CN104534918A - 余热回收热力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种余热回收热力系统，余热回收热力系统包括：容器，具有用于容纳液体的容纳空间；输送主管线，设置在容器外；面式减温器，设置于容纳空间中，面式减温器有入口端和出口端，入口端和出口端均能与容器的外部连通；自动流量调节阀，设置在输送主管线上，能自动调节输送主管线的流量；流体输入支线，流体输入支线的一端和面式减温器的入口端连通，流体输入支线的另一端和与自动流量调节阀的入口端相连接的输送主管线连通；流体输出支线，流体输出支线的一端和面式减温器的出口端连通，流体输出支线的另一端和与自动流量调节阀的出口端相连接的输送主管线连通。通过将面式减温器设置在容器内，达到节约空间、回收系统内部热量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及工业余热回收领域，具体是一种余热回收热力系统。
背景技术
在一些工业过程中，需要提供大量的过热蒸汽以满足其特定的需要，如纺织行业的地毯热定型处理；橡胶轮胎的制造以及物料的干燥等。而在另外一些场合中虽然提供的是过热蒸汽，往往需要的过热度较低的过热蒸汽，如脱碳生产等。在烟气余热回收热力系统中，由于烟气量的变化，造成过热器出口蒸汽温度变化，为稳定过热蒸汽的温度，需要设置蒸汽减温器。所以这些场合就需要将过热蒸汽过热度降低，这样就有必要将过热蒸汽进行降温处理。
目前工业上常用的表面式蒸汽减温器是一种管式热交换器，它以锅炉给水为冷却水，冷却水由管内流过而蒸汽由管外空间横向流过。
现有技术中的缺点：这种减温器由于需要额外布置位置，占据空间较大，不利于余热回收热力系统的排布。
发明内容
为了克服现有技术中余热回收热力系统占据空间较大的不足，本发明提供了一种余热回收热力系统，以达到节约空间、回收系统内部热量的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种余热回收热力系统，余热回收热力系统包括：容器，具有用于容纳液体的容纳空间；输送主管线，设置在容器外；面式减温器，设置于容纳空间中，面式减温器具有入口端和出口端，入口端和出口端均能够与容器的外部连通；自动流量调节阀，设置在输送主管线上，能够自动调节输送主管线的流量；流体输入支线，流体输入支线的一端和面式减温器的入口端连通，流体输入支线的另一端和与自动流量调节阀的入口端相连接的输送主管线连通；流体输出支线，流体输出支线的一端和面式减温器的出口端连通，流体输出支线的另一端和与自动流量调节阀的出口端相连接的输送主管线连通。
进一步地，余热回收热力系统还包括与输送主管线连接的第一检测装置，第一检测装置位于输送主管线的入口端和流体输入支线之间，第一检测装置能够检测输送主管线的管内流体温度。
进一步地，余热回收热力系统还包括与输送主管线连接的第二检测装置，第二检测装置位于输送主管线的出口端和流体输出支线之间，第二检测装置能够检测输送主管线的管内流体温度，第二检测装置与自动流量调节阀电连接。
进一步地，容器为汽包，面式减温器位于该汽包的液面以下。
进一步地，余热回收热力系统还包括过热器，该汽包的饱和蒸汽输出端口与过热器的入口端连接，过热器的出口端与输送主管线的入口端连接。
进一步地，余热回收热力系统还包括输入调节阀，输入调节阀设置于流体输入支线的两端之间，且输入调节阀能够调节流体输入支线内的流量。
进一步地，余热回收热力系统还包括输出调节阀，输出调节阀设置于流体输出支线的两端之间，且输出调节阀能够调节流体输出支线内的流量。
进一步地，余热回收热力系统还包括第一手动闸阀，第一手动闸阀设置于输送主管线上，第一手动闸阀位于流体输入支线的另一端与自动流量调节阀的入口端之间。
进一步地，余热回收热力系统还包括第二手动闸阀，第二手动闸阀设置于输送主管线上，第二动闸阀位于流体输入支线的另一端与自动流量调节阀的出口端之间。
进一步地，余热回收热力系统还包括蒸汽管网，输送主管线的出口端与蒸汽管网连接。
本发明的有益效果是，通过将面式减温器设置在容器内，可以不需要额外布置面式减温器的安装空间，余热回收热力系统的结构更加紧凑，达到节约空间、回收系统内部热量的目的。
同时，将面式减温器设置在容器内部，可以利用容器内的流体与面式减温器进行换热，将面式减温器中的热量补充在容器内的流体中，避免能量散失。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明余热回收热力系统的结构示意图。
图中附图标记：10、容器；11、饱和蒸汽输出端口；20、输送主管线；21、自动流量调节阀；22、第一检测装置；23、第二检测装置；24、第一手动闸阀；25、第二手动闸阀；30、面式减温器；31、入口端；32、出口端；40、流体输入支线；41、输入调节阀；50、流体输出支线；51、输出调节阀；60、过热器；61、入口端；62、出口端；70、蒸汽管网。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种余热回收热力系统，余热回收热力系统包括容器10、输送主管线20、面式减温器30、自动流量调节阀21、流体输入支线40和流体输出支线50。容器10具有用于容纳液体的容纳空间。输送主管线20设置在容器10外。面式减温器30设置于容纳空间中，面式减温器30具有入口端31和出口端32，入口端31和出口端32均能够与容器10的外部连通。自动流量调节阀21设置在输送主管线20上，能够自动调节输送主管线20的流量。流体输入支线40的一端和面式减温器30的入口端连通，流体输入支线40的另一端和与自动流量调节阀21的入口端相连接的输送主管线20连通。流体输出支线50的一端和面式减温器30的出口端连通，流体输出支线50的另一端和与自动流量调节阀21的出口端相连接的输送主管线20连通。
通过将面式减温器30设置在容器10内，可以不需要额外布置面式减温器30的安装空间，使余热回收热力系统的结构更加紧凑，达到节约空间、回收系统内部热量的目的。同时，将面式减温器30设置在容器10内部，可以利用容器10内的流体与面式减温器30进行换热，将面式减温器30中的热量补充在容器10内的流体中，避免能量散失。
其次，在输送主管线20上设置自动流量调节阀21，能够根据需要自动调节输送主管线20的开度，从而使部分流体流经面式减温器30进行换热降温，再将降温后的流体与输送主管线20中的流体混合后达到设定的使用温度后再输送至下一工序。在此过程中，自动流量调节阀21能够根据输送主管线20出口端流体温度来自动调节其本身开度大小。
需要说明的是，本发明实施例中的面式减温器30的换热面积的多少及结构形式需要根据过热蒸汽温降多少及空间位置进行计算和布置。优选地，可以将面式减温器30设置成盘管状结构，以增加面式减温器的热交换面积。本发明实施例中的自动流量调节阀21为现有技术中的套筒导向单座阀501G。厂家为KOSO工装自控(无锡)有限公司。
进一步地，上述面式减温器30需要设置支撑组件，支撑组件固定于容器10内，并与面式减温器30连接。设置支撑组件目的是为了保证在内压及外压的作用下均能够满足面式减温器30的性能参数。
具体地，余热回收热力系统还包括与输送主管线20连接的第一检测装置22和第二检测装置23。第一检测装置22位于输送主管线20的入口端和流体输入支线40之间，第一检测装置22能够检测输送主管线20的管内流体温度。第二检测装置23位于输送主管线20的出口端和流体输出支线50之间，第二检测装置23能够检测输送主管线20的管内流体温度，第二检测装置23与自动流量调节阀21电连接。
设置第一检测装置22和第二检测装置23，能够通过第一检测装置22和第二检测装置23检测输送主管线20内不同管段内的流体温度，同时，将第二检测装置23与自动流量调节阀21电连接，目的是将第二检测装置23的温度信号传输到自动流量调节阀21内，使自动流量调节阀21根据该温度信号来控制自身的开度大小，实现实时的流量调节。
为了进一步提高该余热回收热力系统的自动化，该余热回收热力系统还设有控制单元，自动流量调节阀21、第一检测装置22、第二检测装置23、输入调节阀41、输出调节阀51均于该控制单元连接并受该控制单元的控制。
进一步地，本发明实施例中的余热回收热力系统还包括输入调节阀41和输出调节阀51。输入调节阀41设置于流体输入支线40的两端之间，且输入调节阀41能够调节流体输入支线40内的流量。输出调节阀51设置于流体输出支线50的两端之间，且输出调节阀51能够调节流体输出支线50内的流量。
设置输入调节阀41和输出调节阀51，可以通过上述输入调节阀41和输出调节阀51分别控制对应的流体输入支线40和流体输出支线50的开闭。当上述输入调节阀41和输出调节阀51均开启时，输送主管线20内的流体会被分流，被分流的这部分流体能够流入面式减温器30内进行减温换热。当上述输入调节阀41和输出调节阀51均关闭时，输送主管线20内的流体不会被分流，直接通过输送主管线20输送至下一工序。
优选地，余热回收热力系统还包括第一手动闸阀24和第二手动闸阀25。第一手动闸阀24设置于输送主管线20上，第一手动闸阀24位于流体输入支线40的另一端与自动流量调节阀21的入口端之间。第二手动闸阀25设置于输送主管线20上，第二手动闸阀25位于流体输入支线40的另一端与自动流量调节阀21的出口端之间。
设置第一手动闸阀24和第二手动闸阀25，可以在自动流量调节阀21发生故障时，通过手动控制上述第一手动闸阀24和第二手动闸阀25的开启和闭关闭来实现输送主管线20的开启和关闭。同时，调节第一手动闸阀24和第二手动闸阀25的开度，还能控制输送主管线20内流经自动流量调节阀21内的最大流量大小。
需要说明的是，本发明实施例中的容器10为汽包，本发明实施例中的流体为气体。面式减温器30位于该汽包的液面以下。汽包内设置有循环水，面式减温器30与通过循环水进行降温，同时该汽包内的循环水会产生饱和蒸汽。余热回收热力系统还包括过热器60，该汽包的饱和蒸汽通过饱和蒸汽输出端口11与过热器60的入口端61连接。饱和蒸汽通过过热器60吸收废气中的热量形成过热蒸汽，过热蒸汽通过过热器60的出口端62传输至输送主管线20的入口端。
优选地，上述过热器60设置在烟道中，过热器60的管路为盘管状结构，以增加过热器60与烟道内废气的热交换面积。
进一步地，余热回收热力系统还包括蒸汽管网70，输送主管线20的出口端与蒸汽管网70连接。上述蒸汽管网70为下一工序的热蒸汽使用器件。
应用本发明实施例中的余热回收热力系统工作时，通过第一检测装置22检测流体输入支线40之前的输送主管线20内的流体温度，即初始温度，标号为T1。通过第二检测装置23检测流体输出支线50之后的输送主管线20内的流体温度，即实际温度，标号为T2。
当初始温度T1小于或者等于用户所需温度T3时，此时的过热蒸汽不需要进行降温操作，因此将输入调节阀41和输出调节阀51关闭，使过热蒸汽不会经过面式减温器30进行降温。同时通过第二检测装置23检测到的温度信号控制自动流量调节阀21调整至最大开度，上述过热蒸汽由输送主管线20直接输送至蒸汽管网70。(汽包中循环水的温度要低于用户所需温度T3)
当初始温度T1大于用户所需温度T3时，需要对输送主管线内的过热蒸汽进行降温。具体操作如下：
首先将输入调节阀41和输出调节阀51均打开，使输送主管线20内的过热蒸汽的一部分可以流入面式减温器30进行降温，使另一部分未经降温的过热蒸汽可以通过输送主管线20输送至流体输出支线50的出口端，并与经过降温后的蒸汽混合，形成降温蒸汽。此时，第二检测装置23检测实际温度T2，并将该温度信号发送至自动流量调节阀21以控制自动流量调节阀21的开度大小，从而调节输送主管线20和流入面式减温器30中的流量和比例，达到精确控制输送主管线20输出端温度的目的。
需要说明的是，自动流量调节阀21具体控制过程如下：第二检测装置23检测到的实际温度T2与用户所需温度T3进行对比，当实际温度T2高于用户所需温度T3时，需要反向调节自动流量调节阀21的开度大小，即实际温度T2与用户所需温度T3之间的差值越大，则使自动流量调节阀21的开度越小，减少输送主管线20中流量增大面式减温器30中的流量；实际温度T2与用户所需温度T3之间的差值越小，则使自动流量调节阀21的开度越大，增加输送主管线20中流量减少面式减温器30中的流量，从而使实际温度T2趋近于用户所需温度T3，。
一旦当第二检测装置23检测到的实际温度T2小于用户所需温度T3时，需要使自动流量调节阀21的开度变为最大，从而使未经降温的过热蒸汽的流量增大，以达到提高输送主管线20出口端处的蒸汽温度的目的。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过将面式减温器设置在容器内，可以不需要额外布置面式减温器的安装空间，余热回收热力系统的结构更加紧凑，达到节约空间、回收系统内部热量的目的。
同时，将面式减温器设置在容器内部，可以利用容器内的流体与面式减温器进行换热，将面式减温器中的热量补充在容器内的流体中，避免能量散失。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统包括：
容器(10)，具有用于容纳液体的容纳空间；
输送主管线(20)，设置在容器(10)外；
面式减温器(30)，设置于所述容纳空间中，面式减温器(30)具有入口端(31)和出口端(32)，入口端(31)和出口端(32)均能够与容器(10)的外部连通；
自动流量调节阀(21)，设置在输送主管线(20)上，能够自动调节输送主管线(20)的流量；
流体输入支线(40)，流体输入支线(40)的一端和面式减温器(30)的入口端连通，流体输入支线(40)的另一端和与自动流量调节阀(21)的入口端相连接的输送主管线(20)连通；
流体输出支线(50)，流体输出支线(50)的一端和面式减温器(30)的出口端连通，流体输出支线(50)的另一端和与自动流量调节阀(21)的出口端相连接的输送主管线(20)连通。
2.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括与输送主管线(20)连接的第一检测装置(22)，第一检测装置(22)位于输送主管线(20)的入口端和流体输入支线(40)之间，第一检测装置(22)能够检测输送主管线(20)的管内流体温度。
3.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括与输送主管线(20)连接的第二检测装置(23)，第二检测装置(23)位于输送主管线(20)的出口端和流体输出支线(50)之间，第二检测装置(23)能够检测输送主管线(20)的管内流体温度，第二检测装置(23)与自动流量调节阀(21)电连接。
4.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，容器(10)为汽包，面式减温器(30)位于该汽包的液面以下。
5.根据权利要求4所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括过热器(60)，该汽包的饱和蒸汽输出端口(11)与过热器(60)的入口端(61)连接，过热器(60)的出口端(62)与输送主管线(20)的入口端连接。
6.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括输入调节阀(41)，输入调节阀(41)设置于流体输入支线(40)的两端之间，且输入调节阀(41)能够调节流体输入支线(40)内的流量。
7.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括输出调节阀(51)，输出调节阀(51)设置于流体输出支线(50)的两端之间，且输出调节阀(51)能够调节流体输出支线(50)内的流量。
8.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括第一手动闸阀(24)，第一手动闸阀(24)设置于输送主管线(20)上，第一手动闸阀(24)位于流体输入支线(40)的另一端与自动流量调节阀(21)的入口端之间。
9.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，所述余热回收热力系统还包括第二手动闸阀(25)，第二手动闸阀(25)设置于输送主管线(20)上，第二手动闸阀(25)位于流体输入支线(40)的另一端与自动流量调节阀(21)的出口端之间。
10.根据权利要求1所述的余热回收热力系统，其特征在于，余热回收热力系统还包括蒸汽管网(70)，输送主管线(20)的出口端与蒸汽管网(70)连接。
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