一种聚酯熔体输送热能节能系统
技术领域
本发明涉及一种节能系统，更具体一点说，涉及一种聚酯熔体输送热能节能系统，属于聚酯纺丝生产技术领域。
背景技术
2019年全国聚酯纤维的产量就已经突破5000万吨，产业链供应逐渐处于饱和状态，因此企业间的竞争不仅是产品质量的竞争，更是企业不断挖潜，技术提升，降低生产成本的竞争，企业只有通过不断技术提升，设备改造，内部挖潜，降低生产运营成本，才能不断提升利润空间，在市场的竞争中处于领先优势。聚酯纤维生产装置发展趋势趋向大型化、差别化和智能化，生产装置的大型化重要标志是聚酯熔体直纺装置的大规模投用，单套聚酯熔体直纺生产装置直接将产量提高到20～50万吨/年，实现了聚酯纤维生产的大型化和规模化，较大降低了生产运行成本。
聚酯熔体直纺装置特点是熔体输送管线较长，存在管线压损和过滤压损等因素，需要二级增压技术，保持熔体低温状态输送，才能满足纺丝生产压力和产品指标稳定性等要求，但是在熔体增压过程中随着压力上升机械能转化为热能，熔体输送温度上升，熔体温度上升导致熔体在输送过程中聚酯高分子链热降解增大，对纺丝生产稳定性和产品质量的稳定性不利，而且目前液相热媒吸收的熔体热量通过翅鞘片式空气散热器散发到空气中，使液相热媒温度降低再返回系统循环利用，但是现有聚酯熔体直纺装置熔体输送过程产生热能被液相热媒吸收通过翅鞘片式空气散热器外排，因此造成能源浪费以及污染工作环境的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有可以克服原有聚酯熔体直纺装置熔体输送管线增压过程和熔体冷却过程产生的热能外排，造成能源浪费，污染工作环境问题等技术特点的一种聚酯熔体输送热能节能系统。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚酯熔体输送热能节能系统，包括熔体冷却器，所述熔体冷却器包括壳体以及位于壳体内由一号管道组成的换热管程，所述壳体内除一号管道以外的空间构成换热壳程，所述换热壳程的进口端、出口端分别连接有一根用于输送聚酯熔体的熔体管路，与换热壳程进口端连接的熔体管路上连接有熔体增压泵以增压，还包括热能回收装置，所述热能回收装置包括相互独立且能够换热的两个换热程，每个换热程均包括进口端、出口端，其中一个换热程的进口端、出口端分别连接在换热管程的出口端、进口端上以构成循环换热管线；另一个换热程的进口端、出口端分别连接有热能回收介质入口管线、热能回收介质出口管线，所述热介质入口管线上连接有调节阀，所述热介质入口管线内通入有低温物料。
作为一种改进，所述热能回收装置包括外壳体，所述外壳体内设有用于流通液相热媒的二号管道且二号管道两端伸出外壳体外，位于外壳体内的二号管道呈螺旋状以形成盘管结构，所述热能回收介质出口管线靠近外壳体上端连通，且所述热能回收介质出口管线末端连通下游用户，所述热能回收介质入口管线靠近外壳体下端连通，且所述热能回收介质入口管线内通入有低温蒸汽或脱盐水。
作为一种改进，所述二号管道进口端连通有旁通管路，所述旁通管路末端与二号管道出口端汇集后延伸有低温液相热媒输送管路，所述旁通管路上连接有旁通阀，所述低温液相热媒输送管路上连接有液相热媒循环泵。
作为一种改进，所述热能回收介质出口管线上连接有压力表、温度表以监控压力和温度。
作为一种改进，所述低温液相热媒输送管路上连接有温度表以监控二号管道内流出的液相热媒温度。
作为一种改进，所述调节阀为自动调节阀，所述低温液相热媒输送管路上温度表与自动调节阀通信连接。
作为一种改进，聚酯熔体可以为PBT、PP、PA、PE。
作为一种改进，所述下游用户包括生产用中央空调、纸管烘房、油剂配制、过滤器清洗，组件清洗。
有益效果：现有聚酯熔体直纺装置熔体输送过程产生热能被液相热媒吸收后通过翅鞘片式空气散热器外排，易造成能源浪费以及污染工作环境的问题，本申请可以实现能源综合利用，实现了绿色生产和低碳生产，降低生产运营成本，提升公司经济效益，避免聚酯高分子链热降解增大，纺丝生产稳定和产品质量高。
附图说明
图1是本发明整体结构原理图。
图2是本发明热能回收装置结构原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1-2所示为一种聚酯熔体输送热能节能系统的具体实施例，该实施例一种聚酯熔体输送热能节能系统，包括熔体冷却器1，熔体冷却器1包括壳体2以及位于壳体2内由一号管道组成的换热管程，壳体2内除一号管道以外的空间构成换热壳程，换热壳程的进口端、出口端分别连接有一根用于输送聚酯熔体的熔体管路3，与换热壳程进口端连接的熔体管路3上连接有熔体增压泵4以增压，现有聚酯熔体直纺装置特点是熔体输送管线较长，存在管线压损和过滤压损等因素，本申请采用熔体增压泵4进行增压，可以保持熔体低温状态输送，满足纺丝生产压力和产品指标稳定性等要求，但实际生产中，由于熔体增压过程中随着压力上升机械能转化为热能，因此聚酯熔体输送温度上升，而聚酯熔体温度上升会导致熔体在输送过程中聚酯高分子链热降解增大，对纺丝生产稳定性和产品质量的稳定性不利，因此，在聚酯熔体直纺输送管路增压泵4后设计有熔体冷却器1，把多余热量吸收，实现熔体低温输送，避免聚酯高分子链热降解，提高聚酯熔体的可纺性。
目前生产技术中，聚酯熔体直纺装置熔体输送过程产生热能被液相热媒吸收，然后直接通过翅鞘片式空气散热器外排，造成了能源浪费、污染工作环境的问题，而本申请增加了热能回收装置，热能回收装置包括相互独立且能够换热的两个换热程，每个换热程均包括进口端、出口端，其中一个换热程的进口端、出口端分别连接在换热管程的出口端、进口端上以构成循环换热管线，另一个换热程的进口端、出口端分别连接有热能回收介质入口管线5、热能回收介质出口管线6，热介质入口管线5上连接有调节阀7，热介质入口管线5内通入有低温物料，具体的：低温物料循环进入一个换热程中，温度升高后液相热媒进入另一个换热程内，高温相热媒与低温蒸汽或脱盐水进行热交换，液相热媒温度降低，低温蒸汽或脱盐水吸收热能温度升高，变成高温蒸汽供应下游用户，实现热能节能回收利用，降温后的进入熔体冷却器1内，继续吸收聚酯熔体的热能以使其降温，避免聚酯高分子链热降解增大，循环操作，避免高温液相热媒热能通过翅鞘片式空气散热器散发到工作环境，而导致工间环境温度升高，影响设备运行和工人工作质量，实现人、机和环境的三者和谐。
聚酯熔体属于高分子化合物，高分子化合物熔体热量核算方法：
Q＝cm(Tf-T0)＝cm△T
Q------指高分子化合物吸收和释放热量(KJ千焦)
c------指高分子化合物比热容(KJ/Kg·℃千焦/千克·度)
m------指高分子化合物质量(Kg千克)
Tf------指高分子化合物增压后温度(℃度)
T0------指高分子化合物增压前温度(℃度)
根据聚酯熔体直纺纺丝生产装置生产品种不同，熔体输送管路增压泵压力设定需做相应调整，随着增压泵压力设定高低变动，聚酯熔体经增压泵每增压10KG，温度会有0.4～0.6℃上升，聚酯熔体输送增压泵前压力一般在30～50KG波动，增压泵后压力设定一般在200～220KG变动，在此过程中熔体增压150～190KG，在当前正常生产品种状态，聚酯熔体输送管路实际设定增压160KG，熔体经增压泵前后实际温升8℃，聚酯熔体输送经增压后获得机械能转化的增压热能。
根据纺丝生产要求，聚酯熔体在管路需保持低温输送，防止聚酯高分子化合物分子链在高温状态下热降解，实际中聚酯熔体经熔体冷却器1后温度比熔体增压泵4前熔体温度一般设定低5～8℃，如根据正常生产品种状态和实际熔体输送管路工艺运行，熔体冷却器1后熔体温度比熔体增压泵4前输送温度实际设定低5℃，聚合熔体输送过来经过冷却、释放冷却热能，熔体冷却器1后熔体温度控制根据纺丝生产品种要求，通过设定液相热媒温度进行调节，具体的：
低温液相热媒进入熔体冷却器1内，与聚酯熔体进行热交换，吸收熔体增压过程产生的增压热能和聚合熔体进一步降温释放的冷却热能，变成高温液相热媒并进入一个换热程内，另一个换热程中具有低温蒸汽或脱盐水，高温相热媒与低温蒸汽或脱盐水进行热交换，液相热媒温度降低，低温蒸汽或脱盐水吸收热能温度升高，变成高温蒸汽供应下游用户，实现热能节能回收利用。
本申请提供了两种形式的热能节能回收介质：
A)低温蒸汽介质，低温蒸汽通过调节阀经过热能回收装置，与高温液相热媒进行充分热能交换，产生高温蒸汽输送至下游用户，高温液相热媒热能经过热交换降温，按工艺要求温度回流至液相热媒系统进行循环使用。
B)脱盐水介质，脱盐水通过自动调节阀经过热能回收装置，与高温液相热媒进行充分热能交换，产生高温蒸汽输送至下游用户，高温液相热媒热能经过热交换降温，按工艺要求温度回流至液相热媒系统进行循环使用。
根据中国纺织设计研究院聚酯熔体输送设计规范，聚酯高分子化合物熔体的比热容值为3.9KJ/Kg·℃，动力煤燃烧值5000Kcal/Kg，1Kcal＝4.18KJ，公司聚酯聚合生产装置实际产能50万吨/年，部分熔体制造聚酯切片，输送至纺丝生产装置的熔体部分实际产能为40万吨/年，核算输送至纺丝生产装置过程中聚酯熔体每年累计释放热能2.028×1010KJ，每年折合节约动力煤能源9.7×105Kg，经济效益显著。
作为一种改进的实施例，所述热能回收装置包括外壳体8，所述外壳体8内设有用于流通液相热媒的二号管道且二号管道两端伸出外壳体8外，位于外壳体8内的二号管道呈螺旋状以形成盘管结构，所述热能回收介质出口管线6靠近外壳体8上端连通，且所述热能回收介质出口管线6末端连通下游用户，所述热能回收介质入口管线5靠近外壳体8下端连通，且所述热能回收介质入口管线5内通入有低温蒸汽或脱盐水；
液相热媒进入熔体冷却器1吸收熔体输送产生的热能，液相热媒温度升高，高温液相热媒进入二号管道，并与外壳体8内低温蒸汽或脱盐水进行热交换，液相热媒温度降低，低温蒸汽或脱盐水吸收热能温度升高，变成高温蒸汽供应下游用户，实现热能节能回收利用，液相热媒出口温度通过调节阀7调节低温蒸汽或脱盐水流量，控制液相热媒出口温度达到工艺技术设定要求，降温后液相热媒进入一号管道，并与熔体冷却器1换热壳程中的聚酯熔体换热，聚酯熔体温度降低，实现聚酯熔体低温输送，降低聚酯高分子链热降解目的，提高聚酯熔体的可纺性，液相热媒系统循环使用，保证熔体输送系统温度平衡稳定。
作为一种改进的实施例，所述二号管道进口端连通有旁通管路9，所述旁通管路9末端与二号管道出口端汇集后延伸有低温液相热媒输送管路10，所述旁通管路9上连接有旁通阀11，所述低温液相热媒输送管路10上连接有液相热媒循环泵12，在生产异常状态和开停机时，通过调节阀和旁通阀11开度控制熔体输送系统温度平衡，满足开停机和异常生产状态需求，液相热媒循环泵12进行增压，可以加快流通。
作为一种改进的实施例，所述热能回收介质出口管线5上连接有压力表、温度表以监控压力和温度，便于实时监控。
作为一种改进的实施例，所述低温液相热媒输送管路10上连接有温度表以监控二号管道内流出的液相热媒温度，便于实时监控。
作为一种改进的实施例，所述调节阀7为自动调节阀，自动调节阀在工厂作业过程中采用自动控制，在管道中起可变阻力的作用，调节介质的压力、流量、温度等等参数，是工艺环路中最终的控制元件，低温液相热媒输送管路10上温度表与自动调节阀通信连接，在生产状态正常时，压力和温度基本稳定，释放的热能也持续稳定，聚酯熔体输送过程中产生的热能由液相热媒吸收，持续稳定的向低温蒸汽或脱盐水提供热量能源，升温后的蒸汽或脱盐水供应下游用户，调节阀7按照液相热媒工艺技术温度波动范围，微量调节低温蒸汽或脱盐水进入量，保持熔体输送系统温度运行处于稳定状态，在生产异常状态和开停机时，通过自动调节阀和旁通阀11开度控制熔体输送系统温度平衡，满足开停机和异常生产状态需求。
作为一种改进的实施例，聚酯熔体可以为PBT、PP、PA、PE。
作为一种改进的实施例，所述下游用户包括生产用中央空调、纸管烘房、油剂配制、过滤器清洗，组件清洗，同领域的生产公司一般都具有生产用中央空调、纸管烘房、油剂配制、过滤器清洗，组件清洗等下游用户，因此需持续的补充热能，而本申请回收利用所产生的高温蒸汽，不受时间和气候季节限制，可持续性向生产系统补充热能，满足生产各部位供能需求。
一种实施结果：若聚酯聚合生产装置实际产能50万吨/年，部分熔体制造聚酯切片，可输送至纺丝生产装置的熔体部分实际产能为40万吨/年。根据聚酯熔体输送管路实际运行参数情况进行热能核算，每年可利用热能2.028×1010KJ，按1Kcal＝4.18KJ，动力煤燃烧值5000Kcal/Kg计算，每年折合节约动力煤能源9.7×105Kg，大大降低了能源消耗和碳排放量，经济效益显著，同时改善了由于热能散发而影响的工间环境，影响设备运行寿命，促进企业良性发展。
最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
