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一种化工、冶金冷却热能回收系统

2023-03-12 12:07:11

一种化工、冶金冷却热能回收系统

  技术领域

  本发明涉及一种回收系统,具体涉及一种化工、冶金冷却热能回收系统,属于冷却介质回收设备技术领域

  背景技术

  在化工冶金系统,为了保证产品质量,需要对工艺介质进行冷却降温,冷却降温采用换热设备,进行间接换热,换热后的介质通过降温设施,将吸收的热量散发出去,达到生产工艺要求后,循环利用,本文设置了一套热能回收系统,利用回收冷却介质中的热能,并产生低温低压蒸汽(或中温压蒸汽)回用于生产。

  原有冷却系统,存在如下问题:

  1:循环冷却介质中,热量不能回收。

  2:冷却介质蒸发消耗大需补充。

  3:需要定期向冷却介质中添加除垢剂阻垢剂,增加生产成本。

  4:需定期排放冷却介质中的污染物,增加企业环保费用。

  5:冷却介质降温过程中,消耗了大量电力。

  发明内容

  本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足,提供一种化工、冶金冷却热能回收系统。

  为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:一种化工、冶金冷却热能回收系统,包括一级换能装置、二级换能装置和温度提升装置,一级换能装置和二级换能装置闭路循环连接,温度提升装置与二级换能装置连通用于蒸汽温度的提升。

  以下是本发明对上述方案的进一步优化:所述一级换能装置、二级换能装置和温度提升装置均通过检测装置连接有控制器。

  进一步优化:所述控制器上连接有流量控制装置。

  进一步优化:所述一级换能装置和二级换能装置之间设置有辅助介质流动的循环设备。

  进一步优化:所述一级换能装置为市售的冷却器。

  进一步优化:所述二级换能装置为市售的高温热泵冷凝器。

  进一步优化:所述循环设备为市售的增压泵。

  进一步优化:所述温度提升装置为市售的水蒸汽压缩机。

  进一步优化:所述流量控制装置包括设置在第一流量计与增压泵之间的第一流量控制阀。

  进一步优化:所述水蒸汽压缩机上设置有用于控制进入水蒸汽压缩机内蒸汽流量的第二流量控制阀。

  本发明将通过换热设备后的高温介质,进入余热设备,以回收共携带的低品位热能,换热后的低温冷却介质进入下一步循环中,回收的低品位热能,通过热能转化提升装置,转化为高品位热源,供生产用。

  下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

  附图说明

  图1为本发明在实施例中的流程示意图。

  图中:1-增压泵;2-冷却器;3-高温热泵冷凝器;4-水蒸汽压缩机;5-第一流量计;6-第一流量控制阀;7-第一温度传感器;8-第一压力传感器;9-第二温度传感器;10-第二压力传感器;11-第三温度传感器;12-第三压力传感器;13-第四温度传感器;14-第四压力传感器;15-第二流量控制阀;16-第三流量控制阀。

  具体实施方式

  实施例,如图1所示,一种化工、冶金冷却热能回收系统,包括一级换能装置、二级换能装置和温度提升装置,一级换能装置和二级换能装置闭路循环连接,温度提升装置与二级换能装置连通用于蒸汽温度的提升。

  所述一级换能装置、二级换能装置和温度提升装置均通过检测装置连接有控制器,用于对各连接管道、相应设备的输入或输出端相应数据的检测。

  所述控制器上连接有流量控制装置,用于对各连接管道、相应设备的输入或输出端介质流量的控制,且控制器采用市售的DOC(PLC)控制器。

  所述一级换能装置和二级换能装置之间设置有辅助介质流动的循环设备,这样设计便于介质的流动。

  所述一级换能装置为市售的冷却器2,冷却器2上设置有介质输入端、介质输出端、气体输入端和气体输出端,且介质输入端和介质输出端为同一回路(管道)的两端,气体输入端和气体输出端为同一回路(管道)的两端。

  所述二级换能装置为市售的高温热泵冷凝器3,高温热泵冷凝器3上也设置有介质输入端、介质输出端、液体(水)输入端和蒸汽输出端,且介质输入端和介质输出端为同一回路(管道)的两端,液体(水)输入端和蒸汽输出端为同一回路(管道)的两端。

  所述冷却器2的介质输入端与高温热泵冷凝器3的介质输出端通过管路密封连接,冷却器2的介质输出端与高温热泵冷凝器3的介质输入端通过管路密封连接,这样设计便于介质的闭路循环。

  所述循环设备为市售的增压泵1,也可以为市售的循环泵或其他能够驱动介质流动的设备。

  所述增压泵1设置在冷却器2上介质输入端与高温热泵冷凝器3上介质输出端的管路上。

  所述冷却器2的气体输入端连接有高温冷却气体,该高温冷却气体在冷却器2内对冷却介质加热,再由冷却器2的气体输出端输出低温冷却气体,升温后的冷却介质进入高温热泵冷凝器3,并对高温热泵冷凝器3内的液体(水)加热形成低品位蒸汽(120℃的低温蒸汽)。

  所述温度提升装置为市售的水蒸汽压缩机4,水蒸汽压缩机4与高温热泵冷凝器3的蒸汽输出端连通,高温热泵冷凝器3输出的低品位蒸汽进入水蒸汽压缩机4内并输出高品位蒸汽(高温蒸汽)。

  所述检测装置包括设置在冷却器2介质输入端与高温热泵冷凝器3介质输出端管路上的第一流量计5,用于对介质的流量进行检测。

  所述冷却器2的气体输入端设置有用于检测气体流量和压力的第一温度传感器7和第一压力传感器8。

  所述冷却器2的气体输出端设置有用于检测气体流量和压力的第三温度传感器11、第三压力传感器12。

  所述水蒸汽压缩机4与高温热泵冷凝器3之间设置有第四温度传感器13和第四压力传感器14。

  所述冷却器2与高温热泵冷凝器3之间设置有第二温度传感器9、第二压力传感器10。

  所述流量控制装置包括设置在第一流量计5与增压泵1之间的第一流量控制阀6,用于控制冷却器2介质输入端介质的流量。

  所述水蒸汽压缩机4的输入端设置有第二流量控制阀15,用于控制进入水蒸汽压缩机4的蒸汽流量。

  所述水蒸汽压缩机4的输出端设置有第三流量控制阀16,用于控制水蒸汽压缩机4输出蒸汽的流量。

  所述增压泵2、第一流量控制阀6、第一温度传感器7、第一压力传感器8、第二温度传感器9、第二压力传感器10、第三温度传感器11、第三压力传感器12、第四温度传感器13、第四压力传感器14、第二流量控制阀15、第三流量控制阀16分别与控制器连接。

  所述第一流量控制阀6、第二流量控制阀15、第三流量控制阀16均采用市售的流量自动控制阀。

  使用时,向冷却器2和高温热泵冷凝器3的闭路循环管路中注入软化后的水(冷却介质),并对相应的参数(温度、流量、压力)进行设置,然后运行整个系统,检测装置对整个系统进行检测,并将检测结果实时传输给控制器,控制器控制增压泵1启动,低温的冷却介质通过增压泵1经过第一流量计5和第一流量控制阀6进入冷却器2,同时高温冷却气体通入冷却器2,冷却介质和高温冷却气体在冷却器2内进行能量交换,吸收了热量的冷却介质进入高温热泵冷凝器3,然后进入增压泵1,高温热泵冷凝器3产生低品位蒸汽,低品位蒸汽经过水蒸汽压缩机4变为高品位蒸汽;

  当第二温度传感器9检测的数值低于或高于预设阈值时,控制器控制第一流量控制阀6的开启角度,进行流量控制,以保证冷却物质的温度在要求范围内;

  当第四温度传感器13检测的数值低于或高于预设阈值时,控制器控制第二流量控制阀15的开启角度,进行流量控制,以保证高温热泵冷凝器3输出的蒸汽达到预设温度。

  本发明能够满足企业,节能减排,节支增效的目标,实现冷却介质闭路循环,无消耗对环境无污染,本发明把原有的开放式的冷却系统,改为封闭的冷却系统,取消原开放冷却系统中的冷却设备,从封闭循环介质中回收热量,把冷却介质中回收的低品位热量通过热量提升设备(水蒸气压缩机)转化为高品位热量,供于生产用,同时本发明全部采用自动调整装置,提高了装置的安全运行效率。

  以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明,因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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