排污管，所述排污管中部固定有管架，且所述排污管端部连通设有对接管，所述对接管连通回收罐内部。

12、作为优选，所述回水泵底部固定有回水架，所述回水泵进水口连通设有净水管，所述净水管连通外部净水源，且所述回水泵出水口设有连通盘管进水口的输水管，所述盘管出水口设有出水头，所述出水头连通锅炉的给水箱，由锅炉统一加压进炉，所述盘管为螺旋上升管道且贴合回收罐内壁。

13、所述锅炉连排水回收利用装置的方法，包括以下步骤：

14、a、锅炉污水经锅炉的污水口进入水轮机，驱动水轮机转动，水轮机经传动轴带动回水泵同步转动，污水经水轮机进入回收罐；

15、b、回水泵将净水送入盘管，盘管内净水经盘管壁与回收罐内污水换热；

16、c、回收罐内污水水位上升时，气囊圈随污水水位上浮，带动同步滑轴、安装轴及开合锥块同步上移，开合锥块脱离排水口，开启排水口排放污水，污水水位下降时，气囊圈随水位下沉，开合锥块复位封闭排水口，排水口的开启程度随气囊圈上浮量增大而增大，使排水流量与进水流量相适应；

17、d、污水水位继续上升至气囊圈推动顶板插入对接槽并扣合时，离合盘随驱动轴同步转动，带动擦板转动，擦除盘管外壁的杂质。

18、有益效果在于：1、本发明通过将气囊圈套设于安装轴上并使其随回收罐内污水水位浮动，气囊圈上浮时既带动开合锥块上移脱离排水口、开启排水口排放污水，又推动顶板上移插入对接槽并经扣合斜面扣合、使离合盘随驱动轴同步转动带动擦板擦除盘管外壁杂质，实现了以单一部件同时对排污与除垢两个执行功能进行同步控制，无需电控系统与外部能源即可随水位变化自动完成排污与除垢，结构简洁、动作可靠，装置制造成本降低。

19、2、通过水轮机与回水泵之间经传动轴连接，锅炉污水驱动水轮机转动并同步带动回水泵转动，实现了进入回收罐的污水流量与进入盘管的净水流量同步增减，无需额外的流量调控机构即可使换热工况始终匹配，避免了污水大量积聚而净水不足、或净水过量而污水余热不足的情况，在锅炉排污量波动时仍能自适应稳定运行。

20、3、通过回收罐内设有连通回水泵的盘管，回水泵将净水送入盘管，盘管内净水经盘管壁与回收罐内污水换热，实现了对锅炉连排污水余热的回收利用，预热后的净水回流锅炉给水箱，由锅炉统一加压进炉，降低了锅炉加热净水所需的能耗，实现能量回收。

21、4、通过开合锥块依靠自重及回收罐内污水压力封闭排水口、气囊圈随水位升降带动开合锥块升降，实现了排水口开度随污水水位连续变化，水位升高时开合锥块上移量增大、排水口开度增大、排水流量增大，排水流量与进水流量自动平衡，水位降低时开合锥块下移复位、排水口收小关闭，实现了水量大时排污快、水量小时污水滞留回收罐内的自适应排污，无需人工干预或电控调节。

22、5、通过顶板仅在气囊圈上浮至高位时才插入对接槽并与离合盘扣合，实现了仅在污水水位高、罐内杂质沉积多、顶部盘管被污水淹没且换热需求真实存在时才驱动擦板转动除垢，低水位时顶板与对接槽分离、离合盘不随转、擦板保持静止，避免了低水位工况下擦板的无效转动与磨损，延长擦板使用寿命。

23、6、通过回水泵转速随水轮机转速同步变化，在锅炉排污量减小、污水余热减少时回水泵转速相应降低，盘管内净水排出速度减慢、净水在盘管内停留时间延长，使有限的污水余热被更充分地传递给净水，净水获得更多的预热，优化了低负荷工况下的换热效果。