CN207137393U - 陶瓷企业高效节能型能源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种陶瓷企业高效节能型能源系统，包括LNG气站、燃气发电机组、燃烧炉、喷雾塔、泥浆生产车间，所述燃气发电机组包括燃气发动机和由所述燃气发动机驱动的发电机，所述LNG气站的天然气通过第一供气管供气给燃气发动机，燃气发动机的气体排放管与燃烧炉的排风管汇集至一主管，主管与喷雾塔的入风口连通；泥浆生产车间的泥浆出口通过泥浆输送装置与喷雾塔连通。与现有技术相比，本实用新型的陶瓷企业高效节能型能源系统由LNG气站供气给燃气发动机发电，为企业提供电能的同时，将燃气发动机的排气余热与陶瓷原料生产工序科学结合，提高能源利用率，实现节能、降耗、减排的效果。

Description

陶瓷企业高效节能型能源系统

技术领域

本实用新型涉及节能减排技术，具体涉及一种陶瓷企业高效节能型能源系统。

背景技术

在我国，陶瓷企业属于高能耗、高污染和资源消耗型的企业，是节能减排的重点领域，陶瓷产品的单位能耗成本占比一直高居不下。在我国陶瓷企业的产品生产成本中，能耗成本占比居高不下，主要原因在于过往很久以来我国以煤为主的能源结构组成形式，从行业发展初始就影响着陶瓷企业能源系统设计的优劣。

我国陶瓷企业能源系统传统设计中，主要以电能和热能作为构成核心。

电能的来源主要以网电为主。众所周知，陶瓷企业为耗电大户，以地板砖类陶瓷厂为例，一条生产线正常平均负载均在2000kW以上，含原料加工工序(球磨、泥浆处理、喷雾塔喷雾)、制品工序(压机、干燥、施釉、窑炉烧成)、后处理工序(抛釉、抛光)等主要设备的负载。一般陶瓷厂按4条生产线计，负载容量已在8000kW以上。而我国的电网供电源头，有较大部分(目前仍占70％以上)还是以火力发电(煤电)为主，故企业所消耗的电能大部分为煤电，如图1所示，发电厂110发出的电能经升压变压器120升压变换后经一定距离的高压网线输送到企业，经降压变压器130降压变换后供电给陶瓷企业。

热能的来源主要有两种形式，一种是以煤为能耗资源，另一种是以天然气为能耗资源。如图2所示，以煤210为能耗资源的陶瓷企业，在原料加工工序中，通常会设立水煤浆生产车间220，将煤料配一定比例的水通过球磨装置230制成水煤浆，供应给水煤浆燃烧炉240燃烧后产生热能，再供给喷雾塔250完成陶瓷粉料的生产；至于制品工序中的窑炉320烧成用气，也可通过煤气站310将煤料处理、加工后制成水煤气满足供应。如图3所示，以天然气为能耗资源的陶瓷企业，较之以煤为主的形式有了较大的改进，在原料加工工序中，没有了煤料球磨车间，直接配套燃气燃烧炉260为喷雾塔250供热，完成陶瓷粉料的生产；至于制品工序中的窑炉320烧成用气，也是直接供给天然气满足需要。

传统的陶瓷企业能源系统的组成结构存在以下缺陷：

(1)、作为耗电大户，陶瓷企业每天的用电量极大，平均一条生产线规模的年用电量达1500万kWh。企业所在区域的电网供电时，由于地方电网以火力发电站为主的结构，也就决定了煤电消耗极大，因为火力发电站燃烧煤料时，会产生大量的CO₂、NO_X、SO₂、PM颗粒物等污染物质的排放，陶瓷企业也就间接地成为当地高污染、高排放的推手；

(2)、网电系统中，区域内的发电站发电电能经过升压，由高压网线输送到企业高压入口，并降压后使用，电能经过了远距离的输送，以及多次的能源变换，一次能源利用率非常，一般为40％～50％左右；

(3)、而在热能消耗方面，当以煤为主要资源时，也同样因为煤料燃烧时会产生更加大量的CO₂、NO_X、SO₂、PM颗粒物等污染物质，从而直接造成排放差、高污染的环保问题；

(4)、当陶瓷企业以天然气为主作为热能消耗资源时，虽然因为燃烧天然气能够有效地降低了排放污染问题，但目前国内各企业的供气资源均以管道天然气为主，而管道天然气因为基础建设投资大、运行维护成本高等原因，造成了天然气价格比较高，并将成本嫁接到企业的生产成本上，使得陶瓷产品成本高。面对我国乃至世界对企业环保要求的持续提高，减排降耗压力、产品成本压力不断增大，陶瓷企业的生存和发展面临着极大挑战。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种陶瓷企业高效节能型能源系统，具有节能、降耗、减排的效果。

本实用新型的另一个目的在于提供一种陶瓷企业高效节能型能源系统的应用，其能源利用率高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种陶瓷企业高效节能型能源系统，包括LNG气站、燃气发电机组、燃烧炉、喷雾塔及泥浆生产车间，所述燃气发电机组包括燃气发动机和由所述燃气发动机驱动的发电机，所述LNG气站的天然气通过第一供气管供气给所述燃气发动机，所述燃气发动机的气体排放管与燃烧炉的排风管汇集至一主管，所述主管与所述喷雾塔的入风口连通；所述泥浆生产车间的泥浆出口通过泥浆输送装置与所述喷雾塔连通。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的一种优选方案，还包括第一换热器，所述燃气发动机的内部设置有散热用的机体冷却水，所述机体冷却水通过第一水管与所述第一换热器连通，所述泥浆生产车间的泥浆出口通过第一泥浆输送装置与所述第一换热器的泥浆入口连通，所述第一换热器的泥浆出口通过第二泥浆输送装置与所述喷雾塔连通。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的一种优选方案，还包括第二换热器和位于所述泥浆生产车间的球磨装置，所述机体冷却水通过第二水管与所述第二换热器连通，所述第二换热器还分别与输送给所述球磨装置的水源以及所述球磨装置连通。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的一种优选方案，所述燃烧炉为燃气燃烧炉，所述LNG气站的天然气通过第二供气管供气给所述燃气燃烧炉。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的一种优选方案，所述燃烧炉为水煤浆燃烧炉。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的一种优选方案，还包括气化器，所述气化器的入气端与所述LNG气站连通，所述气化器的出气端分别与所述第一供气管和所述第二供气管连通。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的一种优选方案，还包括冻水系统，所述气化器为水浴式气化器，所述冻水系统与所述气化器连接，以提供冻水给用冷区域。

另一方面，提供一种所述的陶瓷企业高效节能型能源系统的应用，将泥浆输送至第一换热器中，与所述燃气发动机的机体冷却水热交换后输送至所述喷雾塔；将所述燃烧炉产生的热能与所述燃气发动机产生的气体混合，并由所述喷雾塔的顶部输入所述喷雾塔对所述泥浆进行喷粉干燥，制得陶瓷粉料。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的应用的一种优选的方案，所述泥浆的制备方法为：将自来水泵入第二热交换器中，与所述燃气发动机的机体冷却水进行热交换后输入所述泥浆生产车间供球磨装置使用，以制得所述泥浆。

作为陶瓷企业高效节能型能源系统的应用的一种优选的方案，所述燃烧炉为燃气燃烧炉或者水煤浆燃烧炉，所述LNG气站的LNG通过水浴式气化器进行气化，气化后的天然气通过供气管供气给所述燃气燃烧炉和所述燃气发动机工作。

本实用新型的有益效果：本实用新型将燃气发动机的排气直接替代自然空气与燃烧炉的高温气体混合后应用于喷雾塔进行粉料加工，由于燃气发动机的烟气温度高于自然空气的温度，融入了很大的热能，可以有效降低燃烧炉的燃料消耗。与现有技术相比，本实用新型的陶瓷企业高效节能型能源系统由LNG气站供气给燃气发动机发电，为企业提供电能的同时，将燃气发动机的排气余热与陶瓷原料生产工序科学结合，提高能源利用率，实现节能、降耗、减排的效果。

附图说明

图1为现有的陶瓷企业电力供给系统的示意图。

图2为现有的陶瓷企业燃煤供热系统的示意图。

图3为现有的陶瓷企业燃气供热系统的示意图。

图4为本实用新型实施例的陶瓷企业高效节能型能源系统的示意图。

图5为本实用新型实施例的LNG气化过程中的冷能利用示意图。

图1至3中：

110、发电厂；120、升压变压器；130、降压变压器；

210、煤；220、水煤浆生产车间；230、球磨装置；240、水煤浆燃烧炉；250、喷雾塔；260、燃气燃烧炉；

310、煤气站；320、窑炉。

图4、图5中：

1、LNG气站；21、燃气发动机；22、发电机；3、燃烧炉；4、喷雾塔；5、泥浆生产车间；6、第一换热器；7、第二换热器；8、球磨装置；9、气化器；10、冻水系统；11、用冷区域。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图4所示，本实用新型的实施例提供一种陶瓷企业高效节能型能源系统，包括LNG气站1、燃气发电机组、燃烧炉3、喷雾塔4及泥浆生产车间5，所述燃气发电机组包括燃气发动机21和由所述燃气发动机21驱动的发电机22，所述LNG气站1的天然气通过第一供气管供气给燃气发动机21，对陶瓷企业各用电工序供电，所述燃气发动机21的气体排放管与燃烧炉3的排风管汇集至一主管，所述主管与所述喷雾塔4的入风口连通；所述泥浆生产车间5的泥浆出口通过泥浆输送装置与所述喷雾塔4连通。其中，燃烧炉3为喷雾塔4提供600℃左右的热风，以完成陶瓷粉料的加工，传统的陶瓷企业的能源系统中，燃烧炉3内的温度达到1000℃以上，其出口处需要混合一定量的自然空气降温至600℃左右后再向喷雾塔4供热，而燃气发动机21的排气温度在350℃～500℃之间，且烟气比较干净，本实施例将燃气发动机21的排气直接替代自然空气与燃烧炉3的高温气体混合后应用于喷雾塔4进行粉料加工，由于燃气发动机21的烟气温度高于自然空气的温度，融入了很大的热能，因此可以有效降低燃烧炉3的燃料消耗，从而使燃烧炉3达到节能、减排的效果。与现有技术相比，本实施例的陶瓷企业高效节能型能源系统主要由LNG气站1供气给燃气发动机21发电，为企业提供电能的同时，将燃气发动机21的排气余热与陶瓷原料生产工序科学结合，提高能源利用率，实现节能、降耗、减排的效果。

还包括第一换热器6，所述燃气发动机21的内部设置有散热用的机体冷却水，第一换热器6用于给机体冷却水(即缸套水)与泥浆进行热交换，所述机体冷却水通过第一水管与所述第一换热器6连通，所述泥浆生产车间5的泥浆出口通过第一泥浆输送装置与所述第一换热器6的泥浆入口连通，所述第一换热器6的泥浆出口通过第二泥浆输送装置与所述喷雾塔4连通。一般情况下，泥浆在进入喷雾塔4喷粉干燥前均为常温状态，约在20℃～30℃之间，本实施例中，燃气发动机21的机体冷却水通过第一换热器6对由来自于泥浆生产车间5的常温状态的泥浆进行加热，将泥浆加热升温后再输入喷雾塔4进行喷粉干燥，既满足了燃气发动机的冷却需要，也可以有效减少喷雾塔4从燃烧炉3汲取的热能，从而有效降低燃烧炉的燃料消耗，使燃烧炉达到节能、减排的效果。

于本实施例中，第一换热器6为水/泥浆换热器；第二换热器7为水/水换热器。

本实施例的陶瓷企业高效节能型能源系统还包括第二换热器7和位于所述泥浆生产车间5的球磨装置8，所述机体冷却水通过第二水管与所述第二换热器7连通，所述第二换热器7还分别与输送给所述球磨装置8的水源以及所述球磨装置8连通。在泥浆生产车间5中，利用球磨装置8生产泥浆时需要用到热水，以减少球磨时间。本实施例利用燃气发动机21的机体冷却水对球磨用水进行加热，以满足球磨需要并减少球磨时间，提高球磨工序的效率而达到节能效果。

本实施例中，所述燃烧炉3为燃气燃烧炉，所述LNG气站1的天然气通过第二供气管供气给所述燃气燃烧炉。

本实施例的陶瓷企业高效节能型能源系统还包括气化器9，所述气化器9的入气端与所述LNG气站1连通，所述气化器9的出气端分别与所述第一供气管和所述第二供气管连通。LNG气站1的LNG的贮存温度约为-162℃，需要经过升温气化后才能供给燃气设备使用，通过气化器9气化之后，方可方便通过供气管供气给燃气燃烧炉和燃气发动机21。

如图5所示，本实施例的陶瓷企业高效节能型能源系统还包括冻水系统10，所述气化器9为水浴式气化器，所述冻水系统10与所述气化器9连接，以提供冻水给用冷区域11。LNG升温气化过程中需要吸收大量的热能，本实施例利用水浴式气化器可以将LNG气化过程中产生的冷能以水作为介质进行冷热交换，并且通过设定控制可以获得0℃以上的低温冻水，并将这些低温冻水输送到需要用冷的用冷区域11或设备，例如用于压机的润滑油冷却、生产或办公区域制冷等，以实现对LNG气化过程中的冷能的收集和利用。

在本实用新型的其他实施例中，所述燃烧炉3为水煤浆燃烧炉，即以水煤浆为燃料获得热能。

本实用新型的实施例还提供一种上述任一实施例所述的陶瓷企业高效节能型能源系统的应用，将泥浆输送至第一换热器6中，与所述燃气发动机21的机体冷却水热交换后输送至所述喷雾塔4；将所述燃烧炉3产生的热能与所述燃气发动机21产生的气体混合，并由所述喷雾塔4的顶部输入所述喷雾塔4对所述泥浆进行喷粉干燥，制得陶瓷粉料。本实施例将燃气发动机21的排气余热和机体冷却水热量加以利用，与陶瓷粉料的生产工序结合，使燃气得到充分利用，提高能源利用率，从而实现节能、降耗、减排的技术效果。

其中，所述泥浆的制备方法为：将自来水泵入所述第二热交换器7中，与所述燃气发动机21的机体冷却水进行热交换后输入所述泥浆生产车间5供球磨装置8使用，以制得所述泥浆。本实施例在泥浆的生产过程中对燃气发动机21的冷却水热量进行充分利用，以减少泥浆的球磨时间，提高球磨工序的效率。

其中，所述燃烧炉3为燃气燃烧炉或者水煤浆燃烧炉，所述LNG气站1的LNG通过水浴式气化器进行气化，气化后的天然气通过供气管供气给所述燃气燃烧炉和所述燃气发动机21工作，本实施例对LNG气化过程中产生的冷能加以收集，应用于冷能需求的地方，一次能源利用率可达80％以上，从而进一步提高节能、降耗、减排的效果。

本实用新型的陶瓷企业高效节能型能源系统应用于陶瓷企业生产陶瓷，与现有技术相比具有以下优点：

(1)、陶瓷企业依靠自身的燃气发电站供电，来满足自己巨大的用电需求，无需所在区域的电网(地方电网以火力发电站为主)供电，极大地减少了地方电网煤电支出，也就极大地降低了地方电网火力发电站燃煤量，从而有效降低CO₂、NO_X、SO₂、PM颗粒物等污染物质的排放，为当地的产能优化、产业结构转型升级、生态文明建设、大气防治污染等节能环保发展事业提供了有力的支撑。

(2)、通过本系统供给电能、热能的同时，使到LNG气化过程中产生的冷能、燃气发动机的排气余热、机体冷却水热量，与陶瓷原料生产工序科学结合，使其得到充分利用，一次能源利用率可达80％以上，有效实现节能、降耗、减排的效果。

(3)、也由于在原料生产工序中充分利用了燃气发动机的各种余热，有效地减少了原来喷雾塔用燃烧炉的燃料消耗和排放，明显降低陶瓷粉料的生产成本，从而提高产品竞争力和企业的生存和发展能力。

(4)、将陶瓷企业高效节能型能源系统与原能源供给系统(电能、热能)有机结合，以高效节能型能源系统为主，传统能源供给系统为辅助补充，实现双能源系统保障，提高了陶瓷企业能源系统的可靠性，有效降低能源断供导致的重大经济风险，如网电断电、管道气断气等情况(陶瓷企业的窑炉烧成工序如断电、断气会造成重大损失)。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

以上通过具体的实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。此外，以上多处的“一个实施例”、“另一个实施例”等表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

Claims (7)

1.一种陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，包括LNG气站、燃气发电机组、燃烧炉、喷雾塔及泥浆生产车间，所述燃气发电机组包括燃气发动机和由所述燃气发动机驱动的发电机，所述LNG气站的天然气通过第一供气管供气给所述燃气发动机，所述燃气发动机的气体排放管与燃烧炉的排风管汇集至一主管，所述主管与所述喷雾塔的入风口连通；所述泥浆生产车间的泥浆出口通过泥浆输送装置与所述喷雾塔连通。

2.根据权利要求1所述的陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，还包括第一换热器，所述燃气发动机的内部设置有散热用的机体冷却水，所述机体冷却水通过第一水管与所述第一换热器连通，所述泥浆生产车间的泥浆出口通过第一泥浆输送装置与所述第一换热器的泥浆入口连通，所述第一换热器的泥浆出口通过第二泥浆输送装置与所述喷雾塔连通。

3.根据权利要求2所述的陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，还包括第二换热器和位于所述泥浆生产车间的球磨装置，所述机体冷却水通过第二水管与所述第二换热器连通，所述第二换热器还分别与输送给所述球磨装置的水源以及所述球磨装置连通。

4.根据权利要求1所述的陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，所述燃烧炉为燃气燃烧炉，所述LNG气站的天然气通过第二供气管供气给所述燃气燃烧炉。

5.根据权利要求1所述的陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，所述燃烧炉为水煤浆燃烧炉。

6.根据权利要求4所述的陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，还包括气化器，所述气化器的入气端与所述LNG气站连通，所述气化器的出气端分别与所述第一供气管和所述第二供气管连通。

7.根据权利要求6所述的陶瓷企业高效节能型能源系统，其特征在于，还包括冻水系统，所述气化器为水浴式气化器，所述冻水系统与所述气化器连接，以提供冻水给用冷区域。