CN203798217U - 一种板式换热系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种板式换热系统,通过采用加热与制冷两套独立的板式换热器,利用低碳醇与蒸汽为系统内硅油介质进行制冷与加热,形成两套独立的硅油输送系统,分别输送制冷硅油与加热硅油。制冷板式换热器通过采用低碳醇进行热量交换可达到-15℃以下的制冷效果,加热板式换热器通过采用高温蒸汽进行热量交换可达到140℃以上的加热效果。通过气动薄膜调节阀对硅油供应量进行调节,满足不同的工艺温度需求。利用本实用新型可以有效地节省水、电、低碳醇等资源,加快反应速度,无需换热介质切换的吹扫工作,杜绝了换热介质打串现象,同时可以满足冷冻机、泵等设备使用负荷的正常要求,减少了管路的腐蚀,延长了设备的寿命。

Description

一种板式换热系统
技术领域
本实用新型涉及板式换热系统领域,具体涉及一种板式换热系统。
背景技术
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。
板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等行业,可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。
实际生产中,生产企业根据实际生产需求,利用低碳醇、酒精等冷媒通过冷冻机及冷水机组为反应釜(反应容器)进行直接换热降温操作,采用蒸汽或导热油为反应釜(反应容器)进行直接换热升温操作。基于生产工艺变化,反应釜(反应容器)依据生产工艺改变需经常变化工艺温度的情况,原有的升温、降温形式是通过人工操作采用阀门组切换的模式,且切换过程中需对管路进行清洗吹扫工作,会出现因错误操作,导致低碳醇、酒精、导热油等跑漏、打串现象,导致严重的能源浪费。
现采用板式换热器的企业通常是采用一台反应釜(反应容器)采用一台板式换热器的方式,此方法存在以下缺点:1、一台反应釜需布置一套供回管路,管路排布复杂。2、一台反应釜需配备一台硅油泵和一台膨胀罐,成本较高,设备的排布困难。3、升温、降温温差太大,能源浪费严重。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种换热效果可靠、成本低、耗能少、实施操作简单、基于多变工艺温度需求的新型板式换热系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种板式换热系统,包括加热硅油缓冲罐、制冷硅油缓冲罐、加热板式换热器、制冷板式换热器、制冷硅油输送泵、加热硅油输送泵、需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ、需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ、低碳醇供管、低碳醇回管、蒸汽供管、冷凝水回管、加热硅油总供管、制冷硅油总供管、加热硅油总回管和制冷硅油总回管;
所述蒸汽供管连接所述加热板式换热器,通过所述蒸汽供管向所述加热板式换热器输入蒸汽,所述冷凝水回管也连接所述加热板式换热器,所述加热板式换热器通过所述冷凝水回管排出蒸汽冷凝水;
所述低碳醇供管连接所述制冷板式换热器,通过所述低碳醇供管向所述制冷板式换热器输入低碳醇,所述低碳醇回管也连接所述制冷板式换热器,所述制冷板式换热器通过所述低碳醇回管排出换热完毕的低碳醇;
在所述加热硅油缓冲罐的上部设有硅油补加口Ⅰ,在所述制冷硅油缓冲罐的上部设有硅油补加口Ⅱ,所述加热硅油缓冲罐的下部通过导流管分别连接所述加热板式换热器和所述制冷板式换热器,所述制冷硅油缓冲罐的下部也通过导流管分别连接所述加热板式换热器和所述制冷板式换热器;
所述加热板式换热器通过导流管与所述加热硅油输送泵的入口连接,所述加热硅油总供管的两端分别设有加热硅油换热介质出口和加热硅油换热介质入口,所述加热硅油输送泵的出口连接所述加热硅油换热介质入口,所述加热硅油总供管的分支管分别连接所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ底部设置的反应釜Ⅰ换热介质入口和需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ底部设置的反应釜Ⅱ换热介质入口,所述加热硅油换热介质出口连接所述加热硅油总回管;
所述制冷板式换热器通过导流管与所述制冷硅油输送泵的入口连接,所述制冷硅油总供管的两端分别设有制冷硅油换热介质出口和制冷硅油换热介质入口,所述制冷硅油输送泵的出口连接所述制冷硅油换热介质入口,所述制冷硅油总供管的分支管也分别连接所述反应釜Ⅰ换热介质入口和反应釜Ⅱ换热介质入口,所述制冷硅油换热介质出口连接所述制冷硅油总回管。
本实用新型的有益效果是:
1.利用本实用新型可以有效解决原换热系统操作中存在的换热效果差、成本高、耗能多、浪费资源、切换操作复杂等问题,杜绝溶剂跑漏、多溶剂打串及管路腐蚀损坏等现象发生,做到换热效果可靠、换热效率高、成本低、节约资源、耗能少、操作简单;
2.利用本实用新型可根据各反应釜的反应工艺温度需求,通过调节硅油供管的气动薄膜调节阀,来调节硅油的供应量,调节反应釜夹套及盘管温度以达到工艺需求,其中制冷板式换热器通过采用低碳醇进行热量交换可达到-15℃以下的制冷效果,加热板式换热器通过采用高温蒸汽进行热量交换可达到140℃以上的加热效果。
3.本实用新型的安装、改造操作实施简单,灵活性强;
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。
进一步,在所述加热硅油换热介质入口、所述制冷硅油换热介质入口、所述反应釜Ⅰ换热介质入口和所述反应釜Ⅱ换热介质入口处均设有连接支管及气动薄膜调节阀。
进一步,在所述制冷硅油输送泵的出口、加热硅油输送泵的出口、所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ上部设置的反应釜Ⅰ换热介质出口以及所述反应釜Ⅰ换热介质入口和所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ的上部设置的反应釜Ⅱ换热介质出口以及所述反应釜Ⅱ换热介质入口处均设有温度显示器以及压力计。
采用上述进一步方案的有益效果是通过系统各关键部位实际温度及压力显示,及时调节反应釜硅油入口处气动薄膜阀开启幅度,控制硅油输入量,从而满足反应釜工艺温度需求。
进一步,在所述硅油补加口Ⅰ和所述硅油补加口Ⅱ处都设有不锈钢球阀。
进一步,所述反应釜Ⅰ换热介质出口和所述反应釜Ⅱ换热介质出口处均设有连接支管与不锈钢球型阀,并且所述反应釜Ⅰ换热介质出口分别与所述加热硅油总回管和所述制冷硅油总回管连接,所述反应釜Ⅱ换热介质出口也分别与所述加热硅油总回管和制冷硅油总回管连接。
进一步,所述加热硅油总回管与所述加热板式换热器连接,所述制冷硅油总回管与所述制冷板式换热器连接。
进一步,在所述加热硅油缓冲罐上连接有硅油液位计Ⅰ,在所述制冷硅油缓冲罐Ⅱ上连接有硅油液位计Ⅱ。
采用上述进一步方案的有益效果是可以及时对硅油系统中所存在的气体进行排放,同时可以根据硅油缓冲罐体上硅油液位计的具体液位情况,在硅油液位较低的情况下对硅油进行及时补加。
进一步,所述加热硅油缓冲罐和所述制冷硅油缓冲罐通过缓冲导流管连接,在连所述缓冲导流管上设有缓冲罐连通阀。
进一步,所述加热硅油缓冲罐下部的导流管和所述制冷硅油缓冲罐下部的导流管之间通过连接导流管连接,并且在所述连接导流管上设有液位控制开关阀。
采用上述进一步方案的有益效果是可根据两个缓冲罐的实际液位对制冷及加热两套系统硅油量的进行平衡。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、加热硅油缓冲罐,2、制冷硅油缓冲罐,3、加热板式换热器,4、制冷板式换热器,5、制冷硅油输送泵,6、加热硅油输送泵,7、需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ,8、需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ,9、液位控制开关阀,10、缓冲罐连通阀,11、低碳醇供管,12、低糖醇回管,13蒸汽供管,14、冷凝水回管,15、加热硅油总供管,16、制冷硅油总供管,17、加热硅油总回管,18、制冷硅油总回管,19、硅油补加口Ⅰ,20、硅油补加口Ⅱ,21、硅油液位计Ⅰ,22、硅油液位计Ⅱ,23、连接导流管,24、加热硅油换热介质出口,25、加热硅油换热介质入口,26、制冷硅油换热介质出口,27、制冷硅油换热介质入口,28、反应釜Ⅰ换热介质出口,29、反应釜Ⅰ换热介质入口,30、反应釜Ⅱ换热介质出口,31、反应釜Ⅱ换热介质入口,32、缓冲导流管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示,一种板式换热系统,包括加热硅油缓冲罐1、制冷硅油缓冲罐2、加热板式换热器3、制冷板式换热器4、制冷硅油输送泵5、加热硅油输送泵6、需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ7、需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ8、低碳醇供管11、低碳醇回管12、蒸汽供管13、冷凝水回管14、加热硅油总供管15、制冷硅油总供管16、加热硅油总回管17和制冷硅油总回管18。其中箭头表示基于不同工艺温度需求的新型板式换热系统中硅油的流向。
所述蒸汽供管13连接所述加热板式换热器3,通过所述蒸汽供管13向所述加热板式换热器3输入蒸汽,所述冷凝水回管14也连接所述加热板式换热器3,所述加热板式换热器3通过所述冷凝水回管14排出蒸汽冷凝水。
所述低碳醇供管11连接所述制冷板式换热器4,通过所述低碳醇供管11向所述制冷板式换热器4输入低碳醇,所述低碳醇回管12也连接所述制冷板式换热器4,所述制冷板式换热器4通过所述低碳醇回管12排出换热完毕的低碳醇。
在所述加热硅油缓冲罐1的上部设有硅油补加口Ⅰ19,在所述制冷硅油缓冲罐2的上部设有硅油补加口Ⅱ20,在硅油液位较低的情况下对系统中硅油进行及时补加,同时可以及时对硅油系统中所存在的气体进行排放。在所述硅油补加口Ⅰ19和所述硅油补加口Ⅱ20处都设有不锈钢球阀,通过不锈钢球阀控制向硅油缓冲罐的硅油补充量。所述加热硅油缓冲罐1和所述制冷硅油缓冲罐2通过缓冲导流管32连接,在连所述缓冲导流管32上设有缓冲罐连通阀10。所述加热硅油缓冲罐1下部的导流管和所述制冷硅油缓冲罐2下部的导流管之间通过连接导流管23连接,并且在所述连接导流管23上设有液位控制开关阀9。
可根据两个缓冲罐的实际液位对制冷及加热两套反应釜硅油量的进行平衡。在所述加热硅油缓冲罐1上连接有硅油液位计Ⅰ21,在所述制冷硅油缓冲罐Ⅱ2上连接有硅油液位计Ⅱ22,通过硅油液位计可直观了解加热、制冷硅油系统中硅油量,且可根据硅油缓冲罐体上硅油液位计的具体液位情况,在硅油液位较低的情况下对硅油进行及时补加。
所述加热硅油缓冲罐1的下部通过导流管分别连接所述加热板式换热器3和所述制冷板式换热器4,所述制冷硅油缓冲罐2的下部也通过导流管分别连接所述加热板式换热器3和所述制冷板式换热器4。
硅油缓冲罐为板式换热器提供换热介质硅油。
在所述加热硅油换热介质入口25、所述制冷硅油换热介质入口27、所述反应釜Ⅰ换热介质入口29和所述反应釜Ⅱ换热介质入口31处均设有连接支管及气动薄膜调节阀。所述加热板式换热器3通过导流管与所述加热硅油输送泵6的入口连接,所述加热硅油总供管15的两端分别设有加热硅油换热介质出口24和加热硅油换热介质入口25,所述加热硅油输送泵6的出口连接所述加热硅油换热介质入口25,所述加热硅油总供管15的分支管分别连接所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ7底部设置的反应釜Ⅰ换热介质入口29和需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ8底部设置的反应釜Ⅱ换热介质入口31,所述加热硅油换热介质出口24连接所述加热硅油总回管17。所述制冷板式换热器4通过导流管与所述制冷硅油输送泵5的入口连接,所述制冷硅油总供管16的两端分别设有制冷硅油换热介质出口26和制冷硅油换热介质入口27,所述制冷硅油输送泵5的出口连接所述制冷硅油换热介质入口27,所述制冷硅油总供管16的分支管也分别连接所述反应釜Ⅰ换热介质入口29和反应釜Ⅱ换热介质入口31,所述制冷硅油换热介质出口26连接所述制冷硅油总回管18。可根据各反应釜的反应工艺温度,通过调节硅油供管的气动薄膜调节阀,来调节硅油的供应量,调节反应釜夹套或盘管温度以达到工艺需求,其中制冷板式换热器通过采用低碳醇进行热量交换可达到-15℃以下的制冷效果,加热板式换热器通过采用高温蒸汽进行热量交换可达到140℃以上的加热效果。
在所述制冷硅油输送泵5的出口、加热硅油输送泵6的出口、所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ7上部设置的反应釜Ⅰ换热介质出口28以及所述反应釜Ⅰ换热介质入口29和所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ8的上部设置的反应釜Ⅱ换热介质出口30以及所述反应釜Ⅱ换热介质入口31处均设有温度显示器以及压力计。温度显示器以及压力计可对系统中硅油泵出口、反应釜换热硅油入口及出口、硅油缓冲罐出口处等关键位置的硅油温度及压力进行实时监控。
所述反应釜Ⅰ换热介质出口28和所述反应釜Ⅱ换热介质出口30处均设有连接支管与不锈钢球型阀,并且所述反应釜Ⅰ换热介质出口28分别与所述加热硅油总回管17和所述制冷硅油总回管18连接,所述反应釜Ⅱ换热介质出口30也分别与所述加热硅油总回管17和制冷硅油总回管18连接。所述加热硅油总回管17与所述加热板式换热器3连接,所述制冷硅油总回管18与所述制冷板式换热器4连接。使加热、制冷硅油总回管中的换热完毕的硅油分布重新流入加热、制冷板式换热器,保证硅油系统的循环使用,确保硅油热量的高效利用。
换热系统安装完毕后,应根据实际工艺温度要求,对不同温度需求范围内,气动薄膜调节阀开启量进行调试,以保证温度供应的准确;在同一反应釜(反应容器)加热与制冷不同工艺切换时,应对硅油置换流量及时间进行调试与控制,以保证反应的正常进行。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种板式换热系统,其特征在于:包括加热硅油缓冲罐(1)、制冷硅油缓冲罐(2)、加热板式换热器(3)、制冷板式换热器(4)、制冷硅油输送泵(5)、加热硅油输送泵(6)、需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ(7)、需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ(8)、低碳醇供管(11)、低碳醇回管(12)、蒸汽供管(13)、冷凝水回管(14)、加热硅油总供管(15)、制冷硅油总供管(16)、加热硅油总回管(17)和制冷硅油总回管(18);
所述蒸汽供管(13)连接所述加热板式换热器(3),通过所述蒸汽供管(13)向所述加热板式换热器(3)输入蒸汽,所述冷凝水回管(14)也连接所述加热板式换热器(3),所述加热板式换热器(3)通过所述冷凝水回管(14)排出蒸汽冷凝水;
所述低碳醇供管(11)连接所述制冷板式换热器(4),通过所述低碳醇供管(11)向所述制冷板式换热器(4)输入低碳醇,所述低碳醇回管(12)也连接所述制冷板式换热器(4),所述制冷板式换热器(4)通过所述低碳醇回管(12)排出换热完毕的低碳醇;
在所述加热硅油缓冲罐(1)的上部设有硅油补加口Ⅰ(19),在所述制冷硅油缓冲罐(2)的上部设有硅油补加口Ⅱ(20),所述加热硅油缓冲罐(1)的下部通过导流管分别连接所述加热板式换热器(3)和所述制冷板式换热器(4),所述制冷硅油缓冲罐(2)的下部也通过导流管分别连接所述加热板式换热器(3)和所述制冷板式换热器(4);
所述加热板式换热器(3)通过导流管与所述加热硅油输送泵(6)的入口连接,所述加热硅油总供管(15)的两端分别设有加热硅油换热介质出口(24)和加热硅油换热介质入口(25),所述加热硅油输送泵(6)的出口连接所述加热硅油换热介质入口(25),所述加热硅油总供管(15)的分支管分别连接所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ(7)底部设置的反应釜Ⅰ换热介质入口(29)和需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ(8)底部设置的反应釜Ⅱ换热介质入口(31),所述加热硅油换热介质出口(24)连接所述加热硅油总回管(17);
所述制冷板式换热器(4)通过导流管与所述制冷硅油输送泵(5)的入口连接,所述制冷硅油总供管(16)的两端分别设有制冷硅油换热介质出口(26)和制冷硅油换热介质入口(27),所述制冷硅油输送泵(5)的出口连接所述制冷硅油换热介质入口(27),所述制冷硅油总供管(16)的分支管也分别连接所述反应釜Ⅰ换热介质入口(29)和反应釜Ⅱ换热介质入口(31),所述制冷硅油换热介质出口(26)连接所述制冷硅油总回管(18)。
2.根据权利要求1所述的一种板式换热系统,其特征在于:在所述加热硅油换热介质入口(25)、所述制冷硅油换热介质入口(27)、所述反应釜Ⅰ换热介质入口(29)和所述反应釜Ⅱ换热介质入口(31)处均设有连接支管及气动薄膜调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种板式换热系统,其特征在于:在所述制冷硅油输送泵(5)的出口、加热硅油输送泵(6)的出口、所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅰ(7)上部设置的反应釜Ⅰ换热介质出口(28)以及所述反应釜Ⅰ换热介质入口(29)和所述需加热或制冷工艺反应釜Ⅱ(8)的上部设置的反应釜Ⅱ换热介质出口(30)以及所述反应釜Ⅱ换热介质入口(31)处均设有温度显示器以及压力计。
4.根据权利要求1所述的一种板式换热系统,其特征在于:在所述硅油补加口Ⅰ(19)和所述硅油补加口Ⅱ(20)处都设有不锈钢球阀。
5.据权利要求1所述的一种板式换热系统,其特征在于:所述反应釜Ⅰ换热介质出口(28)和所述反应釜Ⅱ换热介质出口(30)处均设有连接支管与不锈钢球型阀,并且所述反应釜Ⅰ换热介质出口(28)分别与所述加热硅油总回管(17)和所述制冷硅油总回管(18)连接,所述反应釜Ⅱ换热介质出口(30)也分别与所述加热硅油总回管(17)和制冷硅油总回管(18)连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种板式换热系统,其特征在于:所述加热硅油总回管(17)与所述加热板式换热器(3)连接,所述制冷硅油总回管(18)与所述制冷板式换热器(4)连接。
7.根据权利要求1所述的一种板式换热系统,其特征在于:在所述加热硅油缓冲罐(1)上连接有硅油液位计Ⅰ(21),在所述制冷硅油缓冲罐Ⅱ(2)上连接有硅油液位计Ⅱ(22)。
8.根据权利要求1所述的一种板式换热系统,其特征在于:所述加热硅油缓冲罐(1)和所述制冷硅油缓冲罐(2)通过缓冲导流管(32)连接,在连所述缓冲导流管(32)上设有缓冲罐连通阀(10)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种板式换热系统,其特征在于:所述加热硅油缓冲罐(1)下部的导流管和所述制冷硅油缓冲罐(2)下部的导流管之间通过连接导流管(23)连接,并且在所述连接导流管(23)上设有液位控制开关阀(9)。
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