專利名稱：生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種余熱回收系統(tǒng)，特別涉及一種生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源價(jià)格攀升、環(huán)保要求提高，余熱回收技術(shù)得到快速發(fā)展，鋼鐵、有色、煉焦、水泥、玻璃等高耗能行業(yè)的余熱回收技術(shù)得到飛速發(fā)展，溫度在300°C以上的中高溫?zé)煔庥酂峄厥瞻l(fā)電或生產(chǎn)蒸汽的技術(shù)日趨成熟，并得到廣泛應(yīng)用，為相關(guān)行業(yè)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益、為節(jié)能減排工作做出了重要貢獻(xiàn)。但是，低品位余熱利用技術(shù)還非常不成熟?；S、鋼鐵廠、熱電廠、玻璃廠等企業(yè)的生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的大量溫度在25°C 60°C范圍內(nèi)循環(huán)冷卻水，雖然這些循環(huán)冷卻水?dāng)y帶的余熱量非常大，但是由于能源品位低、存在利用技術(shù)難題，遠(yuǎn)沒有充分利用，絕大多數(shù)循環(huán)冷卻水?dāng)y帶的熱量是通過冷水塔或空氣冷卻器排放到大氣中，不僅造成能源浪費(fèi)，空氣冷卻器和冷水塔的運(yùn)行還消耗寶貴的電能、水資源，向 大氣中排放大量廢熱也造成了環(huán)境熱污染問題。為了解決循環(huán)冷卻水造成的能源浪費(fèi)、耗電、耗水和環(huán)境熱污染問題，相關(guān)工程技術(shù)人員在循環(huán)冷卻水低品位的余熱利用領(lǐng)域做了大量工作，主要是利用冷卻水的余熱進(jìn)行冬季供暖或直接利用冷卻水余熱供暖、或采用熱泵技術(shù)對(duì)冷卻水的溫度提升后供暖，對(duì)冷卻水?dāng)y帶的余熱資源進(jìn)行了部分回收利用。金昌鐵業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司利用球團(tuán)豎爐冷卻水余熱采暖，停用了一臺(tái)2t/h采暖鍋爐，取得了顯著的節(jié)能效果(劉宏雄，應(yīng)用球團(tuán)豎爐冷卻水余熱采暖的實(shí)踐，節(jié)能，2008年第5期)。利用熱泵技術(shù)將難以直接利用的循環(huán)冷卻水低品位余熱轉(zhuǎn)變成高品位熱能后進(jìn)行采暖。蘇保青完成了“用熱泵回收電廠冷凝熱集中供熱技術(shù)研究”(山西能源與節(jié)能，2007年第3期，18 19頁(yè))，采用高溫水源熱泵(工質(zhì)為134 a，熱泵冷水進(jìn)水溫度35 40°C，熱泵熱水回水溫度不低于55 60°C，熱泵熱水出水溫度75 80°C，熱泵機(jī)組的能效系數(shù)不低于4. 5)，回收電廠冷卻水中低品位熱能，作為冬季集中供熱的熱源，為生活小區(qū)供熱，節(jié)能減排效果顯著，大幅度減少循環(huán)水向環(huán)境排的廢熱；發(fā)明專利“一種熱電廠余熱回收及熱水梯級(jí)加熱供熱方法”(申請(qǐng)?zhí)?00910090917. 4)公開了 利用熱泵技術(shù)，從發(fā)電廠的冷卻水吸熱，通過一級(jí)或多級(jí)加熱，將水溫提升到中溫(60 80°C )或高溫(110°C )后，將熱水輸送到市區(qū)的集中供熱換熱站，進(jìn)行冬季供熱；實(shí)用新型專利“熱電廠冷卻水余熱回收節(jié)能供熱系統(tǒng)”(授權(quán)公告號(hào)CN 202008182U)公開了 利用熱泵技術(shù)，提升電廠循環(huán)冷卻水的溫度，作為小區(qū)冬季集中供熱的熱源。大部分冷卻水的溫度都在60°C以下，熱能品位太低不能用于直接供暖。采用熱泵技術(shù)提高冷卻水溫度后，能源品位得到提高，在冬季供暖領(lǐng)域得到了部分推廣應(yīng)用，但是熱泵技術(shù)提升冷卻水溫度需要消耗優(yōu)質(zhì)電能，而且在經(jīng)濟(jì)可行條件下，熱泵一般僅能利用冷卻水的余熱將供熱熱水溫度最高提升到85°C。因此，在電力供應(yīng)緊張和電價(jià)較高的地區(qū)，利用熱泵技術(shù)提升冷卻水余熱的品位用于冬季供暖并不經(jīng)濟(jì)；由于受限于熱泵技術(shù)的最大經(jīng)濟(jì)提升溫度85°C，利用熱泵技術(shù)進(jìn)行冷卻水余熱回收的大范圍推廣遇到了發(fā)展瓶頸。此外，只能在采暖期回收冷卻水的余熱資源，在非采暖期，必須通過傳統(tǒng)的冷水塔或空氣冷卻器將冷卻水的大量余熱排放到大氣中。冷卻水的余熱資源浪費(fèi)問題、環(huán)境熱污染問題、冷水塔或空氣冷卻器耗電和耗水問題仍然沒有得到徹底解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更好的實(shí)現(xiàn)冷卻水余熱資源的高效綜合利用的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，本發(fā)明既實(shí)現(xiàn)冷卻水余熱的高效梯級(jí)利用，又解決了冷水塔和空氣冷卻器的耗電、耗水和冷卻水向環(huán)境排放廢熱導(dǎo)致的熱污染問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括主生產(chǎn)線內(nèi)安裝的冷卻水管，所述的冷卻水管的入口與冷水池相連通，出口與熱水池相連通，熱水池通過高溫供水母管分別與板式換熱器、冷水器和中溫用戶端的入口相連通，板式換熱器、冷水器和中溫用戶端 的出口通過低溫回水母管與冷水池相連通，所述的板式換熱器還通過管路與熱源水池相連通，板式換熱器加熱的熱源水經(jīng)過熱源水管分別與低溫用戶端、高溫用戶端、以及余熱鍋爐相連通，所述的余熱鍋爐通過煙道與主生產(chǎn)線相連通。所述的板式換熱器與熱源水池相連通的管路上還安裝有熱源水泵；板式換熱器的熱源水側(cè)的進(jìn)、出口分別裝有進(jìn)、出口閥門。 所述的冷水池出口管道上還安裝有冷水泵及冷水池出口閥門。所述的冷卻水管與熱水池之間的管路上安裝有熱水池入口閥門，且在熱水池與高溫供水母管之間的管路上安裝有熱水泵。所述的高溫供水母管與板式換熱器、冷水器、中溫用戶端相連通的管路上均設(shè)置有入口閥門。所述的板式換熱器、冷水器、中溫用戶端的出口管路上均安裝有出口閥門。所述的板式換熱器與低溫用戶端、高溫用戶端、余熱鍋爐相連通的熱源水管上均安裝有閥門。所述的余熱鍋爐與主生產(chǎn)線相連通的煙道上安裝有閥門。所述的余熱鍋爐上安裝引風(fēng)機(jī)。所述的熱源水管通過帶有閥門的熱源水旁路與高溫用戶端相連通；熱源水管通過余熱鍋爐與高溫用戶端相連通。本發(fā)明通過板式換熱器、余熱鍋爐，對(duì)冷卻水的熱品位進(jìn)行不同程度的提升，提供了多種熱品位的低溫用戶端、中溫用戶端、高溫用戶端，既實(shí)現(xiàn)了冷卻水余熱的高效梯級(jí)利用，又解決了冷水塔和空氣冷卻器的耗電、耗水問題和冷卻水向環(huán)境排放廢熱導(dǎo)致的熱污染問題。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。板式換熱器I ;冷水器2 ;熱源水泵3 ;熱源水池4 ;低溫回水母管5 ;中溫用戶端6 ；高溫供水母管7 ;冷水池8 ;冷水泵9 ;主生產(chǎn)線10 ;煙道11 ;余熱鍋爐12 ;高溫用戶端13 ；引風(fēng)機(jī)14 ;熱源水旁路15 ;低溫用戶端16 ;熱源水管17 ;冷卻水管18 ;熱水池19 ;熱水泵20 ；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明包括主生產(chǎn)線10以及安裝在主生產(chǎn)線10內(nèi)的冷卻水管18，所述的冷卻水管18的入口與安裝有冷水泵9及冷水池出口閥門的冷水池8相連通，出口與安裝有熱水池入口閥門的熱水池19相連通，熱水池19通過安裝有熱水泵20的管路與高溫供水母管7相連通，高溫供水母管7分別與帶有入口閥門的板式換熱器I、冷水器2和中溫用戶端6的入口相連通，板式換熱器I、冷水器2和中溫用戶端6的出口通過低溫回水母管5與冷水池8相連通，且在板式換熱器I、冷水器2、中溫用戶端6與低溫回水母管連接的出口管路上均安裝有出口閥門，所述的板式換熱器I還通過安裝有熱源水泵3及熱源水閥門的管路與熱源水池4相連通，板式換熱器I通過帶有出口閥門的管路與熱源水管17相連通，經(jīng)板式換熱器I加熱的后的熱源水經(jīng)過熱源水管17分別與均安裝有閥門的低溫用戶端16、帶有高溫用戶端13的余熱鍋爐12相連通，且熱源水管17還通過帶有閥門的熱源水旁路15與高溫用戶端13相連通，所述的余熱鍋爐12通過安裝有閥門的煙道11與主生產(chǎn)線10相連通，且余熱鍋爐12上安裝引風(fēng)機(jī)14。本發(fā)明的工作過程如下首先啟動(dòng)冷水泵9后，54°C左右的冷卻水離開冷水池8進(jìn)入主生產(chǎn)線10的冷水器管18內(nèi)，冷卻水對(duì)主生產(chǎn)線10的相關(guān)設(shè)備降溫、避免過熱失效；冷卻水吸熱后溫度升高到60°C左右后，離開冷卻水管18進(jìn)入熱水池19 ;熱水泵20將60°C左右的冷卻水從熱水池19抽出輸送給高溫供水母管7。60°C左右的冷卻水經(jīng)過高溫供水母管7分配，分別進(jìn)入到板式換熱器I、冷水器2和中溫用戶端6中并放熱，冷卻水溫度降低到54°C左右后匯集到低溫回水母管5，最后回到冷水池8。冷卻水通過板式換熱器I將低品位熱能傳給熱源水；冷卻水直接將熱量供給中溫用戶端6 ;冷卻水通過冷水器2將熱量排放到大氣中。60°C左右的冷卻水可以單獨(dú)通過板式換熱器I、冷水器2、中溫用戶端6，也可以通過其中的二者，還可以三者全通過，冷卻水的通過方式主要取決于板式換熱器I和中溫用戶端6的熱負(fù)荷需求。所述的熱源水泵3將熱源水池4內(nèi)的常溫?zé)嵩此斔椭涟迨綋Q熱器I與溫度為60°C左右的冷卻水換熱，熱源水離開板式換熱器時(shí)溫度提升至55°C以上，再輸送至低溫用戶端16、余熱鍋爐12。經(jīng)過余熱鍋爐12進(jìn)一步加熱后，熱源水溫度提升至90— 150°C或更高，甚至轉(zhuǎn)變成蒸汽，這些具有高品位熱能的熱源水輸送至高溫用戶端13。所述的低溫用戶端16、中溫用戶端6、高溫用戶端13的熱品位可以有一定差別，滿足熱用戶不同的熱品位需求。根據(jù)用戶端不同的熱品位需求，上述不同的用戶端可以任意選擇性設(shè)置，以增加對(duì)冷卻水余熱利用的靈活性，也可以通過開關(guān)不同用戶端進(jìn)水管閥門來(lái)接通或斷絕某一用戶端的使用。綜上所述，本發(fā)明通過設(shè)置板式換熱器I、余熱鍋爐12，以及低溫用戶端16、中溫用戶端6、高溫用戶端13，可以將低品位、難以直接利用的主生產(chǎn)線10的冷卻水余熱轉(zhuǎn)變成不同品位的有效熱源，既可以滿足熱用戶不同品位的熱要求，又實(shí)現(xiàn)余熱資源的梯級(jí)高效利用。本發(fā)明不需要用優(yōu)質(zhì)電能提升冷卻水的余熱品質(zhì)，僅僅利用主生產(chǎn)線10的煙氣余熱 資源，可以將冷卻水的余熱資源提升至90— 150°C或更高，大幅度拓寬了冷卻水余熱資源的使用范圍，完全突破了冷卻水余熱資源僅僅用于冬季供暖的限制，冷卻水的余熱回收利用時(shí)間可以延長(zhǎng)至一年四季，余熱資源利用率可以接近100%。本發(fā)明正常運(yùn)行時(shí)，冷水器2不需要投運(yùn)，徹底解決了冷水器2運(yùn)行耗電、耗水和環(huán)境熱污染問題。相對(duì)于冷卻水余熱單純冬季供暖利用，以及熱泵技術(shù)，本發(fā)明節(jié)能優(yōu)勢(shì)顯著。由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。本發(fā)明的技術(shù)效果有I、將熱水池的冷卻水直接通向中溫用戶端供熱，放熱后的低溫冷卻水經(jīng)低溫回水母管進(jìn)入到冷水池，冷卻水循環(huán)使用；、2、將來(lái)自熱水池的冷卻水與來(lái)自熱源水池的低溫水直接混合后向低溫用戶端供熱，該部分冷卻水不回收；3、將熱水池的冷卻水通向板式換熱器，利用冷卻水的熱量加熱用于對(duì)外供熱的熱源水，冷卻水降溫后經(jīng)低溫回水母管進(jìn)入到冷水池，冷卻水循環(huán)使用；4、將板式換熱器加熱后的熱源水直接供給低溫用戶端；或者通過余熱鍋爐加熱提高熱品質(zhì)后供給高溫用戶端；通過上述技術(shù)方案，不僅實(shí)現(xiàn)了冷卻水余熱資源的利用，利用回收主生產(chǎn)線煙氣余熱的余熱鍋爐提升冷卻水余熱的品位，突破了傳統(tǒng)熱泵技術(shù)僅僅將冷卻水溫度提升到85°C的限制，利用低品位的主生產(chǎn)線煙氣余熱可以輕易的將水溫加熱到90— 150°C(適當(dāng)提高給水泵壓力)。水溫提高到90— 150°C，其使用范圍大幅度拓寬、適用季節(jié)也不再限于供暖期，徹底解決了冷卻水余熱資源僅僅能在冬季供暖、非供暖期只能向大氣排放的問題。通過設(shè)置不同能源品位的用戶端，實(shí)現(xiàn)了主生產(chǎn)線余熱資源的梯級(jí)利用，提高了余熱資源的利用效率。5、當(dāng)用戶端可以消費(fèi)掉所有冷卻水的余熱時(shí)，關(guān)斷冷卻水通向冷水器的管道閥門；當(dāng)沒有熱用戶時(shí)，關(guān)斷冷卻水通向所有用戶端的管道閥門，直接將來(lái)源于熱水池的冷卻水通向冷水器；當(dāng)用戶端僅可以消費(fèi)掉部分冷卻水的余熱時(shí)，適當(dāng)調(diào)整通向冷水器的管道閥門，以匹配冷卻水向冷水器的放熱量和向用戶端的放熱量。通過調(diào)整相關(guān)管道閥門來(lái)調(diào)整冷卻水流向不同設(shè)備的流量，最終實(shí)現(xiàn)冷卻水向冷水器的放熱量和向用戶端的放熱量，加大了冷卻水余熱回收系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性，既有效保證冷卻水對(duì)玻璃生產(chǎn)線相關(guān)設(shè)備冷卻效果、提高了玻璃生產(chǎn)線的運(yùn)行安全性，同時(shí)加大了冷卻水余熱資源的利用率。由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于包括主生產(chǎn)線(10)內(nèi)安裝的冷卻水管(18)，所述的冷卻水管(18)的入口與冷水池(8)相連通，出口與熱水池(19)相連通，熱水池(19)通過高溫供水母管(7)分別與板式換熱器(I)、冷水器(2)和中溫用戶端(6)的入口相連通，板式換熱器(I)、冷水器(2)和中溫用戶端(6)的出口通過低溫回水母管(5)與冷水池(8)相連通，所述的板式換熱器(I)還通過管路與熱源水池(4)相連通，板式換熱器(I)加熱的熱源水經(jīng)過熱源水管(17)分別與低溫用戶端(16)、高溫用戶端(13)、以及余熱鍋爐(12)相連通，所述的余熱鍋爐(12)通過煙道(11)與主生產(chǎn)線(10)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的板式換熱器(O與熱源水池(4)相連通的管路上還安裝有熱源水泵(3);板式換熱器(I)的熱源水側(cè)的 進(jìn)、出口分別裝有進(jìn)、出口閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的冷水池(8 )出口管道上還安裝有冷水泵(9 )及冷水池出口閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻水管(18)與熱水池(19)之間的管路上安裝有熱水池入口閥門，且在熱水池(19)與高溫供水母管(7)之間的管路上安裝有熱水泵20。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的高溫供水母管(7)與板式換熱器(I)、冷水器(2)、中溫用戶端(6)相連通的管路上均設(shè)置有入口閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的板式換熱器(I)、冷水器(2)、中溫用戶端(6)的出口管路上均安裝有出口閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的板式換熱器(I)與低溫用戶端(16)、高溫用戶端(13)、余熱鍋爐(12)相連通的熱源水管(17)上均安裝有閥門。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的余熱鍋爐(12)與主生產(chǎn)線(10)相連通的煙道(11)上安裝有閥門。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的余熱鍋爐(12)上安裝引風(fēng)機(jī)(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的熱源水管(17)通過帶有閥門的熱源水旁路(15)與高溫用戶端(13)相連通；熱源水管(17)通過余熱鍋爐(12)與高溫用戶端(13)相連通。
全文摘要
生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水余熱回收系統(tǒng)，包括主生產(chǎn)線的冷卻水管，冷卻水管的入、出口分別與冷水池、熱水池相連通，熱水池通過高溫供水母管分別與板式換熱器、冷水器和中溫用戶端相連通，板式換熱器、冷水器和中溫用戶端通過低溫回水母管與冷水池相連通，板式換熱器還通過管路與熱源水池相連通，經(jīng)板式換熱器加熱的熱源水通過熱源水管路分別與低溫用戶端、余熱鍋爐相連通、還通過旁路管與高溫用戶端相連通，余熱鍋爐與高溫用戶端相連通，余熱鍋爐通過煙道與主生產(chǎn)線相連通。本發(fā)明通過設(shè)置板式換熱器和余熱鍋爐，以及低溫用戶端、中溫用戶端和高溫用戶端，可以利用生產(chǎn)工藝?yán)鋮s水的余熱提供不同品位的熱源，實(shí)現(xiàn)了冷卻水低品位余熱的高效梯級(jí)利用。
文檔編號(hào)F24J3/00GK102721221SQ20121018751
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者何秀錦 申請(qǐng)人:何秀錦