技术详细介绍
专利简介：本发明公开了智能化多效虹吸相变循环传热系统,涵盖锅炉热管体系（发明专利，专利号98124252.9，专利权人：陈烈涛）、机械虹吸相变循环传热系统（发明专利，专利号200610074267.0，专利权人：陈伟达）及智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机（实用新型专利，专利号201220077854.6，专利权人：陈伟达），属于锅炉供热系统节能装备及其相变循环运行技术，系制造一种智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机，安装在凝水流道上，并按系统用热工艺选择配置入网器、集合疏水器，革除传统疏水阀，用集合疏水控制器充当安全装置，复合贮罐高效分离再生蒸汽，特种泵耐高温防汽蚀保密封，以泵虹吸凝水返回锅炉，排汽背压/蒸喷虹吸再生蒸汽分级利用，变流量连续输水适应变工况，智能化控制，凝水顺畅转移，无余热排放，对于等压/非等压锅炉供热系统实现相变循环运行，成为真正意义的闭式回收系统，节能减排效果最佳。若回收至除氧器/软水箱等无压设备加热则免用泵。可通过物联网操作平台进行远程监控。应用于大容量集中供热系统在大范围内虹吸凝水蒸汽循环运行凸显极大优势。
开发和使用情况：本技术节能减排效果最隹，市场广阔，技术领先且己成熟，可产业化生产。系将热管体系传热技术应用于锅炉供热流程(系统)的设计及产品(含传热介质、回收循环机组与配件)研发、制造、销售与服务等, 几年来技术开发历经产品结构原型改进、产品定型进入小试完善系统功能、产品中试小规模进入市场、产品标准化批量生产四个阶段.复合介质顺利配制试验达标后,主要人力财力投入到与专业厂家合作研制虹吸机,用于工作温度≤120℃/输出压力≥0.3MPa汽液混输的Ⅰ型虹吸机、工作温度≥120℃/输出压力≥0.8MPa的Ⅱ型虹吸机、工作温度≥200℃/输出压力≥1.3MPaⅢ型、Ⅳ型虹吸机陆续研制投试;采用对外协作方式按需制做贮液贮汽罐;研制了智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机、高温冷却水蒸汽智能化虹吸回收机组、集合疏水器、疏水调控器、入网器、分流器、混流器、高效分离器、水质在线检测监控装置、疏水加压器等新产品；开发了蒸汽供热无疏水阀闭合虹吸循环系统(无疏水阀工业锅炉热管体系)、蒸汽加热与通水冷却交替循环能量系统优化节能技术等供热新工艺。技术成果可以为企业在重大复杂的节能工程应用与市场竟争方面凸现优势，提高企业产品档次, 树立企业品牌，走向产业化。可产高、中、低温复合介质达万吨/年;可以为各类锅炉供热工程提供低温(<120℃)、中温(<230℃)系列,功率100KW-300MW,多种机型,数十种规格产品及其专用配件,实施虹吸相变循环技术。对于新装的或既有的各种锅炉供热系统，包括燃煤、燃气（油）、电热锅炉之加热、蒸煮、烘干、供暖、空调、大棚加温等等均可应用，对于地热能与太阳能热利用之低温工程或火电厂分散供汽回收凝水工程也可应用, 即使有多种不同压力工艺指标并存的复杂系统也能适用，供热范围及安装现场不受限制。已似定“承压锅炉热管体系企业标准”,初步试行,待实践修订后报审发布。寻找节能服务公司、节能机构、行业协会或锅炉企业、城镇供热企业等合作对象进行专利转化，促进产业化。
本技术应用于大容量集中供热系统在大范围内虹吸凝水蒸汽循环运行凸显极大优势，其产业化应用前景更为广阔。为贯彻节能减排国家战略，近年来各地逐渐兴起集中供热，特别在西气东送后促使建设较大型燃气锅炉或热电厂，生产成千数百吨/时蒸汽量供给分散在工业园区范围内生产用汽，取代众多中、小吨位燃煤锅炉供汽。优点是关停低效率小吨位锅炉提高热效率20%左右，有效治污减排保护环境。凸现问题是全部热用户敞开式排放凝结水排入地沟，同时疏水降压造成闪蒸逃逸，损失闪蒸量占凝水量4%－13%（疏水之前用汽压力通常为0.1－0.7 MPa ），疏水泄漏蒸汽量占凝水量3%（国家标准疏水阀蒸汽泄漏率≤3%，况且多数采用国产低品质疏水阀而超标泄漏），尤其是疏水阀故障而大量漏汽（这是敞开式排放难以避免的且经常发生的问题）或人工操作旁通阀直排水•汽。余热完全流失，因此集中供热系统虹吸回收凝水蒸汽的潜力极大。集中供热特点是：热负荷大、流量大、用热设备分散、分布范围广、用热工艺多样、用热工况不稳定，凝水管网遥远且存在液汽两相流状态和气阻、水击危险，因而采用智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机有明显优势，建立专利技术方、投资方、供热方、用热方多方合作共赢机制，合资公司依照合同能源管理新机制运行操作。以回收量为200吨/时为例，潜在凝水回收价值大于6000元/小时，潜在废蒸汽回收价值为1350元/小时，项目总投资初估1800万元，投建后几个月即可收回投资。况且项目实施过程中至竣工后，有望争取国家循环经济与节能减排专项扶持资金1000－2000万元；争取中央与省级财政节能补贴奖励300元/标吨；享受财税优费及落实兑现其它多项相关政策。伴随产生的环保效果:二氧化碳、硫化物、氮化物等烟尘排放量减少约30%。废蒸汽与锅炉污水、洗垢之酸、碱液排放也大幅度减少。已作《集中供热系统虹吸回收凝水蒸汽可行性报告》可供参考。
专利优势：1、拥有自主知识产权（发明专利3项，实用新型专利1项）；2、多效虹吸相变循环传热系统涉及锅炉供热工程节能减排新工艺、新流程、新技术，复合介质相变循环系统凸显多项技术经济性能指标，这在国际上本领域尚未有先例（科技查新报告结论）；3、智能化多效虹吸循环系统革除疏水阀，闭式回收凝水与再生蒸汽，凸显多项技术经济性能指标，比其他凝水回收方式具有最佳的节能减排效果；4、应用范围广，从低温无压系统（如建筑供暖）、中温带压系统（如工业热动力）至高温工程（如烘烤装置）市场容量大，可快速扩展；5、应用于大容量集中供热系统在大范围内虹吸凝水蒸汽循环运行凸显极大优势；6、工程成本低，盈利空间大；7、高壁垒——行业壁垒（需持资质证才允许施工）与技术壁垒（不易仿制）。
优点与效果：
1、由于高温凝水混合闪蒸汽,经切向接管口流入贮罐，进行扩容并在筒体内旋转而加速分离出再生蒸汽。再生蒸汽上升于贮罐顶部经智能型排汽调节阀背压排汽虹吸回收，而将凝液下降在贮罐下部经泵输水虹吸回收，所以既可回收高温凝液又可回收再生蒸汽。
2、由于贮罐采用复合型结构，可同时输入压力/温度有差别的凝液进行集中回收，所以对于非等压用汽工艺并存的复杂系统余热回收，具有简化流程、安装方便、提高性价比效果。
3、采用ⅢHx型泵或ⅣHx型泵具有耐高温防汽蚀保密封功能。
4、由于泵连续抽吸或蒸喷虹吸或排汽背压虹吸或疏水背压虹吸或它们共同作用产生多效虹吸，所以用热设备内凝液可及时顺畅转移排出，不积存、不滞留,有效解决疏液不畅问题。
5、泵输水虹吸回收装置采用变频调节泵转速，或再由PLC控制器调节输水阀开度，从而调节输出流量,调节泵扬程，这样既节省电机功率消耗,又很好地适应系统工况变化。
6、用智能型排汽调节阀充当为排汽背压阀，可按系统工况变化进行背压调节，不仅控制排汽背压虹吸力度，又能分级引流再生蒸汽进入适配用汽场所使用。
7、由于多效虹吸回收装置具有足够的虹吸增压输送功能，所以可适应于大容量、大功率、大范围、长距离的供热系统，尤其是对于热电厂以成千数百吨/时蒸汽量供给分散在大范围内工业用汽系统回收再生蒸汽，可以就近使用，无需返输回锅炉/除氧器，实用价值极大（只需将回收凝水返输回锅炉房）。
8、由于采用集合疏水器，对于等压及准等压用汽设备，只需配置入网器提升高度并入凝水管网，对于非等压用汽设备，只需配置集合疏水器提升高度并入凝水管网，所以可予革除疏水阀及其旁通阀,而工艺可控,改善疏水工况,阻汽排液,得当自如,确保疏水畅通,凝水自动连续调节转移，自适应能力特别强，避免因疏水阀引发的诸多问题，尤其是不可避免的漏汽问题;而将它实行智能化控制又可充当自动排液安全装置,因此可免除备用泵，节省投资又可消除系统运行安全隐患。即使输液泵故障或检修，也可从集合疏水装置自动排出，使系统照常运行。
9、利用虹吸循环代替重力循环, 突破热管依靠重力回流凝液的技术障碍,使锅炉供热流程如同“热管”实行相变循环，从而改变其膜状沸腾与膜状冷凝过程为滴状沸腾与滴状冷凝过程，极大地提高换热系数，锅炉吸热蒸发与工艺加热都处于最隹工作状态;全面解决了高、低压管路闭式共网、高温水-汽对水泵汽蚀破坏、疏水阀易堵易坏、背压管道水锤水击、分散的凝水和乏汽难以集中且转移流动不畅、凝水被污染和水质不合格的世界难题;使大面积大功率的采暖系统与工业锅炉供热流程（热动力系统）也适用于分离式热管体系，按照热管工况进行操作运行，改变了传统的以水为工质或以导热油为工质的锅炉供热系统为相变循环流程。不仅将余热输回除氧器/软水箱而是直接输回锅炉本体循环利用，锅炉供热系统实现真正意义上的闭合运行。
10、智能化运行, 提高供热自动化水平，系统内热力运行稳定,可保障系统及设备安全。
11、有效提高凝结水与再生蒸汽回收率，提高节汽率，减少锅炉排污量、降低排污热流失、节省用水、节省水泵电耗、节省燃料、减排烟尘、减排废蒸汽、减排锅炉污水与洗垢酸碱液等。
12、有效提高用热设备生产效率,稳定产品质量。
13、还可进行产品升级，在自动控制器安装专用模块即可通过物联网操作平台进行远程监控操作。
科技查新报告结论：关于在凝液管路上安装虹吸循环机组，对凝液及蒸汽进行虹吸与增能加压输送返回锅炉，以虹吸机汽液混输功能消除汽蚀问题，以连续运行虹吸效应解决疏水不畅问题，以变速运行解决适应非稳定工况，以变频输送适用大容量、大功率、大范围的锅炉供热系统，查出的相同文献报道为发明专利“锅炉热管体系”和“机械虹吸相变循环传热系统”。其余类似的文献报道均是利用落差产生的压力，而非机械式的虹吸装置。在特定传热系统使用时,传热性能与杆式热管完全相同：沸点低、起动升温快、温差小、热阻小、传导速度快、传送热量大、传热效率极高，即综合传热系数大，没有剩余能量浪费、耐低温，冬季停炉停产时无需放液或烧炉保温。复合介质相变循环系统凸显多项技术经济性能指标，这在国际上本领域尚未有先例。
专利应用：本项目属于锅炉供热领域节能减排新兴产业，应用于工业、农业、供热供暖各领域（包括采暖系统的无压锅炉热管体系与工业热动力系统的承压锅炉热管体系），节能减排效果最隹，市场广阔，技术领先且己成熟，可产业化生产。适合于运用合同能源管理新机制的节能服务公司、节能中心或锅炉企业、城镇供热企业接产/合作。因传统的锅炉供热工艺与业主用热理念根深蒂固，又受制于特种设备行业监管及资金紧缺等影响，所以自已开展市场推广面临诸多困扰。希望寻找对象进行专利转让或许可实施方式加予转化，促进产业化。目前国家多部委颁布节能减排扶持政策，本单位尚不具备独立申报条件，但可与具备申报条件的接产企业/合作单位办理联合申报政策扶持项目立项。
其他需要说明的情况：多效虹吸相变循环传热系统与智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机乃为同样的发明创造且同日申请专利，后者已获授权，专利号201220077854.6；前者申请发明专利，专利申请号201210054602.6，近日公开公告，根据专利法实施细则第51条的规定，发明/申请人进行主动修改，已经提交补正书及审实申请书。201220077854.6专利曾经与山东信能电气有限公司签订了专利实施许可合同，其许可方式是普通许可。首先在山东省滨庆新能源开发有限公司应用实施，做为前期工程，经投入运行考验取得成功后，即在滨州市范围内，使用其专利方法制造以及安装、销售依照该专利方法直接获得的产品。涉及的使用费为贰拾万元（¥20万元）。采用分期付款方式，合同生效90日内，被许可方支付使用费的50％即壹拾万元（¥10万元）给许可方；合同生效180日内，再支付50％即壹拾万元（¥10万元）给许可方，直至全部付清。该专利使用费不含税费。由于用户未能安排实施，故未实际履行。
投产条件：本技术涉及一个汽液贮灌，属于压力容器，需委托锅炉厂或化工机械厂制造；用于组装成为智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机（循环机），安装在凝结水管路上即构成相变循环传热系统，其安装过程涉及工业管道安装，需与具有相关资质的单位（如锅炉安装队）协作；贴牌制造虹吸输送设备（特种泵），自制入网器、集合疏水器与复合介质, 外购自控仪器仪表,自行组装介达牌智能化多效虹吸凝水蒸汽循环机与无压系统虹吸循环机。适合于节能服务单位或锅炉企业、供热、供暖企业接产/合作。做为服务型新兴产业逐渐发展壮大。可分阶段投资，备有《商业计划书》可供参考。
商业模式：对外委托制造汽液分离贮罐专用配件、贴牌制造虹吸输送设备（特种泵），自制入网器、混流器、集合疏水器与复合介质, 外购自控仪器仪表,自行组装介达牌智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机与无压系统虹吸循环机。小型工程项目按普通工程节能服务方式运作，重点工程项目按“合同能源管理”方式提高增值服务，在重点城市建设营销网络。
成本及效益分析（盈利模式）：
（一）小型节能工程项目：
成本：①材料（钢管、管阀件）、无压系统虹吸循环机、智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机、入网器、集合疏水器、混流器、除气缸等专用配件（按系统用热工艺选择配置）、压力、温度、流量仪表及自动调节控制装置；②复合介质（选用）；③勘察设计；④安装调试；⑤热工、环保检测（选项）；⑥财务费用与税费。总成本大约为几个月的节能价值，如选用复合介质循环系统，总成本增加一倍。
收入：按12-18个月的节能价值作为工程报价。
毛利率：200-300%，甚至更高。
注：凝水回收价值计算方法：
某温度凝水价值=燃料成本+水费+水处理费+除氧处理费+排污费+人工费+设备折旧费+管理费。
其中：燃料成本=燃料单价×（某温度凝水热容量÷燃料燃烧值÷锅炉热效率），即使对排污费、人工费、折旧、管理费忽略不计，110℃-170℃凝水以煤为燃料价值为24-36元/吨，以油、气为燃料其价值为40-80元/吨。
（二）重点工程项目（运用合同能源管理机制）
成本构成：投入技术与设备①勘察设计; ②材料、设备、专用配件、仪器仪表、计量器具、自控装置;③复合介质（选用）；④安装调试; ⑤设备运行费；⑥设备维护保养（最好培训专职人员进行运行管理）；⑦财务费用与税费。
收入：一般做法是按节能效益分享50-80%，分享3-5年，甚至5-8年(节能效益可采用简化测算,分享比例与分享时间可按具体工程与客户商洽)。分享期届满后设备无偿归客户所有.节能效益与技改投资额成正比，与回收循环量也是正比关系。若应用于大容量集中供热系统在大范围内虹吸凝水蒸汽循环运行，潜在凝水回收价值与废蒸汽回收价值巨大，如前所说。
毛利率：数倍。
净利率：比银行同期存款利率高数十倍。
（三）供应复合介质、虹吸自控装置、专用配件等，净利率2-20倍。
合作/转让方式及条件：转让费参考价为人民币460万元（同时赠送3项专利，含有荣莸海崃科技成果展览会金奖、首届中国节能环保设计大赛概念奖二等奖专利）；其它转让（许可）方式：可商洽；也可技术入股：①作价人民币1000万元，然后以合作方的实际出资金额计算股权比例（同时赠送3项专利）；②不具体作价，但占合作实施公司（接产企业） 50 %的股权（同时赠送3项专利）。