CN114353364A - 一种高温蒸汽发生系统及方法 - Google Patents

一种高温蒸汽发生系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114353364A
CN114353364A CN202210032954.5A CN202210032954A CN114353364A CN 114353364 A CN114353364 A CN 114353364A CN 202210032954 A CN202210032954 A CN 202210032954A CN 114353364 A CN114353364 A CN 114353364A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
inlet
outlet
compressor
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210032954.5A
Other languages
English (en)
Inventor
吴华根
吴光华
陈斯蔚
粱梦桃
黄红叶
徐树伍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yantai Moon Compressor Co ltd
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Yantai Moon Compressor Co ltd
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yantai Moon Compressor Co ltd, Xian Jiaotong University filed Critical Yantai Moon Compressor Co ltd
Priority to CN202210032954.5A priority Critical patent/CN114353364A/zh
Publication of CN114353364A publication Critical patent/CN114353364A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高温蒸汽发生系统及方法，通过热泵循环转移废热水或其它余热热源中的部分热量到高温水中，利用带压水箱使得高温水能够加热到100℃以上，有利于高温水在闪蒸罐中蒸发生成水蒸气，水蒸气依次经过两级水蒸气压缩机的压缩过后生成高温高压的饱和水蒸气，用于工业生产，使得工业废热水或其它余热热源依次通过蒸发器和回热器，使得余热被充分利用，提高了余热回收利用率，达到提高能源利用率和系统能效水平的目的，有效的实现能源梯次利用。

Description

一种高温蒸汽发生系统及方法
技术领域
本发明属于余热回收技术领域，尤其涉及一种高温蒸汽发生系统及方法。
背景技术
废热水在工业生产中十分常见，研究者对热电厂进行研究，得出在热电厂中普遍存在大量废热水需要冷却，冷却方式多采用水冷或空冷，这些冷却设备功耗很大。但是对于如何回收这部分余热来满足工业需求的相关研究很少，使得大量的工业余热被浪费。表明了，目前的余热回收做的不到位，能源梯次利用程度不够，能源利用率不高。研究表明，工业余热占到总消耗能源的17％-67％，造成了大量的余热浪费。
目前在很多工业场合需要使用大量的热蒸汽，如食品行业、屠宰行业、化工行业等，煤锅炉要淘汰，而天然气锅炉受天然气供应和环境限制较大，电锅炉的能效水平较低。为了能够回收利用工业余热废热，把低温水转化为高温水蒸气，系统能效水平远高于电锅炉，环保节能。同时高温热泵循环系统也是一种十分有效的回收余热的方法，利用高温热泵循环系统，通过热力循环将废热水或其他余热热源的热能转移到高温热水中，能够实现对废热水或其他余热热源中余热的回收。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种高温蒸汽发生系统及方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种高温蒸汽发生系统，包括第一级水蒸气压缩机、第二级水蒸气压缩机、闪蒸罐、带压水箱、回热器和冷凝器；
所述回热器冷水侧的出口与带压水箱的低温水入口相连，所述带压水箱的低温水出口与冷凝器水侧的入口相连，所述冷凝器水侧的出口与带压水箱的高温水入口相连，所述带压水箱的高温水出口与闪蒸罐入口相连，所述闪蒸罐出口与第一级水蒸气压缩机入口相连，所述第一级水蒸气压缩机出口与第二级水蒸气压缩机入口相连。
进一步的，所述第二级水蒸汽压缩机和第一级水蒸汽压缩机均与补水装置相连。
进一步的，所述回热器冷水侧的入口连接自动补水装置。
进一步的，所述回热器的热水侧出口与排污系统相连。
进一步的，所述带压水箱的低温水出口与冷凝器水侧的入口之间设置有水泵。
进一步的，所述回热器热水侧的入口与蒸发器水侧的出口相连。
进一步的，所述蒸发器水侧的入口与废热水相连。
进一步的，所述蒸发器制冷剂侧的入口与节流阀的出口相连，所述蒸发器制冷剂侧的出口与制冷压缩机入口相连。
进一步的，所述制冷压缩机出口与冷凝器制冷剂侧的入口相连，所述冷凝器制冷剂侧的出口与节流阀的入口相连。
一种基于所述系统的高温蒸汽发生方法，包括：
步骤一：打开节流阀，气液两相制冷剂进入蒸发器，在蒸发器中吸收废热水或余热的热能从而蒸发；
步骤二：使制冷剂气体进入到制冷压缩机中被压缩后排出高温高压制冷剂气体，然后使其进入冷凝器中放热，从而加热带压水箱中的循环水，使被加热的带压水经过闪蒸罐被部分蒸发为水蒸气；
步骤三：使水蒸气分别经过两级水蒸气压缩机压缩，生成高温高压水蒸气。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种高温蒸汽发生系统及方法，不仅可以将工业废热水或其他余热热源的热量依次通过蒸发器和回热器，使得这些余热被充分利用，提高了余热回收利用率，使废热水或其他余热源降温达到排放要求，能够正常排放，减少了环境污染。更能利用蒸发器从余热中提取热量输送给蒸发器中的制冷剂，再通过制冷压缩机对制冷剂气体进行压缩，从而提温升压，再经与冷凝器中的热交换加热带压水箱中的循环水，提升循环水温度，进而输送给带压水箱，带压高温热水在闪蒸罐中闪蒸，产生水蒸气，水蒸气进过第一级水蒸气压缩机和第二级水蒸气压缩机的压缩，得到高温高压的水蒸气，利用该技术与电锅炉相比，系统的能效比明显提升。
进一步的，蒸发器水侧的出口与回热器热水侧的入口相连，预热给带压水箱补水的冷水，提高进入带压水箱水的温度，降低冷凝器的热负荷输出，减少制冷压缩机的耗功，废热水和其他余热热源的余热回收利用率有所提高。
进一步的，采用带压水箱，可以将冷凝器水侧入口的带压水箱中的水加热到100℃以上，有利于高压水在闪蒸罐进行快速蒸发。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的正视结构示意图。
其中：1-第二级水蒸气压缩机；2-第一级水蒸气压缩机；3-闪蒸罐；4-带压水箱；5-回热器；6-节流阀；7-蒸发器；8-制冷压缩机；9-冷凝器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明提供一种高温蒸汽发生系统，包括与自动补水装置相连的回热器5，回热器5冷水侧的出口与带压水箱4的低温水入口相连，带压水箱4的低温水出口与冷凝器9水侧的入口相连，冷凝器9水侧的出口与带压水箱4的高温水入口相连，可以将带压水箱4中的水加热到100℃以上，带压水箱4的高温水出口与闪蒸罐3入口相连，高压水进入闪蒸罐3后快速蒸发，闪蒸罐3出口与第一级水蒸气压缩机2入口相连，第一级水蒸气压缩机2出口与第二级水蒸气压缩机1入口相连；蒸发器7水侧的进口与余热废热水相连，蒸发器7水侧的出口与回热器5热水侧的入口相连；节流阀6的出口与蒸发器7制冷剂侧的进口相连，蒸发器7制冷剂侧的出口与制冷压缩机8入口相连，制冷压缩机8出口与冷凝器9制冷剂侧的入口相连，冷凝器9制冷剂侧的出口节流阀6的入口相连。
本发明的工作原理:
制冷剂在通过节流阀6后，气液两相制冷剂进入蒸发器7，在蒸发器7中吸收废热水或余热的热能从而蒸发，进入到制冷压缩机8中被压缩，制冷压缩机8排出高温高压制冷剂气体，然后在冷凝器9中放热，从而加热带压水箱4中的循环水，直到加热到100-105℃左右，被加热的带压水经过闪蒸罐3被部分蒸发为水蒸气。在分别经过两级水蒸气压缩机的压缩过后生成高温高压水蒸气，同时可以适当在第一级或第二级水蒸气压缩机中进行适量补水，既能降低压缩机排气温度，又能提高水蒸气产量。
在本发明的某一优选实施例中，工业废热水余热温度60℃，带压水箱4加热后的水为105℃，经过闪蒸罐3的蒸发后生成105℃、1.18bar的水蒸气，使得水蒸气产生速度加快。
在本发明的某一优选实施例中，最后产出的水蒸气为6bar，160℃的饱和水蒸气，可以满足工业应用的要求。
在本发明的某一优选实施例中，系统的能效比COP在2.3左右，而电锅炉的极限能效为1，大大提高了能效。
在本发明的某一优选实施例中，闪蒸罐依次与第一级水蒸汽压缩机2以及第二级水蒸汽压缩机1相连，产生160℃水蒸气，如果只要求产生120℃水蒸气就只需一级压缩。
在本发明的某一优选实施例中，节流阀6、蒸发器7、制冷压缩机8和冷凝器9构成的热泵循环，可以是一级，也可以是两级，区别在于废热水和其他余热热源提供的温度，如果余热热源温度在60℃以上一级热泵循环即可满足要求，如果余热热源温度只有30-40℃就可能需要二级热泵循环才能满足要求。
以上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)

1.一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，包括第一级水蒸气压缩机(2)、第二级水蒸气压缩机(1)、闪蒸罐(3)、带压水箱(4)、回热器(5)和冷凝器(9)；
所述回热器(5)冷水侧的出口与带压水箱(4)的低温水入口相连，所述带压水箱(4)的低温水出口与冷凝器(9)水侧的入口相连，所述冷凝器(9)水侧的出口与带压水箱(4)的高温水入口相连，所述带压水箱(4)的高温水出口与闪蒸罐(3)入口相连，所述闪蒸罐(3)出口与第一级水蒸气压缩机(2)入口相连，所述第一级水蒸气压缩机(2)出口与第二级水蒸气压缩机(1)入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述第二级水蒸汽压缩机(1)和第一级水蒸汽压缩机(2)均与补水装置相连。
3.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述回热器(5)冷水侧的入口连接自动补水装置。
4.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述回热器(5)的热水侧出口与排污系统相连。
5.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述带压水箱(4)的低温水出口与冷凝器(9)水侧的入口之间设置有水泵。
6.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述回热器(5)热水侧的入口与蒸发器(7)水侧的出口相连。
7.根据权利要求6所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述蒸发器(7)水侧的入口与废热水相连。
8.根据权利要求6所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述蒸发器(7)制冷剂侧的入口与节流阀(6)的出口相连，所述蒸发器(7)制冷剂侧的出口与制冷压缩机(8)入口相连。
9.根据权利要求8所述的一种高温蒸汽发生系统，其特征在于，所述制冷压缩机(8)出口与冷凝器(9)制冷剂侧的入口相连，所述冷凝器(9)制冷剂侧的出口与节流阀(6)的入口相连。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述系统的高温蒸汽发生方法，其特征在于，包括：
步骤一：打开节流阀(6)，气液两相制冷剂进入蒸发器(7)，在蒸发器(7)中吸收废热水或余热的热能从而蒸发；
步骤二：使制冷剂气体进入到制冷压缩机(8)中被压缩后排出高温高压制冷剂气体，然后使其进入冷凝器(9)中放热，从而加热带压水箱(4)中的循环水，使被加热的带压水经过闪蒸罐(3)被部分蒸发为水蒸气；
步骤三：使水蒸气分别经过两级水蒸气压缩机压缩，生成高温高压水蒸气。
CN202210032954.5A 2022-01-12 2022-01-12 一种高温蒸汽发生系统及方法 Pending CN114353364A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210032954.5A CN114353364A (zh) 2022-01-12 2022-01-12 一种高温蒸汽发生系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210032954.5A CN114353364A (zh) 2022-01-12 2022-01-12 一种高温蒸汽发生系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114353364A true CN114353364A (zh) 2022-04-15

Family

ID=81109191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210032954.5A Pending CN114353364A (zh) 2022-01-12 2022-01-12 一种高温蒸汽发生系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114353364A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115773489A (zh) * 2022-11-02 2023-03-10 广东申菱环境系统股份有限公司 一种逆流直热式高效蒸汽热泵机组及其控制方法
CN115818751A (zh) * 2022-12-06 2023-03-21 北京新源智慧水务科技有限公司 一种杂盐母液干化装置废热回收利用方法
CN116294256A (zh) * 2023-02-07 2023-06-23 江苏科技大学 一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统及其控制方法
CN117823387A (zh) * 2024-01-16 2024-04-05 国网江苏省电力有限公司常州市金坛区供电分公司 应用于智慧余热蒸汽发生系统中的蒸汽压缩机组

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102226604A (zh) * 2011-06-01 2011-10-26 西安交通大学 一种利用低品位余热产生蒸汽的高温蒸汽热泵系统
CN202221254U (zh) * 2011-05-23 2012-05-16 昆明理工大学 一种车间中低温水蒸气余热梯级回收装置
CN103335452A (zh) * 2013-07-09 2013-10-02 烟台冰轮股份有限公司 氨作制冷剂的制冷、热回收双工况系统
CA2885081A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Cenovus Energy Inc. Steam generation system
CN204853413U (zh) * 2015-06-18 2015-12-09 彭福明 电磁辅助加热蒸汽发生器
CN107213659A (zh) * 2016-09-08 2017-09-29 江苏科技大学 一种机械蒸汽再压缩系统及控制方法
CN109869937A (zh) * 2019-01-25 2019-06-11 济南大森制冷设备有限公司 一种蒸汽、热水机组
CN112050176A (zh) * 2020-07-23 2020-12-08 东莞市福瑞斯环保设备有限公司 储热式增强型热泵蒸汽机组
CN113154698A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 山东力诺瑞特新能源有限公司 利用太阳能与余热生产蒸汽的系统及生产蒸汽方法
CN113739444A (zh) * 2021-08-25 2021-12-03 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种冷热联供的蒸汽热泵系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202221254U (zh) * 2011-05-23 2012-05-16 昆明理工大学 一种车间中低温水蒸气余热梯级回收装置
CN102226604A (zh) * 2011-06-01 2011-10-26 西安交通大学 一种利用低品位余热产生蒸汽的高温蒸汽热泵系统
CN103335452A (zh) * 2013-07-09 2013-10-02 烟台冰轮股份有限公司 氨作制冷剂的制冷、热回收双工况系统
CA2885081A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Cenovus Energy Inc. Steam generation system
CN204853413U (zh) * 2015-06-18 2015-12-09 彭福明 电磁辅助加热蒸汽发生器
CN107213659A (zh) * 2016-09-08 2017-09-29 江苏科技大学 一种机械蒸汽再压缩系统及控制方法
CN109869937A (zh) * 2019-01-25 2019-06-11 济南大森制冷设备有限公司 一种蒸汽、热水机组
CN112050176A (zh) * 2020-07-23 2020-12-08 东莞市福瑞斯环保设备有限公司 储热式增强型热泵蒸汽机组
CN113154698A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 山东力诺瑞特新能源有限公司 利用太阳能与余热生产蒸汽的系统及生产蒸汽方法
CN113739444A (zh) * 2021-08-25 2021-12-03 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种冷热联供的蒸汽热泵系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴迪等: "水制冷剂及水蒸气压缩机研究现状和展望", 《化工学报》 *
沈九兵等: "采用喷水螺杆式水蒸气压缩机的高温热泵设计及性能分析", 《制冷与空调》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115773489A (zh) * 2022-11-02 2023-03-10 广东申菱环境系统股份有限公司 一种逆流直热式高效蒸汽热泵机组及其控制方法
CN115818751A (zh) * 2022-12-06 2023-03-21 北京新源智慧水务科技有限公司 一种杂盐母液干化装置废热回收利用方法
CN115818751B (zh) * 2022-12-06 2023-10-20 北京新源智慧水务科技有限公司 一种杂盐母液干化装置废热回收利用方法
CN116294256A (zh) * 2023-02-07 2023-06-23 江苏科技大学 一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统及其控制方法
CN117823387A (zh) * 2024-01-16 2024-04-05 国网江苏省电力有限公司常州市金坛区供电分公司 应用于智慧余热蒸汽发生系统中的蒸汽压缩机组

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114353364A (zh) 一种高温蒸汽发生系统及方法
CN113739444A (zh) 一种冷热联供的蒸汽热泵系统
CN106225316B (zh) 第三类热驱动压缩式热泵
CN103775148A (zh) 自冷式热力做功方法
CN112325510A (zh) 适用于大型电厂的循环冷却水分温装置
CN111305917A (zh) 一种蒸汽补热空气储能调峰系统及方法
CN112229085A (zh) 一种适用于大温跨的低温热泵循环系统及循环方法
CN111396291B (zh) 压缩气体余热回收发电系统
CN102269509B (zh) 与余热驱动制冷相结合的co2压缩液化系统
CN102230702B (zh) 一种带经济器的两级喷射制冷循环系统
CN202133176U (zh) 一种带经济器的两级喷射制冷循环系统
CN114136019A (zh) 一种高温蒸汽热泵系统
CN115540379A (zh) 一种正逆耦合循环冷电联产系统
CN120351042A (zh) 基于可逆式复叠有机朗肯循环和两级放热的卡诺电池系统
CN117824185B (zh) 基于lng冷能利用的二氧化碳储能系统
CN109442804B (zh) 一种深度冷凝乏汽的双级压缩热泵循环系统
CN118532665A (zh) 一种高压蒸汽和高压热水快速发生器
CN111535890A (zh) 回收废热的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统及方法
CN118031697A (zh) 耦合聚光储热-吸收式制冷的绝热压缩空气储能系统
CN216897822U (zh) 一种超高温单机双级热泵系统
CN117804097A (zh) 一种二氧化碳跨临界超高温热泵系统
CN216114778U (zh) 一种烟气消白冷热联供超级热泵机组
CN216767563U (zh) 一种基于跨临界二氧化碳循环的燃气轮机余热回收系统
CN215002381U (zh) 一种高效吸收式热泵
CN117128657A (zh) 一种跨临界co2制冷系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220415

RJ01 Rejection of invention patent application after publication