CN209470348U - 热能取用热水机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于节能领域，具体涉及一种热能取用热水机组。包括相邻设置的取热水箱和供热水箱，取热水箱底部通过出水管连接冷补偿器进口，出水管上并列设置两个取热泵，冷补偿器出口通过取热系统进水管连接取热系统进口，取热系统出口通过取热系统回水管连接供热水箱进口，供热水箱出口通过用热系统进水管连接用热系统进口，用热系统进水管上并列设置两个供热泵，用热系统出口通过用热系统回水管连接取热水箱进口，供热水箱内设有蒸汽喷射器。本实用新型是一种规格化的、模块化的、撬块式的成套的自动化热水机组，应用范围和适应性广，能够用于各种情况的余热回收和热水用户供应，应用范围大，适应性强。
Description
技术领域
本实用新型属于节能领域，具体涉及一种热能取用热水机组。
背景技术
余热的回收利用方法很多。一般说来，综合利用余热最好，其次是直接利用，再次是间接利用(如余热发电)。综合利用就是根据余热的品质，按照温度高低顺序不同按阶梯利用，品质高的可以直接用于生产工艺加热或余热发电；中等的(120℃-160℃)可以采用吸收式制冷设备来制取-30度到7度的冷量，用于空调或工业；低温的可以用来制热或利用吸收式热泵来提高热量的数量或温度供生产和生活使用。
而现有取用热设备，均为散装式的，一个项目一套设备，且是非模块化的。往往是针对某一装置的余热进行特殊设计，其取热用热均是与特定装置配套使用的。安装也是非模块化的，耗时费力，施工非常的不方便。且在使用过程中，对操作人员要求很高，并事前需要大量的培训，才能比较好的掌握运用。现有的取用热设备应用范围和适应性受限制，不能应用于各种情况的余热回收和用户供应。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种热能取用热水机组，是一种规格化的、模块化的、撬块式的成套的自动化热水机组，应用范围和适应性广，能够用于各种情况的余热回收和用户供应，应用范围大，适应性强。
本实用新型所述的热能取用热水机组，包括相邻设置的取热水箱和供热水箱，取热水箱和供热水箱之间设有隔热板，取热水箱和供热水箱的上部通过溢流通道连通，取热水箱顶部设置脱盐水系统供水管，取热水箱底部通过出水管连接冷补偿器进口，出水管上并列设置两个取热泵，冷补偿器出口通过取热系统进水管连接取热系统进口，取热系统出口通过取热系统回水管连接供热水箱进口，供热水箱出口通过用热系统进水管连接用热系统进口，用热系统进水管上并列设置两个供热泵，用热系统出口通过用热系统回水管连接取热水箱进口。冷补偿器的另一进口和出口分别连接循环水系统来水管和循环水系统回水管；供热水箱内设有蒸汽喷射器，蒸汽喷射器通过蒸汽管道连接蒸汽系统。
出水管上设有第一压力变送器，第一压力变送器通过第一PLC控制器分别控制两个取热泵，第一PLC控制器根据第一压力变送器传送的压力情况对取热泵进行变频控制，实现取热流压力的调节。
用热系统进水管上设有第二压力变送器，第二压力变送器通过第二PLC控制器分别控制两个供热泵，第二PLC控制器根据第二压力变送器传送的压力情况对供热泵进行变频控制，实现供热流压力的调节。
脱盐水系统供水管上设有脱盐水流量控制阀，取热水箱上设有液位计，液位计通过控制系统连接脱盐水控制阀，控制系统根据液位计的反馈调节脱盐水流量控制阀，实现取热水箱中水量的调节。
蒸汽管道上设有蒸汽流量控制阀，供热水箱上设有温度传感器，温度传感器通过控制系统连接蒸汽流量控制阀，控制系统根据温度传感器的反馈调节蒸汽流量控制阀，实现供热水箱内温度的调节。
取热系统进水管和取热系统回水管均连接第一热能表，用来计量取热的热量。
用热系统进水管和用热系统回水管均连接第二热能表，用来计量用热的热量。
取热系统回水管和用热系统回水管上均设置pH检测仪，用来监控循环热水的酸碱性，防止造成腐蚀。
供热水箱上部设置溢流管道。
取热水箱下部设置排污口，使用一段时间后，由排污口排污。
用热系统进水管、蒸汽管道、取热系统回水管外周均设置保温层。
用热系统配套有配电及电仪控制系统，可根据现场实际情况灵活成套安装。
使用过程如下：
脱盐水系统供水管向取热水箱内供脱盐水，运行前充满，由出水管在取热泵的动力下进入冷补偿器降温，达到降温水温度要求后，由取热系统进水管泵到取热系统中换热加热，取热系统为有余热的装置，由冷补偿器适度降温后取热效果更好，取热加热后的高温热水由取热系统回水管回到供热水箱内，供热水箱内的高温热水再由用热系统进水管在供热泵的作用下打给用热系统使用，用热系统为需要用热的用户，热水使用完成后变为低温热水，再由用热系统回水管回到取热水箱内，进行如上述取热供热循环使用。
冷补偿器的作用是把出水管内的取热热水降到合适取热的水温，再去取热，具体由循环水系统来水管内的循环来水进行换热降温，然后由循环水系统回水管排出，在循环水系统来水管上设置控制阀门，通过控制阀门流量大小调节取热热水水温高低。
供热水箱内设有蒸汽喷射器，蒸汽喷射器通过蒸汽管道连接蒸汽系统。当供热水箱内的热水温度达不到用户需求时，采用蒸汽喷射器通过蒸汽给供热水箱内的高温热水加热，即热补偿；其作用是把供热热水升到合适用户用热的水温。
冷补偿和热补偿总的作用是平衡取热端和用热端两端的热量不平等的作用，最大化的增加热水机组的应用范围和适应性，能够用于各种情况的余热回收和用户供应。
供热水箱与取热水箱中的水平衡，是由取热水箱和供热水箱中间连通的溢流通道来自动平衡的。当供热水箱与取热水箱内水量较多时，通过溢流管道排出。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型含有冷、热补偿的热水机组，冷补偿和热补偿总的作用是平衡取热端和用热端两端的热量不平等的作用，最大化的增加热水机组的应用范围和适应性，能够用于各种情况的余热回收和用户供应，应用范围大，适应性强。
(2)本实用新型是一种规格化的、模块化的、撬块式的成套的自动化热水机组，撬块式的机组安装施工方便，即联即用，省时省力，把所有接口连接后，即可投入调试运行，自动化成度高，可无人值守，设定好参数，机组自动运行，方便可靠。
(3)设有pH检测仪，可自动检测水质情况，保证机组所用水，达到长期运行标准；与热水接触部分材质采用304不锈钢，耐腐蚀性强，可长周期使用。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图中：1-循环水系统来水管，2-冷补偿器，3-出水管，4-排污口，5-液位计，6-取热水箱，7-隔热板，8-供热水箱，9-蒸汽喷射器，10-温度传感器，11-用热系统进水管，12-供热泵，13-第二PLC控制器，14-第二压力变送器，15-第二热能表，16-用热系统，17-溢流管道，18-溢流通道，19-蒸汽流量控制阀，20-蒸汽管道，21-用热系统回水管，22-取热系统回水管，23-脱盐水系统供水管，24-脱盐水流量控制阀，25-第一压力变送器，26-第一PLC控制器，27-取热泵，28-循环水系统回水管，29-第一热能表，30-取热系统进水管，31-取热系统，32-pH检测仪，33-蒸汽系统。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例
一种热能取用热水机组，如图1所示，包括相邻设置的取热水箱6和供热水箱8，取热水箱6和供热水箱8之间设有隔热板7，取热水箱6和供热水箱8的上部通过溢流通道18连通，取热水箱6顶部设置脱盐水系统供水管23，取热水箱6底部通过出水管3连接冷补偿器2进口，出水管3上并列设置两个取热泵27，冷补偿器2出口通过取热系统进水管30连接取热系统31进口，取热系统31出口通过取热系统回水管22连接供热水箱8进口，供热水箱8出口通过用热系统进水管11连接用热系统16进口，用热系统进水管11上并列设置两个供热泵12，用热系统16出口通过用热系统回水管21连接取热水箱6进口，冷补偿器2的另一进口和出口分别连接循环水系统来水管1和循环水系统回水管28，供热水箱8内设有蒸汽喷射器9，蒸汽喷射器9通过蒸汽管道20连接蒸汽系统33。
出水管3上设有第一压力变送器25，第一压力变送器25通过第一PLC控制器26分别控制两个取热泵27。第一PLC控制器26根据第一压力变送器25传送的压力情况对取热泵27进行控制，实现压力的调节。
用热系统进水管11上设有第二压力变送器14，第二压力变送器14通过第二PLC控制器13分别控制两个供热泵12。第二PLC控制器13根据第二压力变送器14传送的压力情况对供热泵12进行控制，实现压力的调节。
脱盐水系统供水管23上设有脱盐水流量控制阀24，取热水箱6上设有液位计5，液位计5通过控制系统连接脱盐水流量控制阀24。控制系统根据液位计的反馈调节脱盐水流量控制阀24，实现取热水箱6中水量的调节。
蒸汽管道20上设有蒸汽流量控制阀19，供热水箱8上设有温度传感器10，温度传感器10通过控制系统连接蒸汽流量控制阀19。控制系统根据温度传感器10的反馈调节蒸汽流量控制阀19，实现供热水箱8内温度的调节。
取热系统进水管30和取热系统回水管22均连接第一热能表29。用来计量取热的热量。
用热系统进水管11和用热系统回水管21均连接第二热能表15。用来计量用热的热量。
取热系统回水管22和用热系统回水管21上均设置pH检测仪32。用来监控循环热水的酸碱性，防止造成腐蚀。
供热水箱8上部设置溢流管道17。
取热水箱6下部设置排污口4，使用一段时间后，由排污口排污。
使用过程如下：
脱盐水系统供水管23向取热水箱6内供脱盐水，运行前充满，由出水管3在取热泵27的动力下进入冷补偿器2降温，达到降温水温度要求后，由取热系统进水管30泵到取热系统31中换热加热，取热系统31为有余热的装置，由冷补偿器2适度降温后取热效果更好，取热加热后的高温热水由取热系统回水管22回到供热水箱8内，供热水箱8内的高温热水再由用热系统进水管11在供热泵12的作用下打给用热系统16使用，用热系统16为需要用热的用户，热水使用完成后变为低温热水，再由用热系统回水管21回到取热水箱6内，进行如上述取热供热循环使用。
冷补偿器2的作用是把出水管3内的取热热水降到合适取热的水温，再去取热，具体由循环水系统来水管1内的循环来水进行换热降温，然后由循环水系统回水管28排出，在循环水系统来水管1上设置控制阀门，通过控制阀门流量大小调节取热热水水温高低。
供热水箱8内设有蒸汽喷射器9，蒸汽喷射器9通过蒸汽管道20连接蒸汽系统33。当供热水箱8内的热水温度达不到用户需求时，采用蒸汽喷射器9通过蒸汽给供热水箱8内的高温热水加热，即热补偿；其作用是把供热热水升到合适用户用热的水温。
冷补偿和热补偿总的作用是平衡取热端和用热端两端的热量不平等的作用，最大化的增加热水机组的应用范围和适应性，能够用于各种情况的余热回收和用户供应。
供热水箱8与取热水箱6中的水平衡，是由取热水箱6和供热水箱8中间连通的溢流通道18来自动平衡的。当供热水箱8与取热水箱6内水量较多时，通过溢流管道17排出。
具体应用：
1、改进前：某氟化工装置系统内有一工艺气温度约为160℃，压力为0.05MPa，内含有70％的水蒸汽，流量约为11吨/h。原使用循环冷却水冷却至室温，不仅耗费了大量的循环水，且内所含低温余热未能利用。
改进后：采用实施例所述的热能取用热水机组，采用二级冷却方式，作为所述的取热系统进行一级冷却，再用循环水二级冷却。
实施结果：该装置工艺气作为取热系统，取热系统进水管泵到取热系统中换热加热，取走工艺气中所含余富热量，做成约450t/h，85℃热水；这些高温热水用于本装置及附近装置内的精馏塔再沸器加热再利用，也就是说本装置及附近装置内的精馏塔再沸器作为用热系统；在实际运行时，由于取热量大于用热量，热水机组通过冷补偿器，对返回到取热系统的热水，再降到适合取热的低温热水，再到工艺系统中取热，循环往复。年节约费用约360万元。
另在中间运行时，由于换热器泄漏，pH检测仪发现报警，进行了及时处理，保护了热水机组系统。另由于本系统控制为自动控制，全程无人执守，并入到原系统中，机组运行平稳。
2、改进前：某石油化工装置系统内有一塔顶采用需对油品冷却，原先油产品先经过空冷器后，再用循环水冷却到常温。
改进后：采用实施例所述的热能取用热水机组，对原有空冷器进行改造，冷却进出管分别与取热系统的取热端连接，以采用热水循环降温的方式，把油产品内所含低温余热取出，做成高温热水。并把有机工质发电机组的有机工质换热蒸发器的加热进出口与热水机组供热进出口连接。通过供热泵，此取热来的高温热水打入有机工质换热蒸发器，汽化并加热有机工质，导入膨胀机内做功发电。
实施结果：实施后，热能取用热水机组运行平稳正常，在装置内余热可做成给水温度110℃，回水温度70℃，流量约500t/h的供应量。给有机工质发电机组可发电约2000KW；不仅节约了大量的循环水，还利用回收的余热发电供厂内使用。
3、改进前：某石油化工装置系统内有多个塔顶冷却器，冷却器的工艺侧温度比较高，原冷却器均采用循环水冷却，循环水用量极大，约4000m3/h。
改进后：采用实施例所述的热能取用热水机组，对装置系统内部分工艺温度较高的塔顶冷却器改造为二级冷却，第一级采用实施例所述的热能取用热水机组先取走低温富余热能，第二级再采用原有循环水冷却，达到工艺条件。
实施结果：方案实施后，从装置内可取出出水90℃，回水80℃的循环热水，约1000m3/h，并输送到附近的居民区内冬季供热取暖，替换原采用1.3MPaG蒸汽来加热的热源，利用热能约40GJ/h，节约蒸汽约14吨/h。其余时间给有机工质加热进行双工质发电，工厂自用。
4、改进前：某自用蒸汽锅炉发电厂，蒸汽锅炉内有连、定排排污器，内有富余热量，未能利用，其定排器内闪蒸蒸汽温度约110℃，流量约3吨/h直接排空，闪蒸冷凝液温度约110℃,流量约10m3/h左右，直接排污，造成了大量的热量损失。
改进后：根据工厂实际情况，采用实施例所述的热能取用热水机组，在闪蒸蒸汽出口增加两个换热器一用一备；另在排污污冷凝水处增加一台换热器，取热管线依次接入到上述冷凝水换热器和闪蒸汽换热器。热水机组供热泵出口的供热管口接入热水管网，供热泵新增一台小的稳压泵，热补偿蒸汽管线接厂区另一蒸汽管线。所产热水直接供应厂区热水供应网，热水不循环，热水管网保压。供热热能表回水温度设定为室温来计量热能。取供热水贮存量总量为200m3，做缓冲使用，当贮罐存满后，自来水进水自动停止进水。
实施结果：方案实施后，每天可生产95℃热水总量约为720吨，由于厂区热水管网用量不定，早、中、晚用量大，夜间23：00-6：00用量小，贮存罐做缓冲；热水机组无人值守，产生热水及供水压力均能满足热水管网24小时不间断用热水需求。
Claims (10)
1.一种热能取用热水机组，其特征在于：包括相邻设置的取热水箱(6)和供热水箱(8)，取热水箱(6)和供热水箱(8)之间设有隔热板(7)，取热水箱(6)和供热水箱(8)的上部通过溢流通道(18)连通，取热水箱(6)顶部设置脱盐水系统供水管(23)，取热水箱(6)底部通过出水管(3)连接冷补偿器(2)进口，出水管(3)上并列设置两个取热泵(27)，冷补偿器(2)出口通过取热系统进水管(30)连接取热系统(31)进口，取热系统(31)出口通过取热系统回水管(22)连接供热水箱(8)进口，供热水箱(8)出口通过用热系统进水管(11)连接用热系统(16)进口，用热系统进水管(11)上并列设置两个供热泵(12)，用热系统(16)出口通过用热系统回水管(21)连接取热水箱(6)进口，冷补偿器(2)的另一进口和出口分别连接循环水系统来水管(1)和循环水系统回水管(28)，供热水箱(8)内设有蒸汽喷射器(9)，蒸汽喷射器(9)通过蒸汽管道(20)连接蒸汽系统(33)。
2.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：出水管(3)上设有第一压力变送器(25)，第一压力变送器(25)通过第一PLC控制器(26)分别控制两个取热泵(27)。
3.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：用热系统进水管(11)上设有第二压力变送器(14)，第二压力变送器(14)通过第二PLC控制器(13)分别控制两个供热泵(12)。
4.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：脱盐水系统供水管(23)上设有脱盐水流量控制阀(24)，取热水箱(6)上设有液位计(5)，液位计(5)通过控制系统连接脱盐水流量控制阀(24)。
5.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：蒸汽管道(20)上设有蒸汽流量控制阀(19)，供热水箱(8)上设有温度传感器(10)，温度传感器(10)通过控制系统连接蒸汽流量控制阀(19)。
6.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：取热系统进水管(30)和取热系统回水管(22)均连接第一热能表(29)。
7.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：用热系统进水管(11)和用热系统回水管(21)均连接第二热能表(15)。
8.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：取热系统回水管(22)和用热系统回水管(21)上均设置pH检测仪(32)。
9.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：供热水箱(8)上部设置溢流管道(17)。
10.根据权利要求1所述的热能取用热水机组，其特征在于：取热水箱(6)下部设置排污口(4)。
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Family Applications (1)
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2019
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