專利名稱：生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種余熱回收系統(tǒng)，特別涉及一種生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(tǒng)。
背景技術：
隨著能源 價格攀升、環(huán)保要求提高，余熱回收技術得到快速發(fā)展，鋼鐵、有色、煉焦、水泥、玻璃等高耗能行業(yè)的余熱回收技術得到飛速發(fā)展，溫度在300°C以上的中高溫煙氣余熱回收發(fā)電或生產(chǎn)蒸汽的技術日趨成熟，并得到廣泛應用，為相關行業(yè)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟效益、為節(jié)能減排工作做出了重要貢獻。但是，低品位余熱利用技術還非常不成熟?；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)冷卻水攜帶的余熱量非常大，但是由于能源品位低、存在利用技術難題，遠沒有充分利用，絕大多數(shù)循環(huán)冷卻水攜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，空氣冷卻器和冷水塔的運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、耗電、耗水和環(huán)境熱污染問題，相關工程技術人員在循環(huán)冷卻水低品位的余熱利用領域做了大量工作，主要是利用冷卻水的余熱進行冬季供暖或直接利用冷卻水余熱供暖、或采用熱泵技術對冷卻水的溫度提升后供暖，對冷卻水攜帶的余熱資源進行了部分回收利用。金昌鐵業(yè)(集團)有限責任公司利用球團豎爐冷卻水余熱采暖，停用了一臺2t/h采暖鍋爐，取得了顯著的節(jié)能效果(劉宏雄，應用球團豎爐冷卻水余熱采暖的實踐，節(jié)能，2008年第5期)。利用熱泵技術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研究”(山西能源與節(jié)能，2007年第3期，18 19頁)，采用高溫水源熱泵(工質(zhì)為134 a，熱泵冷水進水溫度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加熱供熱方法”(申請?zhí)?00910090917. 4)公開了 利用熱泵技術，從發(fā)電廠的冷卻水吸熱，通過一級或多級加熱，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，進行冬季供熱；實用新型專利“熱電廠冷卻水余熱回收節(jié)能供熱系統(tǒng)”(授權公告號CN 202008182U)公開了 利用熱泵技術，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。采用熱泵技術提高冷卻水溫度后，能源品位得到提高，在冬季供暖領域得到了部分推廣應用，但是熱泵技術提升冷卻水溫度需要消耗優(yōu)質(zhì)電能，而且在經(jīng)濟可行條件下，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，在電力供應緊張和電價較高的地區(qū)，利用熱泵技術提升冷卻水余熱的品位用于冬季供暖并不經(jīng)濟；由于受限于熱泵技術的最大經(jīng)濟提升溫度85°C，利用熱泵技術進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。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能夠更好的實現(xiàn)冷卻水余熱資源的高效綜合利用的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(tǒng)，本實用新型既實現(xiàn)冷卻水余熱的高效梯級利用，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)境排放廢熱導致的熱污染問題。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是包括主生產(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、出口分別裝有進、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機。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。本實用新型通過板式換熱器、余熱鍋爐，對冷卻水的熱品位進行不同程度的提升，提供了多種熱品位的低溫用戶端、中溫用戶端、高溫用戶端，既實現(xiàn)了冷卻水余熱的高效梯級利用，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)境排放廢熱導致的熱污染問題。

圖I是本實用新型的整體結(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 ；引風機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 ；
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。參見圖1，本實用新型包括主生產(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上安裝引風機14。本實用新型的工作過程如下首先啟動冷水泵9后，54°C左右的冷卻水離開冷水池8進入主生產(chǎn)線10的冷水器管18內(nèi)，冷卻水對主生產(chǎn)線10的相關設備降溫、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的熱負荷需求。所述的熱源水泵3將熱源水池4內(nèi)的常溫熱源水輸送至板式換熱器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置，以增加對冷卻水余熱利用的靈活性，也可以通過開關不同用戶端進水管閥門來接通或斷絕某一用戶端的使用。綜上所述，本實用新型通過設置板式換熱器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，又實現(xiàn)余熱資源的梯級高效利用。本實用新型不需要用優(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間可以延長至一年四季，余熱資源利用率可以接近100%。本實用新型正常運行時，冷水器2不需要投運，徹底解決了冷水器2運行耗電、耗水和環(huán)境熱污染問題。相對于冷卻水余熱單純冬季供暖利用，以及熱泵技術，本實用新型節(jié)能優(yōu)勢顯著。由技術常識可知，本實用新型可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實用新型范圍內(nèi)或在等同于本實用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實用新型包含。本實用新型的技術效果有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 母管進入到冷水池，冷卻水循環(huán)使用；2、將來自熱水池的冷卻水與來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外供熱的熱源水，冷卻水降溫后經(jīng)低溫回水母管進入到冷水池，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；通過上述技術方案，不僅實現(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。通過設置不同能源品位的用戶端，實現(xiàn)了主生產(chǎn)線余熱資源的梯級利用，提高了余熱資源的利用效率。5、當用戶端可以消費掉所有冷卻水的余熱時，關斷冷卻水通向冷水器的管道閥門；當沒有熱用戶時，關斷冷卻水通向所有用戶端的管道閥門，直接將來源于熱水池的冷卻水通向冷水器；當用戶端僅可以消費掉部分冷卻水的余熱時，適當調(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)整相關管道閥門來調(diào)整冷卻水流向不同設備的流量，最終實現(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)的運行靈活性，既有效保證冷卻水對玻璃生產(chǎn)線相關設備冷卻效果、提高了玻璃生產(chǎn)線的運行安全性，同時加大了冷卻水余熱資源的利用率。由技術常識可知，本實用新型可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實用新型范圍內(nèi)或在等同于本實用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實用新型包
含ο
權利要求1.生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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)權利要求I所述的工藝冷卻水余熱回收系統(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、出口分別裝有進、出口閥門。
3.根據(jù)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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置有入口閥門。
6.根據(jù)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述的余熱鍋爐(12)上安裝引風機(14)。
10.根據(jù)權利要求I所述的生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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。
專利摘要生產(chǎn)工藝冷卻水余熱回收系統(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。本實用新型通過設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)工藝冷卻水的余熱提供不同品位的熱源，實現(xiàn)了冷卻水低品位余熱的高效梯級利用。
文檔編號F24J3/00GK202648226SQ20122026881
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權日2012年6月7日
發(fā)明者何秀錦 申請人:何秀錦