一种工业蒸汽的多级水汽分离方法及系统

本发明涉及蒸汽水回收，具体而言，涉及一种工业蒸汽的多级水汽分离方法及系统。

背景技术：

1、在制造业领域，众多生产流程中均涉及大量水资源的使用，其中多数用于生成蒸汽，以满足加热、压力传输等工艺需求。然而，现阶段许多企业却在蒸汽生成后径直排放，从而导致水资源浪费以及运营成本上升。为解决这一问题，工业企业普遍配备了蒸汽水回收系统，以降低水资源浪费和运营成本增长。

2、但是，由于生产工艺、产量和季节等因素的影响，蒸汽的品质常常表现出高温、中温和低温等宽温域变化现象，而传统的蒸汽水回收设备往往为单一温度区间的蒸汽水回收设备，无法同时高效满足宽温域蒸汽的水回收，同时还用于造成蒸汽水回收设备的寿命缩短，进而增加较大的维修费用。

3、因此，急需发明一种能自适应高温、中温和低温等宽温域变化现象的蒸汽水回收技术，用于解决当前技术中蒸汽水回收设备无法满足宽温域蒸汽的水回收造成的回收效率低下以及设备维修成本较高的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种工业蒸汽的多级水汽分离方法及系统，旨在解决当前技术中蒸汽水回收设备无法满足宽温域蒸汽的水回收造成的回收效率低下以及设备维修成本较高的问题。

2、本发明提出了一种工业蒸汽的多级水汽分离系统，包括：

3、蒸汽分流器，与待回收蒸汽设备相连通，所述蒸汽分流器用于将所述待回收蒸汽设备内的蒸汽进行分流；

4、蒸汽分离组，与所述蒸汽分流器相连通，所述蒸汽分离组用于将所述蒸汽中的水分进行冷凝分离，其中所述蒸汽分离组包括：一级蒸汽分离模块、二级蒸汽分离模块和三级蒸汽分离模块；

5、温度检测模块，设置在所述蒸汽分流器的内部，所述温度检测模块用于检测所述蒸汽分流器内的蒸汽温度；

6、污水处理模块，分别与所述蒸汽分流器和各等级蒸汽分离模块相连通，所述污水处理模块用于将所述蒸汽分流器和各等级蒸汽分离模块内的水分进行回收并过滤成待使用水；

7、蓄水池，与所述污水处理模块相连通，所述蓄水池用于存储所述待使用水；

8、蓄水量检测模块，至少设置四组，且四组所述蓄水量检测模块分别设置在各所述等级蒸汽分离模块和蓄水池的内部，所述蓄水量检测模块用于检测各所述等级蒸汽分离模块进行水分冷凝分离时的内部蓄水量以及所述蓄水池的蓄水量；

9、采集模块，分别与所述温度检测模块和蓄水量检测模块电连接，所述采集模块用于采集所述蒸汽分流器内的蒸汽温度；所述采集模块还用于采集各所述等级蒸汽分离模块进行水分冷凝分离时的内部蓄水量以及所述蓄水池的蓄水量；

10、中控模块，分别与所述蒸汽分流器、污水处理模块和采集模块电连接，所述中控模块用于根据所述蒸汽温度选定所述蒸汽冷凝分离时的蒸汽分离模块，所述中控模块还用于根据各所述等级蒸汽分离模块进行水分冷凝分离时的内部蓄水量以及所述蓄水池的蓄水量控制所述污水处理模块进行水分回收和过滤。

11、进一步的，所述中控模块用于根据所述蒸汽温度选定所述蒸汽冷凝分离时的蒸汽分离模块时，包括：

12、所述中控模块还用于获取所述一级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t1，所述二级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t2，所述三级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t3；

13、所述中控模块还用于获取所述蒸汽分流器内部的蒸汽实时温度，并根据所述蒸汽实时温度与各所述等级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围之间的关系，确定所述蒸汽的冷凝分离时的蒸汽分离模块；

14、当所述蒸汽实时温度处于所述一级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t1时，所述中控模块则选定所述一级蒸汽分离模块对所述蒸汽进行水分冷凝分离；

15、当所述蒸汽实时温度处于所述二级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t2时，所述中控模块则选定所述二级蒸汽分离模块对所述蒸汽进行水分冷凝分离；

16、当所述蒸汽实时温度处于所述三级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t3时，所述中控模块则选定所述三级蒸汽分离模块对所述蒸汽进行水分冷凝分离；

17、其中，t1＞t2＞t3。

18、进一步的，所述中控模块还用于获取水分冷凝分离后的所述蒸汽实时湿度，并根据所述蒸汽实时湿度与预设的蒸汽湿度之间的关系，判断是否对水分冷凝分离后的所述蒸汽进行二次分离，其中，

19、若所述蒸汽实时湿度低于或等于预设的蒸汽湿度时，所述中控模块则判断所述蒸汽不需要进行二次分离；

20、若所述蒸汽实时湿度高于预设的蒸汽湿度时，所述中控模块则获取水分冷凝分离后的蒸汽实时温度t，并根据所述蒸汽实时温度t与各所述等级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围之间的关系，对水分冷凝分离后的所述蒸汽进行二次分离。

21、进一步的，所述中控模块根据所述蒸汽实时温度t与各所述等级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围之间的关系，对水分冷凝分离后的所述蒸汽进行二次分离时，包括：

22、所述中控模块还用于根据所述蒸汽实时温度t与所述二级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t2和所述三级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t3之间的关系，确定水分冷凝分离后的所述蒸汽进行二次分离时的蒸汽分离模块；

23、当所述蒸汽实时温度t处于所述二级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t2时，所述中控模块则选定所述二级蒸汽分离模块对所述蒸汽进行二次分离；

24、当所述蒸汽实时温度t处于所述三级蒸汽分离模块水分冷凝分离时的蒸汽适用温度范围t3时，所述中控模块则选定所述三级蒸汽分离模块对所述蒸汽进行二次分离。

25、进一步的，所述中控模块还用于根据各所述等级蒸汽分离模块进行水分冷凝分离时的内部蓄水量以及所述蓄水池的蓄水量控制所述污水处理模块进行水分回收和过滤时，包括：

26、所述中控模块还用于获取各所述等级蒸汽分离模块对所述水分进行冷凝分离时内部的实时蓄水量以及所述污水处理模块的污水处理量；

27、所述中控模块还用于根据所述实时蓄水量之和与所述污水处理量之间的关系，调整所述污水处理模块对各所述等级蒸汽分离模块内的水回收量；

28、当所述实时蓄水量之和小于或等于所述污水处理量时，所述中控模块则对各所述等级蒸汽分离模块冷凝分离出的水分进行回收；

29、当所述实时蓄水量之和大于所述污水处理量时，所述中控模块则根据各所述等级蒸汽分离模块的内部实时蓄水量之间的关系进行分批回收。

30、进一步的，所述中控模块还用于根据各所述等级蒸汽分离模块冷凝分离出的水分进行分批回收时，包括：

31、所述中控模块还用于获取所述一级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量、二级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量和三级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量；

32、所述中控模块还用于根据所述一级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量、二级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量与三级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量之间的关系，进行分批回收；

33、当所述一级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量、二级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量与三级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量之间一致时，所述中控模块则对各所述等级蒸汽分离模块冷凝分离出的水分进行分批等比例回收；

34、当所述一级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量、二级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量与三级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量之间不一致时，所述中控模块则根据各所述等级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量之间的关系建立回收比值，并根据所述回收比值进行分批回收。

35、进一步的，所述中控模块根据各所述等级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量之间的关系建立回收比值，并根据所述回收比值进行分批回收时，包括：

36、所述中控模块还用于获取所述蒸汽分流器内部的水分，并根据各所述等级蒸汽分离模块内部的实时蓄水量和所述蒸汽分流器内部的水分，基于公式建立所述回收比值，所述公式如下所示：

37、t＝(z1*l1)+(z2*l2)+(z3*l3)+(z4*p)；

38、其中，t为所述回收比值，l1为所述一级蒸汽分离模块，l2为所述二级蒸汽分离模块，l3为所述三级蒸汽分离模块，p为所述蒸汽分流器内部的水分，z1、z2、z3和z4为权重系数，且z1、z2、z3与z4之和为1。

39、进一步的，所述中控模块还用于获取各所述等级蒸汽分离模块对所述水分进行冷凝分离时内部的实时蓄水量以及所述污水处理模块的污水处理量时，包括：

40、所述中控模块还用于获取所述蓄水池的实时排水量，并根据所述蓄水池的实时排水量与所述污水处理模块的污水处理量之间关系，判断是否对所述污水处理模块的污水处理量进行调整，其中：

41、若所述蓄水池的实时排水量大于或等于所述污水处理模块的污水处理量时，所述中控模块则判断不对所述污水处理模块的污水处理量进行调整；

42、若所述蓄水池的实时排水量小于所述污水处理模块的污水处理量时，所述中控模块则根据所述蓄水池的实时排水量与所述污水处理模块的污水处理量之间关系，对所述污水处理模块的污水处理量进行调整。

43、进一步的，所述中控模块根据所述蓄水池的实时排水量与所述污水处理模块的污水处理量之间关系，对所述污水处理模块的污水处理量进行调整时，包括：

44、所述中控模块还用于获取所述蓄水池的实时排水量与所述污水处理模块的污水处理量之间的水量差值k，设定k＝b-v，其中,b为所述污水处理模块的污水处理量，v为所述蓄水池的实时排水量；

45、所述中控模块还用于根据所述水量差值k与预设的水量差值之间进行比对，并根据比对结果选定相应的调整系数对所述污水处理模块的污水处理量b进行调整；

46、其中，所述中控模块还用于预先设定第一预设水量差值k1和第二预设水量差值k2，所述中控模块还用于预先设定第一预设调整系数n1、第二预设调整系数n2和第三预设调整系数n3，且k1＜k2，n1＜n2＜n3＜1；

47、当k≤k1时，所述中控模块则选定所述第三预设调整系数n3对所述污水处理模块的污水处理量b进行调整；

48、当k1＜k≤k2时，所述中控模块则选定所述第二预设调整系数n2对所述污水处理模块的污水处理量b进行调整；

49、当k＞k2时，所述中控模块则选定所述第一预设调整系数n1对所述污水处理模块的污水处理量b进行调整；

50、所述中控模块在选定第i预设调整系数n i对所述污水处理模块的污水处理量b进行调整时，i＝1,2,3，并确定调整后的所述污水处理模块的污水处理量为b1，设定b1＝b*ni。

51、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过蒸汽分离组的多级分离模块，能够有效地将蒸汽中的水分进行冷凝分离。这种多级分离设计可以提高分离效率，确保蒸汽的纯度达到要求，从而提高了工业生产过程中的蒸汽利用效率。其次，系统中设置了温度检测模块，能够实时监测蒸汽分流器内的蒸汽温度。这有助于及时调节和控制蒸汽分离过程，保证系统稳定运行，提高了系统的可靠性和稳定性。此外，污水处理模块能够将分离出的水分进行回收和过滤，转化为可再利用的水资源。这不仅减少了对市政水资源的依赖，还降低了废水排放，具有显著的环保效益。最后，蓄水量检测模块和采集模块可以实时监测各级蒸汽分离模块的内部蓄水量和蒸汽温度，并由中控模块进行控制和调节。这样的智能化管理方式不仅能够提高水汽分离系统的自动化程度，优化运行策略，同时能够进一步提高了水汽分离系统的整体效率和节能性。

52、另一方面，本技术还提供了一种工业蒸汽的多级水汽分离方法，包括：

53、建立各级蒸汽分离单元；

54、获取待分离的蒸汽温度，并根据待分离的所述蒸汽温度选定所述蒸汽冷凝分离时的蒸汽分离单元；

55、获取各级所述蒸汽分离单元在进行水分冷凝分离时的内部蓄水量以及所述蓄水池的蓄水量，并根据获取各级所述蒸汽分离单元在进行水分冷凝分离时的内部蓄水量以及所述蓄水池的蓄水量进行水分回收和过滤。

56、可以理解的是，本发明实施例中一种工业蒸汽的多级水汽分离方法及系统具备相同的有益效果，不再赘述。