本發(fā)明涉及供熱系統(tǒng)，特別是涉及一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的長輸供熱系統(tǒng)中，第一類吸收式熱泵為增熱型熱泵，利用少量高溫?zé)?，把低溫?zé)嵩吹臒崮芴岣叩街袦兀a(chǎn)生大量的中溫有用熱能，提高了熱能的利用效率，具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的雙重作用。第一類吸收式熱泵和板式換熱器組合成大溫差換熱機(jī)組，應(yīng)用在北方城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)，可以顯著拉大一次網(wǎng)供回水溫差，一次網(wǎng)大溫差小流量運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)長距離輸送，輸送半徑可達(dá)200km以上。但隨著大溫差換熱機(jī)組的規(guī)模化應(yīng)用，熱水長輸供熱技術(shù)得到了工程驗(yàn)證和業(yè)內(nèi)認(rèn)可，但北方供熱管網(wǎng)僅供暖季使用，利用率低。

2、而工業(yè)蒸汽是工業(yè)生產(chǎn)中重要的能源，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備、加熱材料、清洗組件、發(fā)電、制冷等?，F(xiàn)有蒸汽來源主要是熱電廠直供和自備燃煤、燃汽鍋爐產(chǎn)汽。熱電廠直供輸送距離受限，且沿途熱損失大。燃煤、燃?xì)忮仩t消耗化石能源，不符合減碳政策，且會(huì)造成環(huán)境污染。

3、針對(duì)于現(xiàn)存在技術(shù)而言，利用熱水管網(wǎng)制備蒸汽，將熱水長輸和蒸汽制備相結(jié)合，可以提高既有熱網(wǎng)利用率，減少甚至取締用于產(chǎn)汽的自備鍋爐。將該系統(tǒng)布置于用戶側(cè)，精準(zhǔn)供汽，隨用隨產(chǎn)，相比蒸汽直供可大幅降低管網(wǎng)熱損失，將供汽半徑向外延長至200km，管網(wǎng)使用率提升至100％，縮短基礎(chǔ)設(shè)施投資回收期。

4、根據(jù)現(xiàn)有專利來看，一種大溫差長距離蒸汽供能系統(tǒng)(cn202310207335.x)包括吸收式大溫差換熱機(jī)組、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸汽發(fā)生裝置，冷凝器經(jīng)管道和蒸汽發(fā)生裝置連接成環(huán)路，蒸汽發(fā)生裝置連接蒸汽出口。該專利將熱水長輸和制蒸汽系統(tǒng)結(jié)合，利用既有長輸供熱管網(wǎng)產(chǎn)汽，初投資小，管網(wǎng)利用率提升；一種吸收式大溫差蒸汽熱泵機(jī)組裝置(cn202320401206.x)通過配置吸收式大溫差換熱單元、蒸汽發(fā)生單元和末端換熱單元，將熱水長輸、集中供熱和工業(yè)蒸汽系統(tǒng)相結(jié)合，使原僅為供熱設(shè)置的管道和設(shè)備可以全年應(yīng)用，提高利用率，同時(shí)有效減少工業(yè)企業(yè)的蒸汽成本。

5、但是，根據(jù)上述供熱系統(tǒng)而言，在長輸熱水及在末端制備蒸汽的過程中，供熱半徑≥200km，每公里熱水溫降＜0.05℃，且熱水管路相比于蒸汽管路，承壓低，設(shè)計(jì)簡單，控制容易，初投資低。而上述的一種大溫差長距離蒸汽供能系統(tǒng)，沒有將供熱和供蒸汽結(jié)合，且產(chǎn)蒸汽方法為閃蒸，閃蒸需要大流量和大溫差，因此會(huì)造成一定程度的熱損失。并且，上述的一種吸收式大溫差蒸汽熱泵機(jī)組裝置，通過熱水長輸至末端，能同時(shí)供熱和供蒸汽，但是系統(tǒng)產(chǎn)汽方式也為閃蒸，同樣存在熱損失，同時(shí)系統(tǒng)復(fù)雜，耦合集成度較低，占地面積較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，通過供熱部分與供蒸汽部分二者結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，高度集成，取消了中間閃蒸過程，提高了熱能利用率，并將該系統(tǒng)應(yīng)用在大溫差長輸熱網(wǎng)中，通過一次網(wǎng)回水溫度和二次網(wǎng)溫度解耦，一次熱網(wǎng)回水溫度進(jìn)一步降低，回水返回?zé)嵩磸S內(nèi)回收的余熱量增加，具有原理簡單、調(diào)節(jié)方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由供熱單元、第一蒸汽單元和第二蒸汽單元組成，所述供熱單元包括吸收式熱泵、一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，所述一次網(wǎng)分別與所述吸收式熱泵和所述第一蒸汽單元相連接，所述二次網(wǎng)分別與所述吸收式熱泵和所述第二蒸汽單元相連接。

4、優(yōu)選地，所述第一蒸汽單元包括第一高溫蒸汽機(jī)組，所述第一高溫蒸汽機(jī)組由第一蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜?、第一水蒸汽壓縮機(jī)、第一相變蓄熱器和第一冷凝水儲(chǔ)水箱組成；

5、所述第一水蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)口與所述第一蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜孟噙B接，所述第一水蒸汽壓縮機(jī)的出口與所述第一相變蓄熱器相連接，所述第一相變蓄熱器的內(nèi)部填充有定型相變蓄熱材料，所述第一相變蓄熱器的外部設(shè)置有保溫殼體，所述第一相變蓄熱器的位置處相通連接有第一冷凝水儲(chǔ)水箱，所述第一冷凝水儲(chǔ)水箱與所述第一相變蓄熱器的連接路徑上設(shè)置有第一冷凝水泵送機(jī)構(gòu)。

6、優(yōu)選地，所述吸收式熱泵包括發(fā)生器和蒸發(fā)器，所述發(fā)生器的進(jìn)水口與所述一次網(wǎng)的供水口相連接，所述發(fā)生器的出水口與所述第一蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜孟噙B接，且所述發(fā)生器的進(jìn)水口與所述一次網(wǎng)的供水口之間設(shè)置有第五閥門；

7、所述蒸發(fā)器的出水口與所述一次網(wǎng)的回水口連接，所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口與第一蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜孟噙B接。

8、優(yōu)選地，所述第二蒸汽單元包括第二高溫蒸汽機(jī)組，所述第二高溫蒸汽機(jī)組由第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜?、第二水蒸汽壓縮機(jī)、第二相變蓄熱器和第二冷凝水儲(chǔ)水箱組成；

9、所述第二水蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)口與所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜孟噙B接，所述第二水蒸汽壓縮機(jī)的出口與所述第二相變蓄熱器相連接，所述第二相變蓄熱器的內(nèi)部填充有定型相變蓄熱材料，所述第二相變蓄熱器的外部設(shè)置有保溫殼體，所述第二相變蓄熱器的位置處相通連接有第二冷凝水儲(chǔ)水箱，所述第二冷凝水儲(chǔ)水箱與所述第二相變蓄熱器的連接路徑上設(shè)置有第二冷凝水泵送機(jī)構(gòu)。

10、優(yōu)選地，所述吸收式熱泵還包括吸收器和冷凝器，所述吸收器和冷凝器分別與所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜玫某鏊诤瓦M(jìn)水口相連接，所述出水口與所述吸收器之間設(shè)置有第一閥門，所述進(jìn)水口與所述冷凝器之間設(shè)置有第二閥門。

11、優(yōu)選地，所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜玫某鏊谂c所述吸收器均通過第三閥門與所述二次網(wǎng)的回水口相連，所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜玫倪M(jìn)水口與所述冷凝器均通過第四閥門與所述二次網(wǎng)的供水口相連。

12、優(yōu)選地，所述第一蒸汽單元的位置處和第二蒸汽單元的位置處分別設(shè)置有第三補(bǔ)水口和第二補(bǔ)水口，所述第三補(bǔ)水口與第二補(bǔ)水口分別與外部的第一補(bǔ)水口相連接，所述第一補(bǔ)水口與第二補(bǔ)水口之間設(shè)置有第六閥門，所述第一補(bǔ)水口與第三補(bǔ)水口之間設(shè)置有第七閥門。

13、優(yōu)選地，所述第一蒸汽單元中的第一相變蓄熱器和第二蒸汽單元中的第二相變蓄熱器分別與外設(shè)的蒸汽出口相連接。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

15、(1)本發(fā)明提供了一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，取消了現(xiàn)有技術(shù)中的閃蒸過程，改為蒸汽直接發(fā)生，提高了熱能利用率，并將該系統(tǒng)應(yīng)用在大溫差長輸熱網(wǎng)中，將一次網(wǎng)回水溫度和二次網(wǎng)溫度解耦，一次熱網(wǎng)回水溫度可以進(jìn)一步降低，回水返回?zé)嵩磸S內(nèi)回收的余熱量增加。

16、(2)本發(fā)明所提供的一體化系統(tǒng)原理簡單，調(diào)節(jié)方便。變工況時(shí)，可以簡單的通過對(duì)一二次網(wǎng)的流量控制來調(diào)節(jié)末端采暖負(fù)荷和蒸汽負(fù)荷，蒸汽隨用隨產(chǎn)，工況調(diào)節(jié)靈活可靠；并且，供熱、供蒸汽一體化集成配置，機(jī)組系統(tǒng)緊湊，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)占地面積小。

17、(3)本發(fā)明利用既有長輸供熱管道和末端大溫差換熱機(jī)組，使熱網(wǎng)和機(jī)組利用率提升至100％；將其應(yīng)用在新建管網(wǎng)中，一次網(wǎng)大溫差小流量運(yùn)行，管道初投資低，且熱水沿程熱損失小，長輸管網(wǎng)供熱半徑≥200km，蒸汽供應(yīng)不再受距離限制。

技術(shù)特征：

1.一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由供熱單元、第一蒸汽單元和第二蒸汽單元組成，所述供熱單元包括吸收式熱泵、一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，所述一次網(wǎng)分別與所述吸收式熱泵和所述第一蒸汽單元相連接，所述二次網(wǎng)分別與所述吸收式熱泵和所述第二蒸汽單元相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一蒸汽單元包括第一高溫蒸汽機(jī)組，所述第一高溫蒸汽機(jī)組由第一蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜谩⒌谝凰羝麎嚎s機(jī)、第一相變蓄熱器和第一冷凝水儲(chǔ)水箱組成；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式熱泵包括發(fā)生器和蒸發(fā)器，所述發(fā)生器的進(jìn)水口與所述一次網(wǎng)的供水口相連接，所述發(fā)生器的出水口與所述第一蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜孟噙B接，且所述發(fā)生器的進(jìn)水口與所述一次網(wǎng)的供水口之間設(shè)置有第五閥門；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述第二蒸汽單元包括第二高溫蒸汽機(jī)組，所述第二高溫蒸汽機(jī)組由第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜谩⒌诙羝麎嚎s機(jī)、第二相變蓄熱器和第二冷凝水儲(chǔ)水箱組成；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式熱泵還包括吸收器和冷凝器，所述吸收器和冷凝器分別與所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜玫某鏊诤瓦M(jìn)水口相連接，所述出水口與所述吸收器之間設(shè)置有第一閥門，所述進(jìn)水口與所述冷凝器之間設(shè)置有第二閥門。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜玫某鏊谂c所述吸收器均通過第三閥門與所述二次網(wǎng)的回水口相連，所述第二蒸汽直接發(fā)生型高溫?zé)岜玫倪M(jìn)水口與所述冷凝器均通過第四閥門與所述二次網(wǎng)的供水口相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一蒸汽單元的位置處和第二蒸汽單元的位置處分別設(shè)置有第三補(bǔ)水口和第二補(bǔ)水口，所述第三補(bǔ)水口與第二補(bǔ)水口分別與外部的第一補(bǔ)水口相連接，所述第一補(bǔ)水口與第二補(bǔ)水口之間設(shè)置有第六閥門，所述第一補(bǔ)水口與第三補(bǔ)水口之間設(shè)置有第七閥門。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一蒸汽單元中的第一相變蓄熱器和第二蒸汽單元中的第二相變蓄熱器分別與外設(shè)的蒸汽出口相連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，屬于供熱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)由供熱單元、第一蒸汽單元和第二蒸汽單元組成，所述供熱單元包括吸收式熱泵、一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，所述一次網(wǎng)分別與所述吸收式熱泵和所述第一蒸汽單元相連接，所述二次網(wǎng)分別與所述吸收式熱泵和所述第二蒸汽單元相連接。本發(fā)明采用上述的一種吸收式大溫差供熱供蒸汽一體化系統(tǒng)，通過供熱部分與供蒸汽部分二者結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，高度集成，取消了中間閃蒸過程，提高了熱能利用率，并將該系統(tǒng)應(yīng)用在大溫差長輸熱網(wǎng)中，通過一次網(wǎng)回水溫度和二次網(wǎng)溫度解耦，一次熱網(wǎng)回水溫度進(jìn)一步降低，回水返回?zé)嵩磸S內(nèi)回收的余熱量增加，具有原理簡單、調(diào)節(jié)方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：黃國華,趙金姊,江億,杜偉偉,李紹飛,謝曉云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同方智慧能源有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9