CN211668099U

CN211668099U - 一种粘胶生产中的冷热循环系统

Info

Publication number: CN211668099U
Application number: CN201921765792.6U
Authority: CN
Inventors: 李元江; 李殿洪; 黄龙彬; 王玉操; 胡润; 周阳
Original assignee: Yibin Grace Group Co Ltd
Current assignee: Yibin Grace Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2029-10-21

Abstract

本实用新型公开了：一种粘胶生产中的冷热循环系统，属于化纤生产设备技术领域，包括冷交换系统、热交换系统以及连通管，所述连通管包括冷热连通管和热冷连通管；所述冷热连通管的连接循环介质流向为冷交换系统流向热交换系统；所述热冷连通管中的循环介质流向为热交换系统流向冷交换系统；利用碱站冷交换系统换热后的热水用于粘胶一二次加热，粘胶一二次加热换热后的冷水用于碱站碱液降温，实现碱液与粘胶的冷热交换，降低冷量消耗和蒸汽消耗，降低生产成本的目的。

Description

一种粘胶生产中的冷热循环系统

技术领域

本实用新型是一种热能循环利用的系统，具体涉及一种粘胶生产中的冷热循环系统，属于化纤生产设备技术领域。

背景技术

在化纤企业的粘胶生产过程中，都会产生大量的高温废水和低温废水。这些废水中的热量和冷量就会随着废水的排放而被被浪费。而同时，生产过程中又需要对碱液等进行降温，对粘胶等进行加热等工作，这些加热和冷却又需要单独消耗能量来进行。这样就导致了大量的能源消耗和浪费。

中国专利CN107490313A公开了一种化纤企业粘胶长丝精炼废水余热利用装置，对粘胶长丝精炼废水余热利用的装置在换热器下方一侧设冷软水供水管，另一侧设精炼废水抽水管，该精炼废水抽水管通过水泵通接精炼废水回收池，精炼废水回收池设置连接精炼废水回收管，在换热器上方设置与软水处理相连的出水管，上侧设有与废水处理通连的废水排放管。安装后使用状态时，可通过精炼废水回收池将精炼使用后带余热的废水存储，泵入换热器将加热冷软水供丝饼精炼时丝饼冲洗使用。但是，该专利只解决了废水中热量回收的问题，碱液生产中的冷却水依然要单独提供，而冷却水完成冷却后得热量也没有得到利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种粘胶中的冷热循环系统，利用碱液冷却水中吸收的热量来对生产中的粘胶进加热，将冷热交换结合成一体，循环利用，降低冷量消耗和蒸汽消耗，降低生产成本的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种粘胶生产中的冷热循环系统，包括冷交换系统、热交换系统以及连通管，所述连通管包括冷热连通管和热冷连通管；所述冷热连通管的连接循环介质流向为冷交换系统流向热交换系统；所述热冷连通管中的循环介质流向为热交换系统流向冷交换系统；所述冷交换系统包括冷却换热器；所述冷却换热器的进水端与热冷连通管的出水端连接；所述冷却换热器的出水端与冷热连通管的进水端连接；所述热交换系统包括加热换热器和用于驱动循环介质流动的循环泵；所述循环泵的进水端与冷热连通管的出水端连接，循环泵的出水端与加热换热器的进水端连接；所述加热换热器的出水端与热冷连通管的进水端连接；所述冷却换热器和加热换热器的进出水端上均设有阀门。利用碱站冷交换系统换热后的热水用于粘胶一二次加热，粘胶一二次加热换热后的冷水用于碱站碱液降温，实现碱液与粘胶的冷热交换，降低冷量消耗和蒸汽消耗，降低生产成本的目的。

进一步的说，所述冷却换热器包括膜碱换热器和浸碱换热器；所述膜碱换热器和浸碱换热器的进水端均与热冷连通管的出水端连接；所述膜碱换热器和浸碱换热器的出水端均与冷热连通管的进水端连接。

再进一步的说，所述热交换系统内还设有一次换热器、调温罐和一次循环泵；所述调温罐设置于冷热连通管的出水端与循环泵进水端之间的管路上；所述调温罐的主进水口与冷热连通管的出水端连接，调温罐的主出水口与循环泵的进水端连接；所述调温罐的第二出水口与一次循环泵的进水端连接；所述一次换热器的进水端与一次循环泵的出水端连接，一次换热器的出水口与调温罐的第二进水口连接；所述一次换热器的进水端和出水端上均设有阀门。

再进一步的说，与热冷连通管的输水道还连接有冷量补偿口和原水补偿口，冷量补偿口与热冷连通管之间的管道上设有冷量调节阀，原水补偿口与热冷连通管之间的管道上设有原水调节阀；膜碱换热器的进水端出的阀门的出水口上设有与冷量调节阀的进水口连通的膜碱冷量调节管，膜碱冷量调节管上设有碱膜冷量调节阀。

再进一步的说，所述调温罐的主进水口以及第二进水口处均设有蒸汽补偿器；所述热交换系统还包括软水罐；所述软水罐的软水主进水口与加热换热器的出水端连通；所述软水罐的次进水口用于外接设备外的软水源；所述软水罐还设有与外部设备连接的软水出水口。

再进一步的说，所述冷热连通管的出水端还设有用于将其与热冷连通管的进水端连通的冷热旁通管，冷热旁通管上设有冷热旁通阀；所述调温罐和软水罐的罐体上均设有液位控制器；所述软水罐的软水主进水口设有软水主调节阀，由设置于调温罐上的液位控制器控制启闭；所述软水罐的次进水口上设有软水次调节阀，由设置于软水罐上的液位控制器控制启闭。

再进一步的说，所述一次循环泵的出水端还设有与加热换热器的进水端连通的一次旁通管，一次旁通管上设有一次旁通阀。

再进一步的说，所述调温罐还设有第三进水口，所述第三进水口与外接热管连接；所述外接热水管上设有过热保护排水管；所述过热保护排水管上设有过热保护阀，过热保护阀通过调温罐主出水口与循环泵进水端之间的管道上设置的温度控制器控制启闭。

再进一步的说，所述软水罐和调温罐均设有溢流口；

再进一步的说，所述冷热连通管的进水端还连接有冷冻水出口和排水口。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）目前粘胶纤维制造企业普遍生产中冷交换与热交换都是独立的系统，热交换后的冷水浪费掉了冷量，冷交换后的热水浪费了热量，同时需要增加冷量的补充和蒸汽的补充。本实用新型则利用碱站冷交换系统换热后的热水用于粘胶一二次加热，粘胶一二次加热换热后的冷水用于碱站碱液降温，实现碱液与粘胶的冷热交换，同时碱站碱液换热处留有冷冻水接口，粘胶一二次加热处留有蒸汽加热接口用于冷热不足时的冷热量补充，以保证生产的稳定。降低冷量消耗和蒸汽消耗，降低生产成本的目的。

（2）通过设置串联的膜碱换热器和浸碱换热器，可以实现对碱站中不同碱液的有效冷却。

（3）单独设置的一次换热器的循环，并利用调温罐将其与加热换热器循环进行分割，减少了热交换系统内的两个加热换热循环之间的相互影响和干扰，保证了热交换系统中各加热换热器的加热效果的问题的。

（4）冷量补偿口可以冷却系统内的循环介质的温度过高而无法满足冷却效果时，通入温度低于冷交换系统内循环介质的低温冷冻介质，降低冷却系统内的循环介质温度，保证冷却换热设备能够正常对外进行冷却作业。而原水补偿口用于在循环介质出现损耗等情况导致循环介质不能满足整个系统的正常工作需求时，对循环介质进行补充。而膜碱冷量调节管的设置，配和膜碱换热器进水口的阀门的启闭，实现了单独对膜碱冷却换热器单独进行补偿的功能。

（5）在调温罐的主进水口和第二进水口处设置的蒸汽补偿器，实现了在热交换系统中的循环介质的温度低于工作需要时的热量补偿功能。通过在热交换系统中设置软水罐，可以将循环系统内过多的需要外排的循环介质进行暂存并供给其他外部设备进行使用，实现资源的节约。而软水罐外接的软水接口，则在系统内的循环介质的量无法满足软水罐对外供给的需求时，可以对软水罐中的循环介质进行补充。

（6）调温罐上设置的液位控制器以及由其控制的软水主调节阀，实现了根据调温罐内的循环介质的高度来控制外排进软水罐的循环介质的量的自动控制，保证系统循环正常运行的同时实现了对循环介质外排的精确控制，并介绍了操作人员的工作量。

（7）一次旁通管路的设置，可以在需要优先保证加热换热器工作的情况下，实现了暂停一次换热器的工作循环的功能，彻底解决了一次换热器给加热换热器可能造成的干扰。

（8）第三进水口的设置则一方面增加了热交换系统中高温循环介质的补充途径（利用外接的设备排放的废弃的高温介质），而过热保护口的设置并配合温度控制器，可以在外接热源的高温介质温度过高时自动启动排放功能，将外接热源过来的温度过高的循环介质直接外排，保护设备不会因为从外界热源介质温度过高而受到损坏。

（9）溢流口的设置保护两个罐体能够正常工作，避免出现液面过高造成设备停机或故障。

（10）冷冻水出口和排水口的设置，可以直接排放冷交换系统中过多的循环介质。而且，单独的冷冻水出口的设置可以将一定温度的低温循环介质暂存到其他设备内供后续利用。

附图说明

图1为实施例的示意图

其中，1-冷交换系统；11-冷却换热器；111-膜碱换热器；12-原水补偿口；13-冷量补偿口；15-冷量调节阀；16-原水调节阀；17-膜碱冷量调节管；18-膜碱冷量调节阀；112-浸碱换热器；14-冷冻水出口；141-排水口；2-热交换系统；21-加热换热器；22-循环泵；23-一次换热器；231-一次循环泵；24-调温罐；241-主进水口；242-第二进水口；243-第三进水口；250-外接热管；251-过热保护排水管；252-过热保护阀；246-温度控制器；247-溢流口；248-主出水口；249-第二出水口；3-连通管；31-冷热连通管；32-热冷连通管；5-阀门；6-蒸汽补偿器；7-软水罐；70-软水主进水口；71-软水主调节阀；72-次进水口；73-软水次调节阀；74-液位控制器；75-软水出水口；8-冷热旁通管；81-冷热旁通阀；9-一次旁通管；91-一次旁通阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1, 一种粘胶生产中的冷热循环系统，该系统应用于粘纤生产中对浸碱和膜碱进行降温以及对混合桶与脱前桶粘胶进行加热，包括冷交换系统1、热交换系统2以及连通管3。连通管3包括冷热连通管31和热冷连通管32，冷热连通管31的连接循环介质流向为冷交换系统1流向热交换系统2；热冷连通管32中的循环介质流向为热交换系统2流向冷交换系统1，本实施例中采用的循环介质为水。

冷交换系统1包括冷却换热器11，冷却换热器11的进水端与热冷连通管32的出水端连接，所述冷却换热器11的出水端与冷热连通管31的进水端连接。本实施例中冷却换热器11包括两种，一种是浸碱换热器112为规定50m²的板式换热器，用于对粘胶生产过程中的浸碱碱液进行加热；另一种是膜碱换热器111为规格为80m²的板式换热器，用于对粘胶生产过程中的膜碱碱液进行加热。浸碱加热器与膜碱加热器之间通过管道并联在热冷连通管32和冷热连通管31上。如图所示，本实施例中浸碱换热器112为4台并联，并联后在与一台膜碱换热器111并联，所有换热器（不仅是冷交换系统1中的所有换热器，也包括热交换系统2中的所有换热器）的进出水端均设有阀门5，以控制换热器的循环水的进出流量。同时，在所有换热器的出水端均设置温度变送器（型号为PT100）。如图所示，在热冷连通管32的出水端与膜碱换热器111的进水端之间的管道上还设有冷量补偿口13和原水补偿口12，冷量补偿口13与热冷连通管32之间的管道上设有冷量调节阀15，原水补偿口12与热冷连通管32之间的管道上设有原水调节阀16。如图所示，在膜碱换热器111的进水口与该出水口的阀门5之间的管道上还设有膜碱冷量调节管17，膜碱冷量调节管17的另一端连接到冷量调节阀15的进水口与冷量补偿口13之间的管道上，膜碱冷量调节管17上还设有膜碱冷量调节阀18。同时，与冷热连通管31连接的管道还连接有冷量补偿口13和原水补偿口12。通过冷量补偿口13向系统内通入冷冻水，用于降低冷交换系统1中的循环介质的温度，而原水补偿口12则可以将需要补充的循环介质（本实施例为软水）通入系统内。

如图所示，本实施例中热交换系统2包括调温罐24、软水罐7、加热换热器21（50m²板式换热器）、用于驱动循环介质流动的循环泵22（流量0-100m³/H，扬程30m）、一次换热器23（50m²板式换热器）以及一次循环泵231（型号为0-100m³/H，H=30m），本实施中所有换热器（包括加热换热器21和一次换热器23）的进出水端均设有阀门5。

调温罐24采用304不锈钢制成，容积为8m³，设有主进水口241、第二进水口242和第三进水口243进水口和主出水口248和第二出水口249。调温罐24的主进水口241与冷热连接管的出水端通过管道连接，两者之间的连接管道上还设有蒸汽补偿器6，用于往热交换系统2中补充蒸汽，提高热交换系统2内循环介质的温度。调温罐24的主出水口248与循环泵22的进水端连接，本实施例为了保证水泵的功率满足系统要求，采用两台循环泵22并联。循环泵22的出水端与加热换热器21的进水端连接，本实施例的加热换热器21为四台型号为的换热器。加热换热器21的出水端除与热冷连接管的进水端连接外，还与软水罐7的软水主进口连接。软水罐7的软水主水进口与加热换热器21的出水口之间的管道上设软水调节阀，软水调节阀通过调温罐24的液位控制器74进行控制。软水罐7还设有软水次进水口72，软水次进水口72连接外部的软水源，软水次进水口72的管道上设有软水次调节阀73，软水次调节阀73由软水罐7的液位控制器74进行控制。软水罐7的出水口与其他车间的生产装置连接，为其他车间提供用水。

冷热连通管31的出水端与热冷连通管32的进水端还设有冷热旁通管8，冷热旁通管8将冷热连接管的出水端与热冷连通管32的进水端连通，冷热旁通管8上还设有冷热旁通阀81。

与调温罐24连接的一次换热器23和一次循环泵231构成一个独立于加热换热器21及循环泵22的循环（即一次加热循环）。调温罐24的第二出水口249与一次循环泵231的进水端连接，为保证一次循环泵231的功率，也采用两台型号为（型号为0-100m³/H，H=30m）的循环泵22并联。一次循环泵231的出水端与一次换热器23的进水端连接，本实施中的一次换热器23，用于对混合桶粘胶进行加热。一次换热器23的出水端与调温罐24的第二进水口242连接，一次换热器23的出水端与调温罐24的第二进水口242之间的管道上设有蒸汽补偿器6。

调温罐24上还设有第三进水口243，第三进水口243通过有外接热管250与外部热水源连接，本实施中外部热水源为来自其他车间排放的高温热水。外接热水管上还设有过热保护排水管251，过热保护排水管251上设有过热保护调节阀，该调节阀由设置于调温罐24主出水口248与循环泵22的进水口之间的连接管道上的温度控制器246进行控制。

为了保护调温罐24和软水罐7，避免出现循环介质溢出或者泄露等事故，调温罐24与软水罐7上均设有溢流口247，溢流口247上设有溢流阀。

具体工作原理：在本实施工作时，膜碱换热器111和浸碱换热器112内的循环介质（本实施例为循环水）与外部的膜碱和浸碱碱液发生热交换，对膜碱和浸碱碱液降温的同时，循环水被加热升温。本实施中热交换前的循环水温度一般为25.5℃，热交换后的循环水的温度为36℃，而膜碱及浸碱碱液的温度由热交换前的47℃冷却至40℃。被加热后的循环水经过冷热连通管31进入热交换系统2，从调温罐24的主进水口241进入调温罐24。被加热的循环水进入调温罐24后一部分从调温罐24的主出水口248进入循环泵22，由循环泵22送入加热换热器21，并在加热换热器21中与脱前桶的粘胶发生热交换，粘纤被加热，而从调温罐24过来的循环水降温。本实施例中，进入加热换热器21的循环水温度控制在36℃，而经过加热换热器21后的循环水温度控制在25.5℃。降温后的循环水从热冷连通管32返回冷交换系统1，完成一次循环。

而调温罐24中的另外一部分被加热的循环水从调温罐24的第二出水口249进入一次循环泵231，并经一次循环泵231送入到一次换热器23，与脱前桶的粘胶进行热交换。进入一次换热器23的循环水温度控制在36℃，完成换热后的循环水温度控制在25.5℃左右。一次换热器23中完成的循环水从调温罐24的第二进水口242回到调温罐24。

当冷交换系统1中的循环水经过多次循环后出现温度高于25.5℃时，可以从冷量补偿口13通入冷冻水（所谓冷冻水即温度低于冷却换热器11进水端内循环介质温度的循环介质，本实施例即低于25.5℃的水，具体本实施例采用5摄氏度的水），用以降低循环水的温度。由于膜碱换热器111中更容易出现循环介质温度较高的情况，所以除通过冷量补偿口13向冷交换系统1整体通入冷冻水降温外，还可以采用关闭膜碱换热器111进水端的阀门5，并打开膜碱冷量调节阀18，单独对将冷冻水通入膜碱换热器111，对温度过高的膜碱换热器111中循环介质进行更为直接和有效地冷却。而当冷交换系统1中的循环水的温度并未超过25.5℃，但是循环水量不足时，可以通过原水补偿口12充入循环介质（本实施例为常温的水）。当循环水的温度低于25.5摄氏度，同时循环水的量过多时，可以通过冷冻水出口14将循环水排出并暂存，供后续使用。当循环水的温度高于于25.5摄氏度，同时循环水的量过多时，可以通过排水口141排出并进行排放。

而当热交换系统2中的循环水温度低于36℃时，可以从蒸汽补偿器6通入高温蒸汽（本实施例中为100℃的水蒸气），对热交换系统2中的循环介质进行加温。当热交换系统2中的循环水量过多时（通常表现为调温罐24的液位过高），则调温罐24上的液位控制器74控制软水调节阀开启，可将多余的循环水排入软水罐7进行暂存，软水罐7中循环水与外部设备进行连接，另作他用。

当软水罐7中暂存的循环水不足以供给外部设备时（表现为软水罐7中的液位过低），软水罐7上的液位控制器74启动软水罐7次进水口72上的软水次调节阀73，从外部水源进行补充。

当需要重点保障加热换热器21的工作时，可以开启一次旁通阀91并关闭一次换热器23进水端的阀门5，这样循环水就不再供给给一次换热器23进行热交换，而全部用以保障加热换热器21的工作。

当来其他生产车间的多余需要外排的废弃的高温热水，通过与其连接的外接热管250将高温热水引入调温罐24作为循环水使用，利用其热能提高热交换装置内循环水的温度。而当热交换的循环水的温度过高，超过调温罐24主出水口248出的温度控制器246中的预设温度（32-38℃）时，温度控制器246自动开启过热保护阀252，将从其他生产车间的接入的热水转供其他部门使用，避免导致循环水温度过高影响设备正常运行。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种粘胶生产中的冷热循环系统，包括冷交换系统（1）、热交换系统（2）以及连通管（3），其特征在于：所述连通管（3）包括冷热连通管（31）和热冷连通管（32）；所述冷热连通管（31）的连接循环介质流向为冷交换系统（1）流向热交换系统（2）；所述热冷连通管（32）中的循环介质流向为热交换系统（2）流向冷交换系统（1）；所述冷交换系统（1）包括冷却换热器（11）；所述冷却换热器（11）的进水端与热冷连通管（32）的出水端连接；所述冷却换热器（11）的出水端与冷热连通管（31）的进水端连接；所述热交换系统（2）包括加热换热器（21）和用于驱动循环介质流动的循环泵（22）；所述循环泵（22）的进水端与冷热连通管（31）的出水端连接，循环泵（22）的出水端与加热换热器（21）的进水端连接；所述加热换热器（21）的出水端与热冷连通管（32）的进水端连接；所述冷却换热器（11）和加热换热器（21）的进出水端上均设有阀门（5）。

2.根据权利要求1所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述冷却换热器（11）包括膜碱换热器（111）和浸碱换热器（112）；所述膜碱换热器（111）和浸碱换热器（112）的进水端均与热冷连通管（32）的出水端连接；所述膜碱换热器（111）和浸碱换热器（112）的出水端均与冷热连通管（31）的进水端连接。

3.根据权利要求2所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述热交换系统（2）内还设有一次换热器（23）、调温罐（24）和一次循环泵（231）；所述调温罐（24）设置于冷热连通管（31）的出水端与循环泵（22）进水端之间的管路上；所述调温罐（24）的主进水口（241）与冷热连通管（31）的出水端连接，调温罐（24）的主出水口（248）与循环泵（22）的进水端连接；所述调温罐（24）的第二出水口（249）与一次循环泵（231）的进水端连接；所述一次换热器（23）的进水端与一次循环泵（231）的出水端连接，一次换热器（23）的出水口与调温罐（24）的第二进水口（242）连接；所述一次换热器（23）的进水端和出水端上均设有阀门（5）。

4.根据权利要求2或3所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：热冷连通管（32）的出水端与膜碱换热器（111）的进水端之间的上还连接有冷量补偿口（13）和原水补偿口（12），冷量补偿口（13）与热冷连通管（32）之间的管道上设有冷量调节阀（15），原水补偿口（12）与热冷连通管（32）之间的膜碱冷量调节管（17）上设有原水调节阀（16）；膜碱换热器（111）的进水端出的阀门（5）的出水口上设有与冷量调节阀（15）的进水口连通的膜碱冷量调节管（17），膜碱冷量调节管（17）上设有碱膜冷量调节阀（15）。

5.根据权利要求3所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述调温罐（24）的主进水口（241）以及第二进水口（242）处均设有蒸汽补偿器（6）；所述热交换系统（2）还包括软水罐（7）；所述软水罐（7）的软水主进水口（70）与加热换热器（21）的出水端连通；所述软水罐（7）的次进水口（72）用于外接设备外的软水源；所述软水罐（7）还设有与外部设备连接的软水出水口（75）。

6.根据权利要求5所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述冷热连通管（31）的出水端还设有用于将其与热冷连通管（32）的进水端连通的冷热旁通管（8），冷热旁通管（8）上设有冷热旁通阀（81）；所述调温罐（24）和软水罐（7）的罐体上均设有液位控制器（74）；所述软水罐（7）的软水主进水口（70）设有软水主调节阀（71），由设置于调温罐（24）上的液位控制器（74）控制启闭；所述软水罐（7）的次进水口（72）上设有软水次调节阀（73），由设置于软水罐（7）上的液位控制器（74）控制启闭。

7.根据权利要求3所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述一次循环泵（231）的出水端还设有与加热换热器（21）的进水端连通的一次旁通管（9），一次旁通管（9）上设有一次旁通阀（91）。

8.根据权利要求5所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述调温罐（24）还设有第三进水口（243），所述第三进水口（243）通过外接热水管（250）与外部热水源连接；所述外接热水管上设有过热保护排水管（251）；所述过热保护排水管（251）上设有过热保护阀（252），过热保护阀（252）通过调温罐（24）主出水口（248）与循环泵（22）进水端之间的管道上设置的温度控制器（246）控制启闭。

9.根据权利要求5所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述软水罐（7）和调温罐（24）均设有溢流口（247）。

10.根据权利要求2所述的一种粘胶生产中的冷热循环系统，其特征在于：所述冷热连通管（31）的进水端与膜碱换热器（111）的出水端之间的连接管道上还设有冷冻水出口（14）和排水口（141）。