CN201934157U - 一种环保节能减排热废水回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环保节能减排热废水回收系统，并联连接于热废水管路，工质将热废水热能置换后，进入动力机做功，降温后的废水进入工艺利用系统。热废水热能回收利用系统包括换热装置、螺杆膨胀机单元、工质循环管路、工质泵、截止阀、工质控制阀以及工质。通过换热装置将热废水热能置换给做功工质，工质进入螺杆膨胀机单元做功，螺杆膨胀机单元包括螺杆膨胀机、负载设备，工质推动螺杆膨胀机工作进而驱动负载设备。本热废水热能回收利用系统符合节能降耗、高效实用节能环保要求，二氧化碳排放为零，氮氧化物和硫化物排放为零。

Description

一种环保节能减排热废水回收系统

【技术领域】

本实用新型涉及一种环保节能减排热废水回收系统，特别是涉及一种能够充分利用工艺生产过程中所排出的热废水产生动力进行发电或带动其他负载的螺杆膨胀动力系统。

【背景技术】

我国的一次能源现状不容乐观，煤炭资源储量虽然世界排名第二(美国第一，是我国储量的一倍)，但我国可开采的煤炭资源不足百年时间，远少于世界前六位储煤量的国家；我国的石油和天然气资源也仅够开采几十年，世界范围内的石油开采也可能在本世纪内短缺。

在钢铁行业，其工艺生产过程中附加产生的低品位热能相当多，主要以水蒸气、热废水、废热烟气的形式存在，而且所产生的热能具有品位低、不稳定、间断性等特点，所以绝大部分未能利用。

举例来说，在钢铁行业中所产生的大量高炉冲渣水(热废水)会排入渣水池中，热废水在渣水池储蓄了一定量后，会直接被导引到高炉冷凝系统冷凝。

以上的处理方式所产生的问题是，热废水具有大量的热能，若直接排出则会造成能量的大量浪费，若能对热废水的热能进行进一步的利用，则可提高能源利用率，意义重大。

综上所述，需要一种环保节能减排热废水回收系统，其可以解决现有的能量利用不充分的问题。

【发明内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种环保节能减排热废水回收系统，其能够回收低品位热能并直接转换成电能。

为解决上述技术问题，根据本实用新型一优选实施例，提供了一种环保节能减排热废水回收系统，并联连接于热废水管路，利用渣水池排出的热废水做功，并将做功后的热废水排出，环保节能减排热废水回收系统包括换热装置、螺杆膨胀机单元、工质循环管路、设置在工质循环管路上的工质泵、截止阀、工质控制阀以及在工质泵的推动下循环流动的工质，换热装置分别与热废水管路以及工质循环管路相连接，用于将热废水管路中的热废水的热量转移至工质循环管路，工质经换热装置后温度升高，流入螺杆膨胀机单元做功，螺杆膨胀机单元包括螺杆膨胀机以及相连的负载设备，其中，工质推动螺杆膨胀机工作进而提供动力以驱动负载设备；截止阀设于工质循环管路之上，用于控制工质的流通；工质控制阀设于工质循环管路之上，用于控制工质的流量。

根据本实用新型一优选实施例，环保节能减排热废水回收系统进一步包括冷凝器，冷凝器位于工质循环管路上的螺杆膨胀机单元输出端，用于冷凝从螺杆膨胀机单元输出的工质。

根据本实用新型又一优选实施例，环保节能减排热废水回收系统进一步包括控制系统，用于控制螺杆膨胀机单元以及工质控制阀。

根据本实用新型又一优选实施例，热废水管路上进一步包括润滑系统，用于润滑螺杆膨胀机单元。

根据本实用新型又一优选实施例，环保节能减排热废水回收系统进一步包括高炉冷凝系统，高炉冷凝系统设置在热废水管路上，用于冷凝热废水。

根据本实用新型又一优选实施例，环保节能减排热废水回收系统进一步包括多组热废水控制阀，多组热废水控制阀设置在热废水管路上，用于控制热废水的流向。

根据本实用新型又一优选实施例，环保节能减排热废水回收系统进一步包括循环冲渣水泵，循环冲渣水泵设在渣水池的出口，用于将热废水导引到热废水管路。

根据本实用新型又一优选实施例，螺杆膨胀机单元还包括变速机，螺杆膨胀机通过变速机与负载设备连接。

本实用新型的优点在于，螺杆膨胀机单元应用于低品位热废水能源再利用而言节能降耗、高效实用。可以直接利用热水高效率产生机械能，从而产生电力，所以它特别适用于渣水池的热废水利用，由它替代电动机来带动给水泵和风机可节约大量用电，为企业排放的废热液找到一条可利用的途径，带来可观的回收效益。此外，本环保节能减排热废水回收系统还符合节能环保要求，二氧化碳排放为零，氮氧化物和硫化物排放为零。

为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，可由此得到深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

【附图说明】

可参考附图通过实例更加具体地描述本实用新型，其中附图并未按照比例绘制，在附图中：

图1A和图1B显示了螺杆膨胀机的基本原理；

图2显示了螺杆膨胀机单元的基本结构；以及

图3显示了根据本实用新型的环保节能减排热废水回收系统的第一实施例的示意图。

【具体实施方式】

请参考图1A和图1B，显示了螺杆膨胀机10的基本原理。工质由入口管道3经入口管道口4进入阴、阳螺杆2、1形成的齿槽内，随着阳螺杆1和阴螺杆2的转动，容腔逐渐增大，工质降压降温膨胀做功，做完功的工质由出口管道5排出。功率由阳螺杆1的输出端输出，可带动给水泵、风机、发电机等设备。

图2显示了螺杆膨胀机单元30的基本结构，其包括螺杆膨胀机10、负载设备20、调节阀32、电器控制柜33、油箱34以及基座31。螺杆膨胀机10具有图1所示的入口管道3及出口管道5。螺杆膨胀机10与负载设备20通过阳螺杆(图未示)的输出轴相连。根据需要在螺杆膨胀机10与负载设备20之间设置变速机(图未示)。

请参考图3，其显示了根据本实用新型的环保节能减排热废水回收系统的第一实施例的示意图。如图3所示，环保节能减排热废水回收系统并联连接于热废水管路315，将渣水池301排出的热废水热量置换给工质，并将冷却后的热废水供应至高炉冷却系统303。

根据本实用新型的环保节能减排热废水回收系统包括换热装置317、螺杆膨胀机单元、工质循环管路316、设置在工质循环管路316上的工质泵318、截止阀308、工质控制阀309以及在工质泵318的推动下循环流动的工质(其流动方向如图3中S1方向所示)，换热装置317分别与热废水管路315以及工质循环管路316相连接，用于将热废水管路315中的热废水的热量转移至工质循环管路316的工质中，工质循环管路316内的工质经换热装置317后，压力、温度升高，并流入螺杆膨胀机单元做功。其中工质可采用氨或者制冷剂R22。

并且，螺杆膨胀机单元包括螺杆膨胀机302以及相连的负载设备304，其中，负载设备304可为发电机、泵或风机等设备，工质流入螺杆膨胀机302做功进而提供动力驱动负载设备304。

工质控制阀309设于工质循环管路316之上，用于控制工质的流量。

如图3所示，根据本发明的环保节能减排热废水回收系统可在位于工质循环管路316上的螺杆膨胀机单元输出端设置冷凝器320，该冷凝器320包括冷水塔和循环泵，可通过循环泵将冷水塔的冷水导引至冷凝器320，利用冷水冷却工质。

另外，环保节能减排热废水回收系统更包括控制系统319和润滑系统310，控制系统319用于控制螺杆膨胀机单元，润滑系统310用于润滑螺杆膨胀机单元，以保证其正常工作。

并且，环保节能减排热废水回收系统还可包括循环冲渣水泵323，循环冲渣水泵323设在渣水池301的出口，用于将热废水导引到热废水管路315。

继续参照图3，热废水管路315上设有多组热废水截止阀313、321，并且高炉冷却系统303设于热废水管路之上，用于对经换热后的热废水进行应用。在需要使用根据本实用新型的环保节能减排热废水回收系统时，可关闭热废水截止阀321，并打开热废水截止阀313，使得热废水可通过换热装置317对工质进行加热，其后温度降低的热废水进入高炉冷却系统303冷却。

当有特殊情况发生时(如需对系统进行维护保养或升级)，可关闭热废水截止阀313，同时开启热废水截止阀321，此时热废水不通过换热装置317，而是直接进入高炉冷却系统303。

从以上所描述可知，根据本实用新型的环保节能减排热废水回收系统可通过控制相应的热废水控制阀的开启/关闭来灵活地接入到现有的系统中，因此具有安装方便、维护简单的优点。

根据本实用新型的环保节能减排热废水回收系统能够回收低品位热能并直接转换成机械能，是一种在当前能源利用领域重大突破性的发明，此外，该环保节能减排热废水回收系统的变工况能力十分优越，在热源负荷和参数大范围(从120％到10％范围)变化波动的情况下，不仅运行稳定可靠，而且高效平稳。最后，该环保节能减排热废水回收系统的维护费用和使用技术门槛较低，其基本属于十年无需大修的系统，小维护和运行操作都简单方便，对用户原系统不产生干扰影响，安装和移动十分简易。

在上述实施例中，仅对本实用新型进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型进行各种修改。

Claims (8)

1.一种环保节能减排热废水回收系统，并联连接于热废水管路，利用渣水池排出的热废水的热能做功，其特征在于：

所述环保节能减排热废水回收系统包括换热装置、螺杆膨胀机单元、工质循环管路、设置在所述工质循环管路上的工质泵、截止阀、工质控制阀以及在所述工质泵的推动下循环流动的工质，所述换热装置分别与所述热废水管路以及所述工质循环管路相连接，用于将所述热废水管路中的所述热废水的热量转移至所述工质循环管路，所述工质经所述换热装置后温度升高，流入所述螺杆膨胀机单元做功，其中

所述螺杆膨胀机单元包括螺杆膨胀机以及相连的负载设备，其中，所述工质推动所述螺杆膨胀机工作进而提供动力以驱动所述负载设备；

所述截止阀设于所述工质循环管路之上，用于控制所述工质的流通；以及

所述工质控制阀设于所述工质循环管路之上，用于控制所述工质的流量。

2.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述环保节能减排热废水回收系统进一步包括冷凝器，所述冷凝器位于所述工质循环管路上的螺杆膨胀机单元输出端，用于冷凝从所述螺杆膨胀机单元输出的工质。

3.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述环保节能减排热废水回收系统进一步包括控制系统，用于控制所述螺杆膨胀机单元以及所述工质控制阀。

4.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述热废水管路上进一步包括润滑系统，用于润滑所述螺杆膨胀机单元。

5.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述环保节能减排热废水回收系统进一步包括高炉冷凝系统，所述高炉冷凝系统设置在所述热废水管路上，用于冷凝所述热废水。

6.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述环保节能减排热废水回收系统进一步包括多组热废水控制阀，所述多组热废水控制阀设置在所述热废水管路上，用于控制所述热废水的流向。

7.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述环保节能减排热废水回收系统进一步包括循环冲渣水泵，所述循环冲渣水泵设在所述渣水池的出口，用于将所述热废水导引到所述热废水管路。

8.根据权利要求1所述的环保节能减排热废水回收系统，其特征在于，所述螺杆膨胀机单元还包括变速机，所述螺杆膨胀机通过所述变速机与所述负载设备连接。

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