CN105423616B - 能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统 - Google Patents

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Abstract

一种能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统:系统集成多种热回收设备并使各设备多功能化,再组建能联网,进行远程能量管理,实现集成系统按工艺需求,连续、切换回收工业余热及环境放热,分时段、连续性输出发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等功能,并提供多种温度热水,在线满足工业基本动力需求,降低驱动能耗、环境放热、输送损失、系统投资,节能与环保并举,成倍提高系统利用率和回报率,缩短其投资回收期。

Description

能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统
(一)技术领域
本发明涉及一种能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统。
(二)背景技术
工业余热定义:工艺流程中热量与物质不平衡的必然产物,厂区内多点分布,80-300℃且全年连续提供。
余热品位与利用效率:热载体进、出口温度;
热载体:液体、气体、水蒸汽;
余热热量:热载体的流量、比热、进出口温差;
取热换热器管材:热载体成份。
余热提取方式:分为直接取热和间接取热。其中直接取热省略中间换热器及中介循环泵,对换热管材要求高,热回收效率高,回收期短;而间接取热需要中间换热器及中介循环泵,对换热管材要求低,热回收效率低,回收期长。
余热利用技术目前仍停留在每台热回收设备,需要换热器和或冷却塔辅助,才能输出单一功能:
1、余热驱动有机朗肯循环(ORC)机组+冷却塔+换热器提取烟气余热,输出单一发电功能;
2、余热驱动换热器,输出单一提供热水功能;
3、水源热泵机组+换热器提取污水余热制热,输出单一提供热水功能;
4、余热驱动吸收式机组+冷却塔制冷,输出单一提供冷水功能;
5、水源热泵机组+蒸汽压缩机提取余热加热热水,再节流、喷淋、闪蒸以产生二次蒸汽,并由蒸汽压缩机压缩制取水蒸汽,输出单一提供水蒸汽功能。
然而发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等,作为工业七项基本动力需求经常分时段组合出现,因此如果每种热回收设备只输出单一功能,既无法连续回收余热,又无法连续输出功能;加之余热品位较低,以及载热体腐蚀严重,从而导致热回收设备利用率偏低、回报率偏少、投资额偏大、回收期偏长等困境,限制其在设备层面而不是系统层面上回收和利用工业余热,因此难以实现全面推广。
(三)发明内容
工业余热在厂区的多点分布决定了余热回收必须遵循游击战略!而余热的低品位、载热体的腐蚀性及工业需求的分时段、多元化组合,决定了余热回收必然是一场持久战!
本发明目的是:首先使得每种热回收设备输出多项功能,以提高使用效率;其次通过系统集成多种热回收设备,以联合提供多项功能;再次利用互联网进行远程能量管理,以实现集成系统依照工艺需求连续回收工业余热,分时段输出发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等功能,在线满足工业基本动力需求,降低驱动能耗、环境放热、输送损失、系统投资,节能与环保并举,成倍提高利用率和回报率,缩短投资回收期;提供多品种、高品质、高可靠、信息化的清洁能源服务。
按照附图1所示的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其由1-余热管;2-二通阀;3-回流管;4-水源热泵机组;4-1-蒸发器;4-2-压缩机;4-3-冷凝器;4-4-膨胀阀;4-5-热泵工质;5-压汽闪蒸装置;5-1-加热盘管;5-2-凝结回热器;5-3-净水回热器;5-4-料液回热器;6-吸收式机组;6-1-再生器;6-2-蒸发器;6-3-吸收器;6-4-冷凝器;7-有机朗肯循环机组;7-1-蒸发器;7-2-膨胀机;7-3-回热器;7-4-冷凝器;7-5-储液罐;7-6-工质泵;7-7-发电机;7-8-有机工质;8-换热器;9-三通阀;10-过滤器;11-循环泵;12-止回阀;13-闪蒸罐;14-节流阀;15-喷嘴;16-蒸汽压缩机;17-传感器数据采集交换模块;18-互联网终端电脑控制器等组成,其特征在于:
五组余热管1、传感器数据采集交换模块17、三通、二通阀2、回流管3,并联连接水源热泵机组4、压汽闪蒸装置5、吸收式机组6、有机朗肯循环机组7、换热器8,组成联合提供发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等七项功能集成系统;
其中,余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、蒸发器4-1余热侧、回流管3,组成热泵热源回路;
蒸发器4-1工质侧通过管道连接压缩机4-2、冷凝器4-3工质侧、膨胀阀4-4,组成热泵循环回路;
回水管连接传感器数据采集交换模块17、三通阀9、过滤器10、循环泵11、止回阀12、冷凝器4-3水侧、三通阀9,组成提供热水回路;
闪蒸罐13底部出口通过管道连接补水三通、三通阀9、过滤器10、循环泵11、止回阀12、冷凝器4-3水侧、三通阀9、节流阀14、喷嘴15,组成补水循环加热闪蒸回路;
闪蒸罐13顶部出口通过管道连接蒸汽压缩机16,组成提供水蒸汽回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、加热盘管5-1余热侧、回流管3,组成加热料液回路;
闪蒸罐13底部出口通过管道连接料液三通、三通阀9、循环泵11、止回阀12、凝结回热器5-2料液侧、节流阀14、喷嘴15,组成料液循环加热闪蒸回路;
闪蒸罐13顶部出口通过管道连接蒸汽压缩机16、凝结回热器5-2净水侧、净水回热器5-3净水侧、循环泵11、止回阀12、传感器数据采集交换模块17,组成提供净水回路;
闪蒸罐13底部出口通过管道连接料液三通、料液回热器5-4料液侧、循环泵11、止回阀12、传感器数据采集交换模块17,组成提供料液回路;
污水管连接传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、分流三通、并联的净水回热器5-3污水侧和料液回热器5-4污水侧、合流三通、三通阀9,组成补充污水回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、再生器6-1余热侧、回流管3,组成再生加热回路;
冷回水管连接传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、蒸发器6-2水侧,组成提供冷水回路;
热回水管连接传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、吸收器6-3、冷凝器6-4,组成提供热水回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、蒸发器7-1余热侧、回流管3,组成蒸发加热回路;
工质管连接蒸发器7-1工质侧、二通阀2、膨胀机7-2、回热器7-3放热侧、冷凝器7-4工质侧、储液罐7-5、工质泵7-6、二通阀2、回热器7-3吸热侧,组成有机朗肯循环回路;
膨胀机7-2连接发电机7-7,组成发电回路;
回水管连接传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、冷凝器7-4水侧,组成提供热水回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、换热器8余热侧、回流管3,组成换热回路;
回水管连接传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、换热器8水侧,组成提供热水回路;
在集成系统中的余热总管1、各余热支路二通阀2进口、各闭路循环回路的过滤器10进口、电力输出线、蒸汽输出管、净水输出管、料液输出管、污水输入管,均设置传感器数据采集交换模块17,并分别通过有线或无线方式,与互联网终端电脑控制器18之间相互通讯连接,并交换信息,以组成能量管理互联网络--能联网。
压缩机4-2是离心式压缩机或半封闭螺杆压缩机或开启式螺杆压缩机或涡旋式压缩机或转子式压缩机或活塞式压缩机。
蒸发器4-1和/或蒸发器7-1是干式蒸发器或满液式蒸发器或降膜式蒸发器。
冷凝器4-3和/或冷凝器7-4是管壳式冷凝器或板式冷凝器或套管式冷凝器或板翅式冷凝器或盘管式冷凝器。
膨胀阀4-4是电子膨胀阀或热力膨胀阀或手动膨胀阀或节流孔板或毛细管,或者是上述各种膨胀阀之间的并联或串联连接。
热泵工质4-5为R22、R134a、R124、R245fa。
有机工质7-8为R134a、R245fa。
本发明的工作原理结合附图1说明如下:
1、余热驱动有机朗肯循环机组提供电力+提供中温热水:余热载体流经余热管1、总管传感器数据采集交换模块17、分流三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、蒸发器7-1余热侧、回流管3等组成的蒸发加热回路,以使蒸发器7-1工质侧的低沸点有机工质7-8吸收余热而气化成有压气体,再流经二通阀2驱动膨胀机7-2旋转做功而降压,并带动发电机7-7发电,以提供电力;经回热器7-3放热降温形成的气液两相流,流经冷凝器7-4工质侧时向回水放热,以凝结成液体并流入储液罐7-5,最后由工质泵7-6驱动,流经二通阀2及回热器7-3吸热升温后,重回蒸发器7-1工质侧,从而形成有机朗肯循环;回水流经传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、冷凝器7-4水侧,以被工质冷凝加热升温而提供中温热水。
2、余热驱动换热器提供高温热水:余热载体流经余热管1、总管传感器数据采集交换模块17、分流三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、换热器8余热侧、回流管3等组成的换热回路,以加热另侧回水;而回水则流经传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12进入换热器8水侧,被余热直接加热而升温,以提供高温热水。
3、余热驱动吸收式机组提供冷水+提供低温热水:余热载体流经余热管1、总管传感器数据采集交换模块17、分流三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、再生器6-1管内、回流管3等组成的再生加热回路,加热管外溶液,以蒸发出水蒸气而被浓缩成吸收液,再由吸收液泵驱动,而滴淋在吸收器6-3管外;水蒸气则流经冷凝器6-4管外,放热并冷凝为冷剂水,再经管路减压而降温,并依重力流入蒸发器6-2中,再由冷剂泵驱动而循环滴淋在蒸发器6-2管外,以吸收回水热量而蒸发成水蒸汽,然后流经吸收器6-3管外,被滴淋的吸收液吸收而成为稀溶液并放热,然后由溶液泵驱动,重新送回再生器6-1管外,经吸热而蒸发。冷回水流经传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12而进入蒸发器6-2管内,被滴淋的冷剂水蒸发吸热而降温以提供冷水;热回水则流经传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12而进入串联连接的吸收器6-3、冷凝器6-4管内,被管外的吸收放热和冷凝放热先后加热并升温,以提供低温热水。
4、水源热泵机组回收余热提供超高温热水/提供水蒸汽:余热载体流经余热管1、总管传感器数据采集交换模块17、分流三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、蒸发器4-1余热侧、回流管3等组成的热泵热源回路,以使蒸发器4-1工质侧的低压两相热泵工质4-5吸收余热而蒸发成低压过热气态工质,并使余热载体降温后排出;该工质被吸入压缩机4-2,以压缩成高压过热气态工质,再于冷凝器4-3工质侧冷凝为高压过冷液体工质,最后经膨胀阀4-4节流而成为低压两相工质,完成热泵循环,同时把冷凝热量释放给水侧。当回水流经传感器数据采集交换模块17、三通阀9、过滤器10、循环泵11、止回阀12、冷凝器4-3水侧、三通阀9时,被冷凝热量加热升温以提供超高温热水;而当循环水经闪蒸罐13底部出口与补水混合后,流经三通阀9、过滤器10、循环泵11、止回阀12、冷凝器4-3水侧、三通阀9时,被冷凝热量加热升温,再经节流阀14的减压以及喷嘴15的喷淋,而绝热闪蒸出二次蒸汽,被蒸汽压缩机16压缩之后,经传感器数据采集交换模块17而提供水蒸汽。
5、余热启动压汽闪蒸装置提供净水:前一轮循环料液节流闪蒸出的二次蒸汽经汽液分离后,由闪蒸罐13顶部出口被蒸汽压缩机16绝热压缩,以提高其温度、压力,使其饱和温度略高于循环料液温度,从而作为热源而输送至凝结回热器5-2净水侧,以在凝结成净水的同时,加热另侧循环料液,以为后一轮循环料液提供闪蒸潜热,一旦余热启动加热料液之后,即可实现回收前一轮闪蒸潜热来加热后一轮循环料液;而净水则流经净水回热器5-3净水侧、循环泵11、止回阀12、传感器数据采集交换模块17流出装置以提供净水,同时释放其降温显热来预热另侧补充污水。
6、余热启动压汽闪蒸装置提供料液:余热载体流经余热管1、总管传感器数据采集交换模块17、分流三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、加热盘管5-1管内、回流管3等组成的启动加热回路,以启动加热管外料液,使其升温后流经闪蒸罐13底部出口、料液三通、三通阀9、循环泵11、止回阀12、凝结回热器5-2料液侧,以被另侧水蒸汽凝结潜热加热升温,再经节流阀14的节流以及喷嘴15的喷淋,而在闪蒸罐上部形成过热料液雾滴,并迅速释放其降温显热而提供绝热蒸发所需潜热,以闪蒸出二次蒸汽,同时浓缩成饱和料液,其中的一部分经料液三通引入料液回热器5-4料液侧、循环泵11、止回阀12、传感器数据采集交换模块17而流出装置以提供料液,同时释放其降温显热来预热另侧补充污水。
7、余热启动压汽闪蒸装置处理污水:污水流经传感器数据采集交换模块17、过滤器10、循环泵11、止回阀12、分流三通、并联的净水回热器5-3污水侧和料液回热器5-4污水侧,分别被另侧的排放净水和排放料液所预热升温,再经合流三通混合后,由三通阀9补充至循环料液中,以压汽闪蒸工艺处理污水。
8、通过能联网管理集成系统实现分时段、多元化、连续性输出:集成系统各输入、输出部位设置传感器数据采集交换模块17,分别通过有线或无线方式,与互联网终端电脑控制器18之间通讯连接并交换信息,以及通过能量管理程序调度余热输入量和功能输出量,组建能量管理互联网络--能联网,一方面实现连续回收余热,另一方面实现集成系统分时段、连续性输出电热冷汽水料污七项功能,在线满足工业基本动力需求。
因此与现有余热回收技术相比较,本发明特点如下:
1、设备多功能化:通过有机朗肯循环机组实现提供电力+提供中温热水双功能,使得机组效率从8%提高至100%,提高12.5倍;通过吸收式机组实现提供冷水+提供低温热水双功能,使得机组效率从0.8提高至2.6,提高3.25倍;通过水源热泵机组回收余热实现提供超高温热水/提供水蒸汽双功能,使得机组投资降低50%;通过压汽闪蒸装置实现提供净水+提供料液+处理污水三功能,使得机组投资降低66%;从而实现每台热回收设备输出多项功能,以期成倍提高集成系统回报率并缩短投资回收期,达到合同能源管理所需的经济性要求。
2、集成系统联供七功能:通过系统集成经过设备多功能化的有机朗肯循环机组、水源热泵机组、吸收式机组、压汽闪蒸装置、换热器等五种设备,实现共同、切换回收余热,联合提供发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理七项功能。
3、组建能联网:在集成系统各输入、输出部位,设置传感器数据采集交换模块,分别通过有线或无线方式,与互联网终端电脑控制器之间通讯连接并交换信息,以期组建能量管理互联网络--能联网。
4、能联网远程能量管理集成系统:通过能联网一方面远程管理集成系统的工业余热输入量,以实现连续回收余热;另一方面按工艺需求实现集成系统分时段、连续性输出电热冷汽水料污七项功能,在线满足工业基本动力需求。
5、回收环境放热:回收有机朗肯循环机组和吸收式机组的环境放热,并提供多种温度热水,以期成倍提高集成系统利用率并缩短投资回收期。
6、实现工业节能4.0:“互联网+能量”就是工业节能4.0,它将推动中国工业节能向中国创造转型,是整个中国时代性的革命。其特征为:
(1)互联:通过互联网+(热回收设备、工业需求、传感器和客户条件);
(2)数据:通过能联网连接传感器、热回收设备、研发制造、工业链、运营管理、客户需求等大数据;
(3)集成:通过CPS把传感器、嵌入式终端、智能控制、通信设施等组建成为智能网络,再由其形成人-人、人-机器、机器-机器、服务-服务的能联网,实现横向、纵向与终端的高度集成;
(4)创新:机组产品创新、集成系统创新、能联网管理创新、商业模式创新、产业形态创新、组织形式创新;
(5)转型:从一次能源的规模生产转向二次能源的个性化利用,实现能量利用形态的柔性化、个性化、定制化;
7、节能与环保并举:集成系统成倍降低电、热、冷、汽、水、料、污的驱动能耗、环境放热、输送损失、系统投资,使得节能与环保并举,以期为工业用户提供多品种、高品质、高可靠、信息化的清洁能源服务。
因此与现有余热回收技术相比较本发明技术优势如下:系统集成多种热回收设备并使各设备多功能化,再组建能联网,进行远程能量管理,实现集成系统按工艺需求,连续、切换回收工业余热及环境放热,分时段、连续性输出发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等功能,并提供多种温度热水,在线满足工业基本动力需求,降低驱动能耗、环境放热、输送损失、系统投资,节能与环保并举,成倍提高系统利用率和回报率,缩短其投资回收期。
本发明的系统定性:1、体现每一种机组的回收期底线;2、在用户末端;3、回收余热;4、属被动式开源;5、受甲方条件制约。
(四)附图说明
附图1为本发明的系统流程图。
如附图1所示,其中:1-余热管;2-二通阀;3-回流管;4-水源热泵机组;4-1-蒸发器;4-2-压缩机;4-3-冷凝器;4-4-膨胀阀;4-5-热泵工质;5-压汽闪蒸装置;5-1-加热盘管;5-2-凝结回热器;5-3-净水回热器;5-4-料液回热器;6-吸收式机组;6-1-再生器;6-2-蒸发器;6-3-吸收器;6-4-冷凝器;7-有机朗肯循环机组;7-1-蒸发器;7-2-膨胀机;7-3-回热器;7-4-冷凝器;7-5-储液罐;7-6-工质泵;7-7-发电机;7-8-有机工质;8-换热器;9-三通阀;10-过滤器;11-循环泵;12-止回阀;13-闪蒸罐;14-节流阀;15-喷嘴;16-蒸汽压缩机;17-传感器数据采集交换模块;18-互联网终端电脑控制器。
(五)具体实施方式
本发明提出的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统实施例如附图1所示,现说明如下:其由五组直径150mm、壁厚2.5mm的无缝钢余热管1、传感器数据采集交换模块17、直径150mm、壁厚2.5mm的无缝钢三通、直径150mm、壁厚2.5mm的无缝钢二通阀2、直径150mm、壁厚2.5mm的无缝钢回流管3,并联连接650kW制热量或1t/h制汽量的水源热泵机组4、15t/d制水量+15t/d制料量+30t/d污水处理量的压汽闪蒸装置5、400kW制冷量+900kW制热量的吸收式机组6、100kW发电量+1150kW制热量的有机朗肯循环机组7、500kW换热量的换热器8,组成联合提供发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等七项功能的集成系统;
其中,余热管1连接总管(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、三通、支管(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、二通阀2、500kW吸热量的干式管壳蒸发器4-1余热侧、回流管3,组成热泵热源回路;
蒸发器4-1工质侧通过直径75mm的紫铜管连接RC2-500B型半封闭螺杆压缩机4-2、650kW放热量的干式管壳冷凝器4-3工质侧、接口直径42mm的电子膨胀阀4-4,组成热泵循环回路;
直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢回水管连接(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢三通阀9、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢过滤器10、接口直径150mm/扬程35mH2O/流量88m3/h的循环泵11、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢止回阀12、冷凝器4-3水侧、三通阀9,组成提供热水回路;
直径1000mm/壁厚6mm的不锈钢闪蒸罐13底部出口通过直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢管连接直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢补水三通、直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢三通阀9、直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢过滤器10、接口直径200mm/扬程7mH2O/流量250m3/h的循环泵11、直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢止回阀12、650kW放热量的冷凝器4-3水侧、三通阀9、接口直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢节流阀14、接口直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢喷嘴15,组成补水循环加热闪蒸回路;
闪蒸罐13顶部出口通过直径200mm/壁厚2.5mm的不锈钢管连接流量1688m3/h/压差20kPa的蒸汽压缩机16,组成提供水蒸汽回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、500kW加热量的加热盘管5-1余热侧、回流管3,组成加热料液回路;
直径800mm/壁厚6mm的不锈钢闪蒸罐13底部出口通过直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢管连接料液三通、直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢三通阀9、接口直径150mm/扬程7mH2O/流量160m3/h的循环泵11、直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢止回阀12、416kW放热量的凝结回热器5-2料液侧、直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢节流阀14、直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢喷嘴15,组成料液循环加热闪蒸回路;
闪蒸罐13顶部出口通过直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢管连接流量1080m3/h/压差20kPa的蒸汽压缩机16、凝结回热器5-2净水侧、57kW回热量的净水回热器5-3净水侧、接口直径15mm/扬程7mH2O/流量0.64m3/h的循环泵11、直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢止回阀12、(流量+温度)传感器数据采集交换模块17,组成提供净水回路;
闪蒸罐13底部出口通过直径150mm/壁厚2.5mm的不锈钢管连接料液三通、57kW回热量的料液回热器5-4料液侧、接口直径15mm/扬程7mH2O/流量0.64m3/h的循环泵11、直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢止回阀12、(流量+温度)传感器数据采集交换模块17,组成提供料液回路;
直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢污水管连接(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢过滤器10、接口直径15mm/扬程7mH2O/流量1.28m3/h的循环泵11、直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢止回阀12、直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢分流三通、并联的净水回热器5-3污水侧和料液回热器5-4污水侧、直径15mm/壁厚1.5mm的不锈钢合流三通、三通阀9,组成补充污水回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、500kW加热量的再生器6-1余热侧、回流管3,组成再生加热回路;
直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢冷回水管连接(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢过滤器10、接口直径150mm/扬程35mH2O/流量88m3/h的循环泵11、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢止回阀12、400kW制冷量的蒸发器6-2水侧,组成提供冷水回路;
直径225mm/壁厚2.5mm的无缝钢热回水管连接(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、直径225mm/壁厚2.5mm的无缝钢过滤器10、接口直径225mm/扬程35mH2O/流量198m3/h的循环泵11、直径225mm/壁厚2.5mm的无缝钢止回阀12、900kW制热量的吸收器6-3+冷凝器6-4,组成提供热水回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、1250kW加热量的蒸发器7-1余热侧、回流管3,组成蒸发加热回路;
直径100mm的紫铜工质管连接1250kW蒸发量的蒸发器7-1工质侧、直径100mm的紫铜二通阀2、100kW发电量的膨胀机7-2、200kW回热量的回热器7-3放热侧、1150kW放热量的冷凝器7-4工质侧、20L的储液罐7-5、接口直径50mm/扬程180mH2O的工质泵7-6、直径100mm的紫铜二通阀2、回热器7-3吸热侧,组成有机朗肯循环回路;
膨胀机7-2连接100kW发电量的发电机7-7,组成发电回路;
直径225mm/壁厚3mm的无缝钢回水管连接(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、直径225mm/壁厚3mm的无缝钢过滤器10、接口直径225mm/扬程35mH2O/流量202m3/h的循环泵11、直径225mm/壁厚3mm的无缝钢止回阀12、1150kW放热量的冷凝器7-4水侧,组成提供热水回路;
余热管1连接总管传感器数据采集交换模块17、三通、支管传感器数据采集交换模块17、二通阀2、500kW换热量的换热器8余热侧、回流管3,组成换热回路;
直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢回水管连接(流量+温度)传感器数据采集交换模块17、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢过滤器10、接口直径150mm/扬程35mH2O/流量88m3/h的循环泵11、直径150mm/壁厚2.5mm的无缝钢止回阀12、换热器8水侧,组成提供热水回路;
在集成系统中的余热总管1、各余热支路二通阀2进口、各闭路循环回路的过滤器10进口、电力输出线、蒸汽输出管、净水输出管、料液输出管、污水输入管,均设置传感器数据采集交换模块17,并通过无线方式,与互联网终端电脑控制器18之间相互通讯连接,并交换信息,以组成能量管理互联网络--能联网。
热泵工质4-5为R245fa。
有机工质7-8为R245fa。
本发明实施例在余热循环供水温度85℃时,通过五组余热管1和二通阀2,分时段切换驱动集成系统中并联连接的:
1、水源热泵机组4,当干式管壳冷凝器4-3水侧进出口的三通阀9切换至提供热水回路时,总输入电功率150kW,热泵能效比4.33,距离机组1m处运行噪音80dB(A),实现热泵制热量650kW;而当干式管壳冷凝器4-3水侧进出口的三通阀9切换至提供水蒸汽回路时,总输入电功率150kW,热泵能效比4.33,距离机组1m处运行噪音80dB(A),实现制汽量1t/h;
2、压汽闪蒸装置5,蒸汽压缩机16的输入电功率9.9kW,料液循环泵11的输入电功率2.8kW,距离装置1m处运行噪音75dB(A);净水泵的输入电功率0.12kW,通过提供净水回路实现制水量15t/d;料液泵的输入电功率0.12kW,通过提供料液回路实现制料量15t/d;污水泵的输入电功率0.24kW,通过补充污水回路实现污水处理量30t/d;
3、吸收式机组6,通过提供冷水回路实现制冷量400kW;通过提供热水回路实现制热量900kW;
4、有机朗肯循环机组7,距离装置1m处运行噪音75dB(A),通过发电回路实现发电量100kW;通过提供热水回路实现制热量1150kW;
5、换热器8,通过换热回路实现换热量500kW。

Claims (8)

1.一种能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其由余热管(1);二通阀(2);回流管(3);水源热泵机组(4);蒸发器(4-1);压缩机(4-2);冷凝器(4-3);膨胀阀(4-4);热泵工质(4-5);压汽闪蒸装置(5);加热盘管(5-1);凝结回热器(5-2);净水回热器(5-3);料液回热器(5-4);吸收式机组(6);再生器(6-1);蒸发器(6-2);吸收器(6-3);冷凝器(6-4);有机朗肯循环机组(7);蒸发器(7-1);膨胀机(7-2);回热器(7-3);冷凝器(7-4);储液罐(7-5);工质泵(7-6);发电机(7-7);有机工质(7-8);换热器(8);三通阀(9);过滤器(10);循环泵(11);止回阀(12);闪蒸罐(13);节流阀(14);喷嘴(15);蒸汽压缩机(16);传感器数据采集交换模块(17);互联网终端电脑控制器(18)等组成,其特征在于:五组余热管(1)、传感器数据采集交换模块(17)、三通、二通阀(2)、回流管(3),并联连接水源热泵机组(4)、压汽闪蒸装置(5)、吸收式机组(6)、有机朗肯循环机组(7)、换热器(8),组成联合提供发电、制热、制冷、制汽、制水、制料、污水处理等七项功能集成系统;其中,余热管(1)连接总管传感器数据采集交换模块(17)、三通、支管传感器数据采集交换模块(17)、二通阀(2)、蒸发器(4-1)余热侧、回流管(3),组成热泵热源回路;蒸发器(4-1)工质侧通过管道连接压缩机(4-2)、冷凝器(4-3)工质侧、膨胀阀(4-4),组成热泵循环回路;回水管连接传感器数据采集交换模块(17)、三通阀(9)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、冷凝器(4-3)水侧、三通阀(9),组成提供热水回路;闪蒸罐(13)底部出口通过管道连接补水三通、三通阀(9)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、冷凝器(4-3)水侧、三通阀(9)、节流阀(14)、喷嘴(15),组成补水循环加热闪蒸回路;闪蒸罐(13)顶部出口通过管道连接蒸汽压缩机(16),组成提供水蒸汽回路;余热管(1)连接总管传感器数据采集交换模块(17)、三通、支管传感器数据采集交换模块(17)、二通阀(2)、加热盘管(5-1)余热侧、回流管(3),组成加热料液回路;闪蒸罐(13)底部出口通过管道连接料液三通、三通阀(9)、循环泵(11)、止回阀(12)、凝结回热器(5-2)料液侧、节流阀(14)、喷嘴(15),组成料液循环加热闪蒸回路;闪蒸罐(13)顶部出口通过管道连接蒸汽压缩机(16)、凝结回热器(5-2)净水侧、净水回热器(5-3)净水侧、循环泵(11)、止回阀(12)、传感器数据采集交换模块(17),组成提供净水回路;闪蒸罐(13)底部出口通过管道连接料液三通、料液回热器(5-4)料液侧、循环泵(11)、止回阀(12)、传感器数据采集交换模块(17),组成提供料液回路;污水管连接传感器数据采集交换模块(17)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、分流三通、并联的净水回热器(5-3)污水侧和料液回热器(5-4)污水侧、合流三通、三通阀(9),组成补充污水回路;余热管(1)连接总管传感器数据采集交换模块(17)、三通、支管传感器数据采集交换模块(17)、二通阀(2)、再生器(6-1)余热侧、回流管(3),组成再生加热回路;冷回水管连接传感器数据采集交换模块(17)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、蒸发器(6-2)水侧,组成提供冷水回路;热回水管连接传感器数据采集交换模块(17)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、吸收器(6-3)、冷凝器(6-4),组成提供热水回路;余热管(1)连接总管传感器数据采集交换模块(17)、三通、支管传感器数据采集交换模块(17)、二通阀(2)、蒸发器(7-1)余热侧、回流管(3),组成蒸发加热回路;工质管连接蒸发器(7-1)工质侧、二通阀(2)、膨胀机(7-2)、回热器(7-3)放热侧、冷凝器(7-4)工质侧、储液罐(7-5)、工质泵(7-6)、二通阀(2)、回热器(7-3)吸热侧,组成有机朗肯循环回路;膨胀机(7-2)连接发电机(7-7),组成发电回路;回水管连接传感器数据采集交换模块(17)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、冷凝器(7-4)水侧,组成提供热水回路;余热管(1)连接总管传感器数据采集交换模块(17)、三通、支管传感器数据采集交换模块(17)、二通阀(2)、换热器(8)余热侧、回流管(3),组成换热回路;回水管连接传感器数据采集交换模块(17)、过滤器(10)、循环泵(11)、止回阀(12)、换热器(8)水侧,组成提供热水回路。
2.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:在集成系统中的余热总管(1)、各余热支路二通阀(2)进口、各闭路循环回路的过滤器(10)进口、电力输出线、蒸汽输出管、净水输出管、料液输出管、污水输入管,均设置传感器数据采集交换模块(17),并分别通过有线或无线方式,与互联网终端电脑控制器(18)之间相互通讯连接,并交换信息,以组成能量管理互联网络--能联网。
3.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:压缩机(4-2)是离心式压缩机或半封闭螺杆压缩机或开启式螺杆压缩机或涡旋式压缩机或转子式压缩机或活塞式压缩机。
4.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:蒸发器(4-1)和/或蒸发器(7-1)是干式蒸发器或满液式蒸发器或降膜式蒸发器。
5.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:冷凝器(4-3)和/或冷凝器(7-4)是管壳式冷凝器或板式冷凝器或套管式冷凝器或板翅式冷凝器或盘管式冷凝器。
6.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:膨胀阀(4-4)是电子膨胀阀或热力膨胀阀或手动膨胀阀或节流孔板或毛细管,或者是上述各种膨胀阀之间的并联或串联连接。
7.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:热泵工质(4-5)为R22、R134a、R124、R245fa。
8.按照权利要求1所述的能联网管理余热驱动电热冷汽水料污联供系统,其特征在于:有机工质(7-8)为R134a、R245fa。
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