CN103090454B - 一种高效移动蓄放热方法及移动供热装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于移动供热技术领域，具体涉及一种高效移动蓄放热方法及移动供热装置。移动供热装置，包括蓄水罐和运输装置，所述蓄水罐固定在运输装置上，蓄水罐的内部设置有分布管，分布管上均匀开有多个喷口；所述蓄水罐上连接有冷水注水管，所述分布管上连接有用于接入蒸汽或热水的注入管，蓄水罐上连接有第一压力表和第一温度表；所述蓄水罐顶部连接有出蒸汽管，蓄水罐底部连接有出热水管。此种移动供热装置，具有蓄热能力强，移动供热的运输成本低的优势。

Description

一种高效移动蓄放热方法及移动供热装置

技术领域

本发明属于移动供热技术领域，具体涉及一种高效移动蓄放热方法及移动供热装置。

背景技术

随着能源危机的日益加大和人民追求循环经济、可持续性发展的要求不断提高，如何合理的利用工业余热，成为国家节能减排工作的重要内容，国家制定的能源中长期发展规划纲要中也将节能减排作为我国能源战略发展的重点之一。据统计目前我国每年约有相当于5000万吨标准煤以上的工业余热有待回收利用，这些余热直接排放，一方面是宝贵能源的浪费，另一方面会造成对环境的污染。此外，部分热力企业的冬季供热需求负荷大于供用能力，但在夏季供热需求负荷远小于供用能力，只有降低锅炉的负荷进行运行，而低负荷运行的锅炉转换效率又较低，如果这些多余的热负荷能被合理利用，既可提高锅炉的热效率，又可增加新的经济效益。由于热力管网投资成本较高，热力管网无法覆盖所有的工业企业和居民用户，随着国家对环境保护的日益重视，这些工业企业和居民用户不允许自建燃煤、燃油以及燃气锅炉等，如果采用电锅炉供热的成本又较高。目前解决余热供给与热能需求之间矛盾的最好手段是采用移动供热方式。

移动供热装置的应用使工业过程的余热得到了有效利用，减少了热能用户化石燃料的消耗，降低了生产经营成本，同时二氧化碳等温室气体的排放也相应减少，是一条合理利用能源及减轻环境污染的有效途径。移动供热装置主要是利用移动蓄热装置进行热能的储存和释放，在供热方与用热方架起一座联系的桥梁，实现热能的运输和合理化使用。目前移动供热主要采用常压热水移动供热装置和相变蓄热移动供热装置为主，通过将火力发电厂、钢铁厂、化工厂等企业生产过程中提供的废热蒸汽或饱和水进行热能回收，然后运送到用户端进行热能释放，从而实现无热力管网的热能输送。但是常压热水移动装置虽然具有设备投资低、蓄放热时间短的优点，但它的最大缺点是该装置的蓄热能力较小，运输成本较高，经济效益较差；相变蓄热移动供热装置的优点是蓄热能力较大，运输成本较低，但缺点是设备投资较大，蓄放热时间较长。发明人针对目前两类移动供热装置存在的问题，在常压热水移动供热装置基础上进行改进，制备各种不同压力的饱和水来提高移动供热装置的蓄热能力，降低移动供热的运输成本，同时还可以为用户提供蒸汽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动蓄放热方法，以提高移动供热装置的蓄热能力，降低移动供热的运输成本。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种移动蓄放热方法，包括以下步骤：

（1）蓄热过程：往蓄水罐内注入冷水，冷水的液面高度高于蓄水罐内部分布管的喷口，高温高压的蒸汽或热水经分布管注入冷水中进行热交换，蓄水罐内的压力和温度达到预定值，停止注入高温高压的蒸汽或热水，蓄水罐蓄热结束；

（2）放热过程：蓄水罐顶部蒸汽出口通过阀门的调节释放出不同温度和压力的蒸汽，蓄热罐底部热水出口通过与冷水混合产生不同温度和压力的热水。

优选地，所述高温高压的蒸汽或热水是温度100℃以上，绝对压力大于1个大气压的蒸汽或热水。

本发明的另一个目的是提供一种移动供热装置，具有蓄热能力强，移动供热的运输成本低的优势。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种移动供热装置，包括蓄水罐和运输装置，所述蓄水罐固定在运输装置上，蓄水罐的内部设置有分布管，分布管上均匀开有多个喷口；所述蓄水罐上连接有冷水注水管，所述分布管上连接有用于接入蒸汽或热水的注入管，蓄水罐上连接有第一压力表和第一温度表；所述蓄水罐顶部连接有出蒸汽管，蓄水罐底部连接有出热水管。

优选地，所述分布管有多根呈水平和/或竖直布置。

优选地，所述冷水注水管上连接有第二阀门和第二流量表。

优选地，所述注入管上连接有第三压力表、第三温度表、第三阀门、及第三流量表。

优选地，所述出蒸汽管上连接有第四阀门、第四压力表、及第四温度表。

优选地，所述出热水管上连接有第五阀门。

优选地，所述蓄水罐顶部连接有泄压阀，底部连接有排污管，排污管上连接有第六阀门。

优选地，所述蓄水罐内竖立有至少两块挡液板，挡液板由蓄水罐顶端延伸至下部，分布管穿在挡液板上。

本发明的有益效果：

以上移动蓄放热方法，采用制备高温高压饱和水作为移动供热的蓄热介质，移动供热装置具有蓄热能力大，设备成本投资低，蓄放热速度快等优点。

可广泛应用于各类工业的废蒸汽或饱和水混合换热过程，对用户有极强的适用性，特别适合利用工业过程的余热蒸汽作热源制备一定压力和温度的饱和水，可简易操作同时获得不同温度和压力的蒸汽和热水。

蓄水罐和高温高压蒸汽或热水分布管由碳钢或不锈钢制成，它们的承压能力均应比充热蒸汽或热水的压力高0.1Mpa以上。分布管的根数可以根据实际情况来确定，在蓄水罐内可呈水平或竖直布置，且分布管上喷口位置应低于蓄水罐的液面。

出热水管可与冷水混合，获得用户需要的不同温度热水；出蒸汽管既可直接通过第四阀门的操作获得不同压力和温度的蒸汽，又可直接通入冷水中用来加热冷水。挡液板的设置，主要起防止运输过程中液体的晃动，以及起到支撑高温高压蒸汽或热水分布管的作用。

本发明的工作原理是：首先在蓄水罐内预先充入一定量的低温水，高温高压蒸汽或热水经注入管进入蓄水罐，由分布管各喷口射入低温水中与低温水混合，低温水被加热到要求的压力和温度后停止加热，从而制得一定压力和温度的饱和水。通过调节蓄水罐出蒸汽管上的第四阀门可以产生不同压力和温度的蒸汽，在底部也可输出不同压力和温度的热水。

附图说明

图1是移动供热装置的结构示意图。

图2是一种分布管的结构示意图。

图3是另一种分布管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

实施例1

一种移动蓄放热方法，包括以下步骤：

（1）蓄热过程：往蓄水罐内注入冷水，冷水的液面高度高于蓄水罐内部分布管的喷口，高温高压的蒸汽或热水经分布管注入冷水中进行热交换，蓄水罐内的压力和温度达到预定值，停止注入高温高压的蒸汽或热水，蓄水罐蓄热结束。

（2）放热过程：蓄水罐顶部蒸汽出口通过阀门的调节释放出不同温度和压力的蒸汽，蓄热罐底部热水出口通过与冷水混合产生不同温度和压力的热水。

以上高温高压的蒸汽或热水是温度100℃以上，绝对压力大于1个大气压的蒸汽或热水。

实施例2

结合图1和图2，一种移动供热装置，包括蓄水罐2和载重汽车1，所述蓄水罐2通过基座24固定在载重汽车1上，蓄水罐2的内部设置有分布管11，分布管11有多根呈水平布置，分布管11上均匀开有多个喷口。所述蓄水罐2上连接有冷水注水管9，冷水注水管9上连接有第二阀门10和第二流量表21。所述分布管11上连接有用于接入蒸汽或热水的注入管5，注入管5上连接有第三压力表7、第三温度表8、第三阀门6、及第三流量表20。蓄水罐2上连接有第一压力表3和第一温度表4。

所述蓄水罐2顶部连接有出蒸汽管14，出蒸汽管14上连接有第四阀门15、第四压力表16、及第四温度表17。蓄水罐2底部连接有出热水管12，出热水管12上连接有第五阀门13。蓄水罐2顶部连接有泄压阀18，底部连接有排污管19，排污管19上连接有第六阀门22。蓄水罐2内竖立有两块挡液板23，挡液板23由蓄水罐2顶端延伸至下部，分布管11穿在挡液板23上。

实施例3

结合图1和图3，本实施例与实施例2不同之处在于，蓄水罐2的内部设置有分布管11，分布管11有多根呈竖直布置。

本发明用于高温高压废热蒸汽或热水回收利用，移动供热装置的工作原理是：首先利用快速接头将载重汽车1上的蓄水罐2上的冷水注水管9与自来水接头进行对接，第四阀门15打开，然后打开第二阀门10充注一定体积的低温水，利用热量平衡原理，并保证充入冷水和吸收的蒸汽或热水的总体积不能超过蓄水罐2的有效体积，冲入的冷水体积可由冲入时间和第二流量表21来确定，冷水的温度可由第一温度表4来确定，蒸汽或饱和水的密度可由第三压力表7和第三温度表8来确定，充入的蒸汽或饱和水的体积由充热时间和第三流量表20来确定。将用于接入蒸汽或热水的注入管5与高温热源接口进行快速对接，出蒸汽管14开启，打开第三阀门6，高温高压蒸汽或热水进入分布管11减压后，从分布管11上的各喷孔射向低温水来加热冷水，当冷水被加热到接近100℃时，关闭第四阀门15，蓄水罐2内的压力将逐步升高，当第一压力表3和第一温度表4达到要求的压力和温度后停止加热，从而制备出需要的高温高压饱和水，泄压阀18对罐内压力起保护作用，防止充热时罐内的压力超过罐体的承压范围，此时充热过程完成。

当移动供热车在用户端时，蓄水罐2顶部的出蒸汽管14既可与用户的蓄汽罐或管道相连，通过调节第四阀门15直接给用户供应不同压力和温度的蒸汽，也可与用户的保温水箱对接，将蒸汽冲入保温水箱内的低温水，加热低温水到需要的温度范围内，蓄水罐2底部的出热水管12可以与用户端的保温水箱对接，打开第五阀门13，将高温热水冲入保温水箱内来加热低温水到需要的温度范围内。打开第六阀门22可以从排污管19处排泄污垢，保证水的清洁度。

分布管11上的喷口位置应低于蓄水罐的液面下，不影响分布管的强度和耐压条件下，喷口的数量、形状和规格以及喷口之间的距离可根据实际情况确定。此外，分布管可以是单根带喷口的管，也可以由多根带喷口的管组成。

以下是本发明移动供热装置的应用实例：

实例1，某热力企业的锅炉每小时产生约5吨高温饱和水，饱和水温度在230℃～250℃，压力：2.8Mpa～3.9Mpa，匹配1台可容纳20吨热水的移动供热装置，高温高压饱和水被输入移动供热装置中加热蓄水罐内低温水，当罐内饱和水的温度达到180℃左右，压力达到约1Mpa后停止加热，然后将移动供热装置运输到需要热水和蒸汽的纺织厂，纺织厂每小时需要温度110℃和压力0.14Mpa的蒸汽约100kg和10吨60℃热水，先将蒸汽输入到用户端的50m3的储汽罐中，当储汽罐内的压力达到0.14Mpa左右停止充汽，再将多余的蒸汽和饱和水通入100吨的保温水箱加热低温水至60℃。

实例2，某热力企业的锅炉每小时产生约3吨蒸汽，蒸汽的温度在200℃～210℃，压力：1.5Mpa～1.9Mpa，匹配1台可容纳30吨热水的移动供热装置，高温高压蒸汽被输入移动供热装置中加热蓄水罐内低温水，当罐内饱和水的温度达到160℃左右，压力达到约0.6Mpa后停止加热，然后将移动供热装置运输到需要热水和蒸汽的医院，医院每小时需要温度120℃和压力0.19Mpa的蒸汽约200kg和10吨80℃热水，先将蒸汽输入到用户段100m³的储汽罐，当储汽罐内的压力达到0.19Mpa左右停止充汽，再将多余的蒸汽和饱和水通入50吨的保温水箱加热低温水至80℃。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种移动供热装置，其特征在于，包括蓄水罐和载重汽车，所述蓄水罐固定在载重汽车上，蓄水罐的内部设置有分布管，分布管上均匀开有多个喷口；所述蓄水罐上连接有冷水注水管，所述分布管上连接有用于接入蒸汽或热水的注入管，蓄水罐上连接有第一压力表和第一温度表；所述蓄水罐顶部连接有出蒸汽管，蓄水罐底部连接有出热水管；所述分布管有多根呈水平和/或竖直布置；所述冷水注水管上连接有第二阀门和第二流量表；所述注入管上连接有第三压力表、第三温度表、第三阀门、及第三流量表；所述出蒸汽管上连接有第四阀门、第四压力表、及第四温度表；所述出热水管上连接有第五阀门；所述蓄水罐顶部连接有泄压阀，底部连接有排污管，排污管上连接有第六阀门；所述蓄水罐内竖立有至少两块挡液板，挡液板由蓄水罐顶端延伸至下部，分布管穿在挡液板上；

用快速接头将载重汽车上的蓄水罐上的冷水注水管与自来水接头进行对接，第四阀门打开，然后打开第二阀门充注一定体积的低温水，利用热量平衡原理，并保证充入冷水和吸收的蒸汽或热水的总体积不能超过蓄水罐的有效体积，冲入的冷水体积可由冲入时间和第二流量表来确定，冷水的温度可由第一温度表来确定，蒸汽或饱和水的密度由第三压力表和第三温度表来确定，充入的蒸汽或饱和水的体积由充热时间和第三流量表来确定；将用于接入蒸汽或热水的注入管与高温热源接口进行快速对接，出蒸汽管开启，打开第三阀门，高温高压蒸汽或热水进入分布管减压后，从分布管上的各喷孔射向低温水来加热冷水，当冷水被加热到接近100℃时，关闭第四阀门，蓄水罐内的压力将逐步升高，当第一压力表和第一温度表达到要求的压力和温度后停止加热，从而制备出需要的高温高压饱和水，泄压阀对罐内压力起保护作用，防止充热时罐内的压力超过罐体的承压范围，此时充热过程完成；

移动供热装置在用户端时，蓄水罐顶部的出蒸汽管与用户的蓄汽罐或管道相连，通过调节第四阀门直接给用户供应不同压力和温度的蒸汽；或者与用户的保温水箱对接，将蒸汽冲入保温水箱内的低温水，加热低温水到需要的温度范围内，蓄水罐底部的出热水管与用户端的保温水箱对接，打开第五阀门，将高温热水冲入保温水箱内来加热低温水到需要的温度范围内，打开第六阀门可以从排污管处排泄污垢，保证水的清洁度。