CN214891456U - 一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，包括用于对热网循环水回水进行一次加热的余热低温加热环路、用于对热网循环水回水进行二次加热的余热高温加热环路，以及用于分别向余热低温加热环路和余热高温加热环路提供热源的工业废水闪蒸环路；本实用新型能够在回收工业废水低温余热的同时，提高电厂采暖期调峰灵活性，提高整套系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于供热技术领域，尤其涉及一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统。
背景技术
我国北方寒冷地区基本以热电厂作为主要供热热源，电力系统调节灵活性欠缺、电网调度运行方式较为僵化等现象造成了系统难以完全适应要求，大型机组难以发挥节能高效的优势，区域用电用热矛盾突出。同时厂内系统在运行过程中会产生大量工业废水，部分蕴含较多低品位热能的工业废水被直接排放，大量的中低温工业废水有巨大的热能提取空间，造成能量浪费，补水量需求亦较大。
风能、太阳能等间歇性能源大规模地并网发电，降低了电网系统的调峰容量比，造成我国可再生能源发电消纳困难，部分地区弃风、弃光问题严重。为有效消纳可再生能源发电，需要提升燃煤发电机组的运行灵活性。热电联产机组“以热定电”的运行模式加剧了电网系统调峰能力不足的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，解决了现有的火力发电厂厂内工业废水余能浪费较大的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，包括用于对热网循环水回水进行一次加热的余热低温加热环路、
用于对热网循环水回水进行二次加热的余热高温加热环路，以及
用于分别向余热低温加热环路和余热高温加热环路提供热源的工业废水闪蒸环路。
优选地，工业废水闪蒸环路包括闪蒸罐和工业废水池，其中，所述闪蒸罐设置有两个，两个闪蒸罐的水侧入口均连接至工业废水池，两个闪蒸罐的水侧出口均连接至工业废水池。
优选地，两个闪蒸罐中其中一个闪蒸罐的蒸汽侧出口连接余热低温加热环路的蒸汽侧入口；余热低温加热环路的水侧入口连接热网循环水回水管道，余热低温加热环路的水侧出口连接余热高温加热环路；
两个闪蒸罐中的另一个闪蒸罐的蒸汽侧出口连接余热高温加热环路的蒸汽侧入口，余热高温加热环路的水侧入口连接余热低温加热环路的水侧出口，余热高温加热环路的水侧出口连接热网循环水供水管道。
优选地，工业废水池和两个闪蒸罐之间均设置有一个工业废水循环水泵。
优选地，管壳式换热器的蒸汽侧出口和凝结水箱之间设置有凝结水泵。
优选地，余热低温加热环路包括管壳式换热器，其中，管壳式换热器的蒸汽侧入口连接工业废水闪蒸环路的蒸汽出口；管壳式换热器的蒸汽侧出口连接凝结水箱；所述管壳式换热器的水侧入口连接热网循环水回水管道，所述管壳式换热器的水侧出口连接电压缩式热泵的水侧入口。
优选地，余热高温加热环路包括电压缩式热泵，电压缩式热泵的蒸汽侧入口连接工业废水闪蒸环路的蒸汽出口；电压缩式热泵的凝结水出口连接凝结水箱；电压缩式热泵的水侧入口连接余热低温加热环路的水侧出口；电压缩式热泵的水侧出口连接热网循环水供水管道。
优选地，所述电压缩式热泵包括冷凝器、蒸发器、膨胀阀和压缩机，其中，冷凝器的水侧入口连接余热低温加热环路的水侧出口；冷凝器的水侧出口连接热网循环水供水管道；所述冷凝器的工质出口经过膨胀阀连接蒸发器的工质入口，所述蒸发器的蒸汽侧入口连接工业废水闪蒸环路的蒸汽侧出口；所述蒸发器的凝结水出口连接凝结水箱；所述蒸发器的工质出口经过压缩机连接冷凝器的工质入口。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，电厂是工业用水大户，其用水量和排水量十分巨大，多为中低温工业废水，其中蕴藏大量低品位热能未被开发利用，本实用新型用于优化厂内废水处理工艺和技术，开展废水处理回收利用等措施，在回收工业废水中低温余热的同时提取部分净化水，其环保效益、社会效益和经济效益的意义深远；将工业废水进行闪蒸吸热，之后分别对热网循环水回水进行一次、二次加热，最终达到热网用户供水水温要求，本实用新型能够在回收工业废水低温余热的同时，提高电厂采暖期调峰灵活性，提高整套系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。
附图说明
图1是本实用新型风光电多能互补分布式供热系统的结构示意图。
其中，1-冷凝器；2-蒸发器；3-膨胀阀；4-压缩机；5-闪蒸罐；6-真空泵；7-凝结水箱；8-工业废水池；9-管壳式换热器；10-凝结水泵；11-闸阀；12-工业废水循环泵；13-热网增压泵。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
本实用新型针对火力发电厂采暖期调峰能力不足、厂内工业废水余能浪费较大的问题，将电压缩式热泵、闪蒸罐、管壳式换热器联合制热，用于加热热网循环水，可以在回收工业废水低温余热的同时，提高电厂采暖期调峰灵活性，提高整套系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。
如图1所示，本实用新型提供的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，包括电压缩式热泵、闪蒸罐5、真空泵6、凝结水箱7和管壳式换热器9，其中，闪蒸罐5设置有两个，两个闪蒸罐5的废水进口分别连接工业废水池8上开设的两个出水口；两个闪蒸罐5的废水出口分别连接工业废水池8上开设的两个进水口，该结构形成工业废水闪蒸环路。
两个闪蒸罐5中的一个闪蒸罐的蒸汽出口连接管壳式换热器9的蒸汽侧入口，所述管壳式换热器9的蒸汽侧出口经过凝结水泵10连接凝结水箱7；所述管壳式换热器9的水侧入口连接热网循环水回水管道，所述管壳式换热器9的水侧出口连接电压缩式热泵的水侧入口；该结构形成余热低温加热环路。
另一个闪蒸罐5的蒸汽侧出口连接电压缩式热泵的蒸汽侧入口，电压缩式热泵的凝结水出口经过凝结水泵10连接凝结水箱7；压缩式热泵的水侧入口连接管壳式换热器9的水侧出口；电压缩式热泵的水侧出口连接热网循环水供水管道；该结构形成余热高温加热环路。
所述电压缩式热泵包括冷凝器1、蒸发器2、膨胀阀3和压缩机4，其中，冷凝器1的水侧入口连接管壳式换热器9的水侧出口；冷凝器1的水侧出口连接热网循环水供水管道；所述冷凝器1的工质出口经过膨胀阀3连接蒸发器2的工质入口，所述蒸发器2的蒸汽侧入口连接该另一个闪蒸罐5的蒸汽侧出口；所述蒸发器2的凝结水出口连接凝结水泵10；所述蒸发器2的工质出口经过压缩机4连接冷凝器1的工质入口。
热网循环水先经过管壳式换热器9，再经过电压缩式热泵的冷凝器1，构成热网循环水双级加热环路。
两个闪蒸罐蒸汽侧出口均连接凝结水箱，用于储存闪蒸蒸汽经过换热之后的凝结水。
两个闪蒸罐上均设置有用于维持罐内负压的真空泵6。
本实用新型能够解决电厂工业废水余热浪费的问题，同时利用厂内发电量供电压缩式热泵制取热量加热热网循环水，起到辅助调峰作用，提高了整个系统能源利用率，降低调峰期间供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。
本实用新型的工作过程：
工业废水循环水泵12将工业废水运送至闪蒸罐5的内喷淋层，通过真空泵6维持闪蒸罐内负压，随着罐内压力降低，水蒸气饱和温度随之降低，低温工业废水在闪蒸罐5内闪蒸吸热。
再利用其中一台闪蒸罐的闪蒸蒸汽在管壳式换热器9中与热网循环水回水换热，对热网循环水回水进行初级加热，闪蒸蒸汽放热凝结后的凝结水通过凝结水泵10输送至凝结水箱7，在提取工业废水余热的同时回收其中水量，闪蒸过程可对工业废水水质进行提纯净化，得到的凝结水可做厂内热网循环水补水或其他水质要求不高的系统补水。
利用另一台闪蒸罐的闪蒸蒸汽做电压缩式热泵的低温热源，在蒸发器3中与热泵工质换热，闪蒸蒸汽凝结水同样送至凝结水箱7加以利用，压缩机4消耗电功率由厂用电提供，被初级加热之后的热网循环水回水通过电压缩式热泵的冷凝器1进行二级加热，达到热用户供水水温要求，送至热用户满足用户热负荷需求。
整套流程在回收厂内工业废水余热的同时还对部分工业废水进行和净化提纯，这部分凝结水可用作水质要求不高的系统补水，减少了厂内部分系统补水量，使机组在采暖期运行保证热负荷的同时降低发电机出口电功率，增大热电联产机组调峰空间。
借由上述方案，通过基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，具有如下技术效果：
将电压缩式热泵、闪蒸罐、管壳式换热器联合制热，用于加热热网循环水，可以在回收工业废水低温余热的同时，提高电厂采暖期调峰灵活性，提高整套系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。
1)将电压缩式热泵、闪蒸罐、管壳式换热器联合制热，对工业废水中低品位热能加以利用，避免了能量浪费问题。
2)整套系统在回收余热的同时提纯净化了相当一部分工业废水水量，提取过后的凝结水可用作工业用水补水或热网循环水补水等对补水品质要求一般的系统，降低了厂内用水成本。
3)提高电厂采暖期调峰灵活性，提高整套系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。
Claims (8)
1.一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，包括用于对热网循环水回水进行一次加热的余热低温加热环路、
用于对热网循环水回水进行二次加热的余热高温加热环路，以及
用于分别向余热低温加热环路和余热高温加热环路提供热源的工业废水闪蒸环路。
2.根据权利要求1所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，工业废水闪蒸环路包括闪蒸罐(5)和工业废水池(8)，其中，所述闪蒸罐(5)设置有两个，两个闪蒸罐(5)的水侧入口均连接至工业废水池(8)，两个闪蒸罐(5)的水侧出口均连接至工业废水池(8)。
3.根据权利要求2所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，两个闪蒸罐(5)中其中一个闪蒸罐的蒸汽侧出口连接余热低温加热环路的蒸汽侧入口；余热低温加热环路的水侧入口连接热网循环水回水管道，余热低温加热环路的水侧出口连接余热高温加热环路；
两个闪蒸罐(5)中的另一个闪蒸罐的蒸汽侧出口连接余热高温加热环路的蒸汽侧入口，余热高温加热环路的水侧入口连接余热低温加热环路的水侧出口，余热高温加热环路的水侧出口连接热网循环水供水管道。
4.根据权利要求2所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，工业废水池(8)和两个闪蒸罐(5)之间均设置有一个工业废水循环水泵(12)。
5.根据权利要求1所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，余热低温加热环路包括管壳式换热器(9)，其中，管壳式换热器(9)的蒸汽侧入口连接工业废水闪蒸环路的蒸汽出口；管壳式换热器(9)的蒸汽侧出口连接凝结水箱(7)；所述管壳式换热器(9)的水侧入口连接热网循环水回水管道，所述管壳式换热器(9)的水侧出口连接电压缩式热泵的水侧入口。
6.根据权利要求5所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，管壳式换热器(9)的蒸汽侧出口和凝结水箱(7)之间设置有凝结水泵(10)。
7.根据权利要求1所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，余热高温加热环路包括电压缩式热泵，电压缩式热泵的蒸汽侧入口连接工业废水闪蒸环路的蒸汽出口；电压缩式热泵的凝结水出口连接凝结水箱(7)；电压缩式热泵的水侧入口连接余热低温加热环路的水侧出口；电压缩式热泵的水侧出口连接热网循环水供水管道。
8.根据权利要求7所述的一种基于负压闪蒸原理回收工业废水余热的双级加热系统，其特征在于，所述电压缩式热泵包括冷凝器(1)、蒸发器(2)、膨胀阀(3)和压缩机(4)，其中，冷凝器(1)的水侧入口连接余热低温加热环路的水侧出口；冷凝器(1)的水侧出口连接热网循环水供水管道；所述冷凝器(1)的工质出口经过膨胀阀(3)连接蒸发器(2)的工质入口，所述蒸发器(2)的蒸汽侧入口连接工业废水闪蒸环路的蒸汽侧出口；所述蒸发器(2)的凝结水出口连接凝结水箱(7)；所述蒸发器(2)的工质出口经过压缩机(4)连接冷凝器(1)的工质入口。
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