CN102032709A - 一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统。该系统包括散热回收系统、采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统，由设置在工业设备表面的散热回收装置收集热量，并将其通过热载体分别供给采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统，余热发电系统根据系统参数和汽轮机形式不同为单(双)压系统或闪蒸系统。本发明回收的热量在夏季，通过采暖通风与空调系统和热水系统首先满足用户制冷和生活用热水的需要；在冬季，通过采暖通风与空调系统以及热水系统首先满足用户供暖和生活用热水的需要；其余的热量可以供给余热发电系统，不仅提高了设备利用率，而且拓宽了所回收余热的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业余热回收利用系统，特别涉及一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统及其方法。
背景技术
目前国际国内大力提倡节能减排，清洁生产，发展低碳经济，我国政府庄严承诺：到2020年，我国GDP单位能耗下降40~45%，节能减排任务艰巨。
许多工业设备表面温度很高，如干法水泥回转窑表面温度一般在300℃左右，甚至更高，这部分热量约占水泥生产能源消耗总量的8%，数量庞大。目前工业设备表面的散热基本没有得到回收利用，即使有少量利用，也存在着种种局限，如申请号为CN200520098821.X的“干法水泥窑表面余热利用装置”等。
现有工业设备表面散热利用方式的缺点有：首先，表面余热回收装置与工业生产设备配合欠佳，没有调节装置，会造成设备表面的温度升高，超过其允许的极限，从而影响原设备的安全和使用寿命；其次，与原生产工艺的衔接不好，影响其产品的质量；第三，收集到的余热利用不充分，仅是在冬季用来采暖，其余季节基本排放掉，这就造成了所回收余热的利用率不高。
总之，现有工业设备表面余热回收利用的方式单一、效果不佳、受季节限制，显然这样的回收系统其散热回收利用有限。
发明内容
本发明的目的在于克服上述工业设备表面散热回收利用过程中存在的问题，提供一种可以回收工业设备表面散热的冷热电联供系统及其方法，提高余热回收的利用率，以取得较高的经济收益。
为解决上述技术问题，本发明的系统采用如下技术方案：
一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统，包括散热回收系统、采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统，散热回收系统由多个集热单元组成，其特征在于所述集热单元的出口分别与所述采暖通风与空调系统中溴化锂机组的入口和采暖系统的入口、热水系统的入口、以及余热发电系统的中间换热器相连。
本发明的方法采用以下技术方案：
一种回收工业设备表面散热的冷热电联供方法，主要包括以下步骤：
（a）散热回收系统中的集热单元将工业设备的表面散热回收，然后通过热载体分别供给采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统的中间换热器，热载体经过换热后回到容器，然后再通过工质泵送回集热单元进入新的循环；
（b）步骤（a）中的一部分热载体被输送到采暖通风与空调系统后，在夏季，通过溴化锂机组产生冷媒水，经冷热水泵输送到风机盘管，为用户提供冷气；在冬季，通过溴化锂机组、采暖系统产生热媒水，经冷热水泵输送到风机盘管，为用户供暖；
（c）步骤（a）中的一部分热载体被输送到热水系统后，经过换热，为用户提供生活用热水；
（d）其余的热载体全部输送至余热发电系统中的中间换热器，根据余热发电系统参数和汽轮机形式不同，余热发电系统可采用单压系统、双压系统或闪蒸系统：单压系统或双压系统时，即热载体利用中间换热器来预热余热发电系统的锅炉给水；闪蒸系统时，即热载体利用中间换热器产生高参数的饱和水，饱和水被送入闪蒸器内闪蒸成低压饱和蒸汽，然后进入汽轮机补汽口，进行膨胀做功。
本发明的优点和有益效果在于：通过散热回收系统收集工业设备表面散发的热量，利用制冷、供暖和发电等多种手段来利用所回收的余热，提高了余热的利用率及经济效益，拓宽了所回收余热的应用范围。
附图说明
图1为本发明余热发电系统采用单压系统时的原理图。
图2为本发明余热发电系统采用闪蒸系统时的原理图。
具体实施方式
如图所示，本发明包括四个子系统，分别是散热回收系统、采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统。散热回收系统中的集热单元1将工业设备的表面散热回收，然后通过热载体分别供给采暖通风与空调系统、热水系统6以及余热发电系统的中间换热器7，热载体经过换热后回到容器3，然后再通过工质泵2送回集热单元1进入新的循环。对于采暖通风与空调系统，在夏季，通过溴化锂机组4产生冷媒水，通过冷热水泵41输送至室内的风机盘管42为用户提供冷气；在冬季，通过溴化锂机组4、采暖系统5产生热媒水，将这两部分热媒水通过冷热水泵41输送至室内的风机盘管42供用户采暖；输送至热水系统6的热载体经过换热，为用户产生生活用热水，如洗澡水、食堂用水等；输送至余热发电系统中的中间换热器7的热载体，根据余热发电系统参数和汽轮机形式不同，可以用来预热锅炉给水或产生低压饱和蒸汽，依据这两种利用方式余热发电系统可采用单（双）压系统或闪蒸系统，分别如图1 和图2所示。
当余热发电系统采用单（双）压系统时，如图1所示：除氧水经给水泵8升压后，进入中间换热器7预热后送入余热锅炉8省煤器段，由省煤器出来的热水进入汽包10，然后通过下降管进入余热锅炉8的蒸发器相变成为水蒸汽，随后进入汽包10进行汽液分离；由汽包10分离出来的饱和蒸汽在余热锅炉8的过热器吸热成为过热蒸汽，并进一步引入汽轮机11做功，同时汽轮机11带动发电机12输出电能。由汽轮机11排出的乏汽在凝汽器13内冷凝后成液态水，经凝结水泵14输送至除氧器15除氧和给水泵8升压后进入新的循环。
当余热发电系统采用闪蒸系统时，如图2所示：除氧水经给水泵8升压后，分成两路，一路直接进入中间换热器7，在中间换热器7内吸收热载体的热量成为高温液态水，高温液态水被引入闪蒸器16内，闪蒸成低参数的饱和蒸汽后，被引至汽轮机11的补汽口，进行膨胀做功，由闪蒸器引出的饱和水接至给水泵8入口；另一路则进入余热锅炉9，分别在省煤器段和蒸发段吸收热量后相变成蒸汽，然后由汽包10引出至余热锅炉9的过热器，进一步吸热成为过热蒸汽，然后被引入汽轮机11膨胀做功，同时汽轮机带动发电机12输出电能。由汽轮机排出的乏汽在凝汽器13内冷凝后成液态水，经凝结水泵14输送至除氧器15除氧和给水泵8升压后进入新的循环。
本发明的散热回收系统将设备的表面余热回收，然后通过热载体分别供给采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统；在夏季首先满足制冷和热水的需要，在冬季首先满足供暖和热水的需要，其余的热量全部用来提供给余热发电系统。
Claims (5)
1.一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统，包括散热回收系统、采暖通风与空调系统、热水系统以及余热发电系统，散热回收系统由多个集热单元（1）组成，其特征在于所述集热单元（1）的出口分别与所述采暖通风与空调系统中溴化锂机组（4）的入口和采暖系统（5）的入口、热水系统（6）的入口、以及余热发电系统的中间换热器（7）相连。
2.根据权利要求1所述的一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统，其特征在于，所述余热发电系统采用单压系统、双压系统或闪蒸系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种回收工业设备表面散热的冷热电联供系统，其特征在于，所述集热单元（1）中用于收集工业设备表面散热的热载体可以为水、空气或有机工质。
4.一种使用如权1所述系统的回收工业设备表面散热的冷热电联供方法，主要包括以下步骤：
（a）散热回收系统中的集热单元（1）将工业设备的表面散热回收，然后通过热载体分别供给采暖通风与空调系统、热水系统（6）以及余热发电系统的中间换热器（7），热载体经过换热后回到容器（3），然后再通过工质泵（2）送回集热单元（1）进入新的循环；
（b）所述步骤（a）中的一部分热载体被输送到采暖通风与空调系统后，在夏季，通过溴化锂机组（4）产生冷媒水，经冷热水泵（41）输送到风机盘管（42），为用户提供冷气；在冬季，通过溴化锂机组（4）、采暖系统（5）产生热媒水，经冷热水泵（41）输送到风机盘管（42），为用户供暖；
（c）所述步骤（a）中的一部分热载体被输送到热水系统（6）后，经过换热，为用户提供生活用热水；
（d）其余的热载体全部输送至余热发电系统中的中间换热器（7），根据余热发电系统参数和汽轮机形式不同，余热发电系统可采用单压系统、双压系统或闪蒸系统：单压系统或双压系统时，即热载体利用中间换热器（7）来预热余热发电系统的锅炉给水；闪蒸系统时，即热载体利用中间换热器（7）产生高参数的饱和水，饱和水被送入闪蒸器内闪蒸成低压饱和蒸汽，然后进入汽轮机补汽口，进行膨胀做功。
5.根据权利要求4所述的一种回收工业设备表面散热的冷热电联供方法，其特 征在于：所述集热单元（1）收集设备表面散热的方式可以为传导、辐射、对流或其中任意两项传热方式的组合。
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