CN211451090U - 一种循环水取热供暖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种循环水取热供暖系统，包括生产装置，生产装置通过出水管道连通到循环水场，循环水场通过进水管道与生产装置连通，出水管道上设有并联设置的水源热泵机组，设于水源热泵机组与出水管道连通处之间的出水管道上设有第一闸阀，水源热泵机组前后的送入管道和送出管道上均设有第二闸阀，水源热泵机组与市政供暖装置的供暖管道连通，水源热泵机组前后的供暖管道上均设有第三闸阀。本实用新型具有实现回收生产过程中的循环水低温位热，减少蒸汽消耗，减少市政供暖的能源消耗，降低冷水塔的工作压力和节约循环水场的补水的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种循环水取热供暖系统。
背景技术
在诸如石化炼油厂等工厂中通常有较大的循环水排热量，低温余热在炼厂能耗中占据了很大比例，通常占厂内可利用余热资源总量的80％以上。通常低温余热会通过冷却水、冷却空气、烟气等形式被带走，对低温余热的回收已经成为炼厂节能降耗的重要举措。低温余热中的循环水主要来自装置机泵冷却水、循环水冷却器回水。循环水的低温余热回收使得原来废弃甚至需要花费代价冷却的能量发挥新的作用。低温热回收一般是指对200℃以下的低品位热能进行的回收利用，供给至其他单元或装置。但是低温热由于温位低，其回收利用困难、经济效益不高，同时增加了空冷器的工作压力，增加了能源消耗和浪费。在冬季，如此丰富的余热资源远不能被厂区附近生活区完全利用。可考虑将富余的绝大部分热量通过远距离输送，服务供暖需求更大的城市地区。然而，由于循环水热量品位低，在远距离输送过程中温度进一步降低后，将变得无法利用。如果在输送过程中采取更严格的保温措施，则会大幅增加管网成本。此外，低热量品位的循环水要求较大的流量，才能满足供热需求，这就要求较大的输送管径，也会大幅增加管网成本及热泵成本。
现有冬季供暖有三种方式：低温水供暖、高温水供暖、蒸汽换热供暖。低温水供暖原设计是回收炼厂动力部两台汽轮发电机组的凝汽余热供暖，计供暖面积合计120万m2，实际已供暖面积115万m2。随着城区棚户区的改造，供暖面积还会增加，届时原有的供暖系统将无法满足市政供暖要求，需要在供暖水管道上安装汽轮机，通过汽轮机持续送入加温蒸汽满足供暖。增加了设备安装的成本，同时增加了加温蒸汽的浪费。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种循环水取热供暖系统，实现回收生产过程中的循环水低温位热，减少蒸汽消耗，减少市政供暖的能源消耗，降低冷水塔的工作压力和节约循环水场的补水。
为解决上述的技术问题，本实用新型包括生产装置，所述生产装置通过出水管道连通到循环水场，所述循环水场通过进水管道与所述生产装置连通，其结构特点是所述出水管道上设有并联设置的水源热泵机组，设于水源热泵机组与出水管道连通处之间的出水管道上设有第一闸阀，所述水源热泵机组前后的送入管道和送出管道上均设有第二闸阀，所述水源热泵机组与市政供暖装置的供暖管道连通，所述水源热泵机组前后的供暖管道上均设有第三闸阀。
采用上述结构后，由于生产装置降温后产生的循环水所携带的热量存在一定的热源优化空间，通过装置内用能平衡优化，通过增设水源热泵机组，取走循环水中的热量，循环热水的温度自32℃降低至25℃，循环热水温度的降低实现了降低循环水场风机的电耗，降低了循环水的蒸发量，减少了循环水场补水；同时水源热泵机组取走的热量经过转换输送至供暖管道的供暖水中，供暖水温度由44.35℃上升至58.05℃，减少了动力部蒸汽消耗，非供暖时，第一闸阀打开，第二闸阀和第三闸阀处于关闭状态。
所述水源热泵机组包括蒸发器，所述蒸发器的热源进口与所述送入管道连通，所述蒸发器的热源出口与所述送出管道连通，所述蒸发器通过循环管道与冷凝器连通，循环管道的循环出水管连通到压缩机，所述冷凝器与供暖管道连通。
综上所述，本实用新型具有实现回收生产过程中的循环水低温位热，减少蒸汽消耗，减少市政供暖的能源消耗，降低冷水塔的工作压力和节约循环水场的补水的技术效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是现有技术中低温余热的处理装置的结构示意图；
图2是现有技术中市政供暖装置的结构示意图；
图3是本实用新型的结构示意图；
图4是本实用新型的水源热泵机组的结构示意图；
图5是图4的左视结构示意图；
图中：1-生产装置，2-循环水场，3-出水管道，4-进水管道，5-第一闸阀，6-第二闸阀，7-第三闸阀，8-市政供暖装置，9-供暖管道，10-水源热泵机组，11-蒸发器，12-冷凝器，13-循环管道，14-压缩机，15-经济器，16-控制箱，17-热源进口，18热源出口，19-进水口，20-出水口，21-汽轮机。
具体实施方式
为了对本实用新型的设计思想和基于设计思想而做出的具体实施方式有一个更加清楚的理解，在描述本实用新型的具体实施方式之前有必要对现有的循环水的低温余热和供暖方式以及供暖现状做简单介绍。在诸如石化炼油厂等工厂中通常有较大的循环水排热量，低温余热在炼厂能耗中占据了很大比例，通常占厂内可利用余热资源总量的80％以上。通常低温余热会通过冷却水、冷却空气、烟气等形式被带走，对低温余热的回收已经成为炼厂节能降耗的重要举措。参照图1所示，现有的低温余热处理是生产装置1产生的低温余热通过循环水进行携带，循环水通过出水管道3输送至循环水场2进行降温处理，进行降温后的循环水再通过进水管输送至生产装置1，一方面增加了循环水场2的循环水的蒸发量，另一方面浪费了低温余热，低温余热回收使得原来废弃甚至需要花费代价冷却的能量发挥新的作用。低温热回收一般是指对200℃以下的低品位热能进行的回收利用，供给至其他单元或装置。但是低温热由于温位低，其回收利用困难、经济效益不高，同时增加了循环水场2的工作压力，增加了能源消耗和浪费。
现有冬季供暖有三种方式：低温水供暖、高温水供暖、蒸汽换热供暖。参照图2所示，低温水供暖原设计是回收炼厂动力部两台汽轮发电机组的凝汽余热供暖，设计供暖面积合计120万m2，实际已供暖面积115万m2。随着城区棚户区的改造，供暖面积还会增加，届时原有的供暖系统将无法满足市政供暖要求，需要在供暖水管道上安装汽轮机21，通过汽轮机21持续送入加温蒸汽满足供暖。增加了设备安装的成本，同时对于加温蒸汽的浪费。
针对上述循环水浪费、低温余热回收困难以及供暖面积增大造成的供暖浪费问题，参照图3所示，该循环水取热供暖系统包括生产装置1，生产装置1通过出水管道3连通到循环水场2，循环水场2通过进水管道4与生产装置1连通，出水管道3上设有并联设置的水源热泵机组10，设于水源热泵机组10与出水管道3连通处之间的出水管道3上设有第一闸阀5，水源热泵机组10前后的送入管道和送出管道上均设有第二闸阀6，水源热泵机组10与市政供暖装置8的供暖管道9连通，水源热泵机组10前后的供暖管道9上均设有第三闸阀7。通过水源热泵机组10将生产设备送出的循环水中的低温余热进行换热，实现了低温余热的回收；随着循环水温度的降低，流到循环水场2的循环水的温度降低，蒸发的循环水降低，避免了循环水的浪费；随着低温余热的热能向供暖水转移，供暖水的温度上升，减少了高温蒸汽的注入，减少蒸汽消耗，减少市政供暖的能源消耗。
参照图4和图5所示，上述的水源热泵机组10包括蒸发器11，蒸发器11的热源进口17与送入管道连通，蒸发器11的热源出口18与送出管道连通，蒸发器11通过循环管道13与冷凝器12连通，循环管道13的循环出水管上依次连通有压缩机14和经济器15，水源热泵机组10还包括用以控制压缩机14的控制箱16，冷凝器12的进水口19和出水口20分别与供暖管道9的进出水回路连通；水源热泵技术的工作原理是采用逆"卡诺循环"工作原理，生产设备送出的循环水含有低温余热，循环水自送入管道送入蒸发器11，循环水的低温余热使蒸发器11内的冷媒蒸发，也就是说工质吸取低温余热而蒸发（吸热），汽化的冷媒在经过压缩机14时会被压缩从而升温，也就是说气体压缩而升温（输入电能），通过输入少量高品位能源提升冷媒的温度，升温之后的冷媒送入冷凝器12中，冷媒中的热量送入流经冷凝器12的供暖水中，也就是实现了低温位热能向高温位转移，从而使供暖水的温度升高，液体膨胀而减温，汽化的冷媒因降温而液化，从而实现冷媒在循环管道13内的循环使用。本实用新型在使用时，在供暖时，第一闸阀5关闭，第二闸阀6和第三闸阀7打开， 生产装置1产生的循环水通过送入管道送入水源热泵机组10进行换热，循环热水的温度自32℃降低至25℃，节约循环水场2补水约25m3/h，换热之后的循环水自水源热泵机组10的送出管道流入出水管道3内，循环水通过出水管道3送入循环水场2，循环水的温度降低实现了降低循环水场2风机的电耗的技术效果，降低了循环水的蒸发量，减少了循环水场2补水；生产装置1产生的循环水自送入管道送入蒸发器11，循环水的低温余热使蒸发器11内的冷媒蒸发吸热，汽化的冷媒在经过压缩机14时会被压缩从而升温，升温之后的冷媒送入冷凝器12中，冷媒中的热量送入流经冷凝器12的供暖水中，也就是实现了低温位热能向高温位转移，从而使供暖水的温度升高。水源热泵机组10得到的热量经过转换输送至供暖管道9的供暖水中，供暖水温度由44.35℃上升至58.05℃，升高了13.7℃，减少动力部蒸汽消耗13t/h，减少了动力部蒸汽消耗；非供暖时，第一闸阀5打开，第二闸阀6和第三闸阀7处于关闭状态。
Claims (2)
1.一种循环水取热供暖系统，包括生产装置（1），所述生产装置（1）通过出水管道（3）连通到循环水场（2），所述循环水场（2）通过进水管道（4）与所述生产装置（1）连通，其特征在于所述出水管道（3）上设有并联设置的水源热泵机组（10），设于水源热泵机组（10）与出水管道（3）连通处之间的出水管道（3）上设有第一闸阀（5），所述水源热泵机组（10）前后的送入管道和送出管道上均设有第二闸阀（6），所述水源热泵机组（10）与市政供暖装置（8）的供暖管道（9）连通，所述水源热泵机组（10）前后的供暖管道（9）上均设有第三闸阀（7）。
2.如权利要求1所述的循环水取热供暖系统，其特征在于所述水源热泵机组（10）包括蒸发器（11），所述蒸发器（11）的热源进口（17）与所述送入管道连通，所述蒸发器（11）的热源出口（18）与所述送出管道连通，所述蒸发器（11）通过循环管道（13）与冷凝器（12）连通，循环管道（13）的循环出水管连通到压缩机（14），所述冷凝器（12）与供暖管道（9）连通。
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|---|---|---|---|---|
| CN112361312A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-12 | 北京欧谊德科技有限公司 | 一种利用热泵机组技术回收化工生产设备低温热的方法 |
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