CN102313311B - 工业热能再利用系统 - Google Patents

Abstract

一种工业热能再利用系统，包括输入工业热能的热侧进水管路和热侧回水管路，以及工业热能再利用的供水管路和回水管路，所述热侧进水管路和热侧回水管路以及供水管路和回水管路分别组成两个水循环系统，所述供水管路和回水管路组成的水循环系统为闭式循环系统，通过换热器实现两个水循环系统之间的热能交换从而实现工业热能再利用。有益效果：1、换热效果显著提升；2、出口压力更稳定；3有效防止结垢和颗粒物堵塞；4、采用了小流量/大温差的多点控制策略，减少流量，降低电负荷，节约运行费用；5、人工智能，全自动控制，并通过通讯接口，实现远程监控；节约供热能耗，降低运行成本。

Description

工业热能再利用系统

技术领域

本发明涉及一种热能的再利用系统，特别涉及一种将电厂或化工厂冷却产生的热能通过换热装置再利用的系统。

背景技术

随着不可再生资源的逐渐枯竭，节能是时下经济社会发展迫切的课题，也是永远的追求。目前世界各国对节能和能量的再利用工作都非常重视，投入大量人力和财力研发新的技术以提高能源的利用率。近年来随着我国工业的发展能源的需求量也成倍增涨，随着国民生活水平的提高人们对能源的需要也提出了更高的要求，现在工业生产与人民生活在能源需求上已经产生较大的冲突，因此政府经常会在特殊时期采取措施限制工业生产，由此可见解决这一矛盾的重要性，对于工业热能的再利用可以提高能源的利用率是一个比较好的解决方法。目前工业热能的再利用主要通过采用换热器将工业生产过程中产生或者多余的热能再次用于人们生活中的其他领域，例如取暖、洗浴等。

目前，国内的热能再利用系统主要存在以下几个问题：第一、换热机组中换热器流道或板片表面结垢、粘污明显，个别还出现流道堵塞现象；第二、循环供水采用的是多循环泵一用一备系统，水泵电机采用直接驱动，在启停切换时或当供热负荷、阻力发生突变时，泵运行噪音大、耗用电功率大、出口压力波动不稳定；第三、换热机组的温度控制常采用供热出口温度信号来调节热能介质流量来实现，由于回水温度的变化、环境温度的变化造成供热效果差，不能维持室内温度稳定或用热点的温度稳定。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种解决换热器内结垢问题和解决整个系统内压力冲击问题的工业热能再利用系统，该热能再利用系统自动化控制程度高，供热效果好。

技术方案：一种工业热能再利用系统，包括输入工业热能的热侧进水管路和热侧回水管路，以及工业热能再利用的供水管路和回水管路，所述热侧进水管路和热侧回水管路以及供水管路和回水管路分别组成两个水循环系统，所述供水管路和回水管路组成的水循环系统为闭式循环系统，所述的两个水循环系统之间还设有用于工业热能再利用的换热器。工业生产过程产生的热水通过热侧进水管路进入系统，从热侧回水管路流出系统；供水管路和回水管路中的循环水用于客户的供暖或洗浴等设备，在换热器内实现两个循环系统的热量交换，以满足用户对热能的需求。所述回水管路中设有循环泵，用于提供客户的循环水的循环。热侧进水管路与换热器之间设有温度调节阀，当用户对热源需求量下降时通过温度调节阀控制换热器内的热交换。供水管路和回水管路之间靠近用户端设有差压调节阀，根据客户端供水压力的不同进行自动调节，确定满足客户的采暖需求。所述热侧进水管路和回水管路的靠近客户端分别设有过滤器，用于过滤循环水中的杂质，以提高系统的使用寿命。所述过滤器与循环泵之间设有与回水管路连接的蓄能器，当客户端突然变量循环水的流量时会产生冲击，蓄能器能够有效地解决压力冲击的问题。该工业热能再利用系统还设有根据各管路中压力和温度控制各阀开度的控制器，采用了小流量/大温差的多点控制策略，减少流量，降低电负荷，节约运行费用。所述换热器两端并联设有旁通阀用于连接供水管路和回水管路，通过旁通阀来设置进入换热器的最佳流量，满足换热器的最优运行，通过旁通阀的作用使得一部分流体进入换热器进行热量交换，另一部分经旁通阀与板式换热器输出端进行混合，然后输出，实现了对输入换热器的流量进行控制，实现换热器的最经济参数；使得进入换热器的流量比原来的减少约30％，循环泵的杨程可以选择小些，也就可以节约电能，减少运行费用。所述蓄能器两端并联设有补水泵，以补充客户端循环水的损失。

所述换热器为低流速高湍流板式换热器，所述工业热能再利用系统内设有两个相互并联的换热器。该换热器的流道截面能使流体速度矢量在三维方向上改变，生成三维复杂流场，增强了流体的扰动，在较低雷诺数下，即较低流量下，就能产生强烈湍流，同时引发边界层分离再附，减薄了近壁边界层厚度，大大降低了换热热阻，使传热系数增大，换热效果显著提升；为了满足更多客户更高的要求可以并联两个换热器甚至更多个换热器，但是最好是一个或者两个换热器。

所述过滤器为带自动反冲洗功能的过滤器，有效避免了回水中可能污染的颗粒物堵塞换热器流道。

因换热水温都在结垢温度点以上，为了避免产生水垢，降低热阻，所述补水泵吸水端设有软水器，软水器与补水泵之间设有水箱。

所述控制器内设有通讯接口，实现远程监控。

为了提高系统的可靠性，所述循环泵由一用一备两个关联的循环泵组成。

有益效果：1、选用低流速高湍流板式换热器，换热效果显著提升；2、设计了智能恒压、蓄能稳压系统，出口压力更稳定；3、配置了自动除污过滤器、软水器有效防止结垢和颗粒物堵塞；4、采用了小流量/大温差的多点控制策略，减少流量，降低电负荷，节约运行费用；5、人工智能，全自动控制，并通过RS485\232通讯接口，实现远程监控；节约供热能耗，降低运行成本。

附图说明

图1为本发明的原理图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，一种工业热能再利用系统，工业生产过程产生的热能利用水作为载体进入热侧进水管路1，然后循环水通过带自动反冲洗功能的过滤器9进入热侧回水管路2形成内循环。在进入热侧回水管路2前热水会通过换热器5发生热交换将热能传递给另一个为客户提供热能的水循环系统，换热器5前设有温度调节阀7可以根据客户端热能的需求情况调节热侧进水管路1中的热水的流量，温度调节阀7由控制器12根据供水管路3内的热水的温度变化控制，以满足供热温度的要求。

供水管路3通过换热器5吸收热侧循环水的热能，通过供水管路3将循环水送到客户家的采暖设备上，通过采暖设备工作以后降过温的循环水进入回水管路4，然后通过带自动反冲洗功能的过滤器10将循环水中的杂质进行过滤；然后循环水进入一用一备的循环泵6，该循环泵6采用变频控制，周期可调轮换运行；循环泵6泵出的水通过换热器5再次进入供水管路3形成闭式的内循环。当供热系统内压力波动变化时，供回水压力通过差压调节阀8调节、也通过囊式恒压蓄能器11来吸收系统和释放管路中的脉动压力、还通过变频补水泵14来调节补充系统管路中的压力，充分稳定该系统压力；多重调节技术避免了因一用一备的循环泵投切，补水泵、电动阀门调节以及用户负荷切换变化对管网的压力冲击；防止循环水结垢，系统中设有自动软水器15和软水箱16；通过调节阀13来设置进入换热器的最佳流量，满足换热器5的最优运行。

该系统供热循环泵6和定压补水泵14采用了变频控制技术，增大供/回水温差可以减少输配管路的初投资，并减少循环泵6的耗电量，降低供热成本；采用气候补偿控制器12、能通过比较系统中两个闭式循环系统内管道温度、室外环境温度控制供水温度，所有的控制在HMI人机界面上操作完成，PLC提供本系统的控制逻辑关系；实现人工智能，全自动控制，并通过RS485\232通讯口，实现远程监控，反馈供水流量、两个循环系统的进出口温度、压力、差压、耗用功率等参数，以及相关信号报警；节约供热能耗，降低运行成本、降噪、长寿命、安全可靠、安装便利、少维护。

Claims (6)

1.一种工业热能再利用系统, 其特征在于：包括输入工业热能的热侧进水管路（1）和热侧回水管路（2），以及工业热能再利用的供水管路（3）和工业热能再利用回水管路（4），所述热侧进水管路（1）和热侧回水管路（2）以及供水管路（3）和工业热能再利用回水管路（4）分别组成两个水循环系统，所述供水管路（3）和工业热能再利用回水管路（4）组成的水循环系统为闭式循环系统，所述的两个水循环系统之间还设有用于工业热能再利用的换热器（5），所述工业热能再利用回水管路（4）中设有循环泵（6），热侧进水管路（1）与换热器（5）之间设有温度调节阀（7），供水管路（3）和工业热能再利用回水管路（4）之间靠近用户端设有差压调节阀（8），所述热侧进水管路（1）和工业热能再利用回水管路（4）的靠近客户端分别设有热侧过滤器（9）和工业热能再利用过滤器（10），所述工业热能再利用过滤器（10）与循环泵（6）之间设有与工业热能再利用回水管路（4）连接的蓄能器（11），该工业热能再利用系统还设有根据各管路中压力和温度控制各阀开度的控制器（12），所述换热器（5）两端并联设有旁通阀（13）用于连接供水管路（3）和工业热能再利用回水管路（4），所述蓄能器（11）两端并联设有补水泵（14）。 

2.根据权利要求1所述的工业热能再利用系统，其特征在于：所述换热器（5）为低流速高湍流板式换热器，所述工业热能再利用系统内设有两个相互并联的换热器（5）。

3.根据权利要求1所述的工业热能再利用系统，其特征在于：所述过滤器（9、10）为带自动反冲洗功能的过滤器。

4.根据权利要求1所述的工业热能再利用系统，其特征在于：所述补水泵（14）吸水端设有软水器（15），软水器（15）与补水泵（14）之间设有水箱（16）。

5.根据权利要求1所述的工业热能再利用系统，其特征在于：所述控制器（12）内设有通讯接口。

6.根据权利要求1所述的工业热能再利用系统，其特征在于：所述循环泵（6）由一用一备两个关联的循环泵组成。

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