CN216845195U - 蒸汽凝液热能回收一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽凝液热能回收一体化装置，包括输送系统、调节三通阀、溴化锂机组、冷却水系统、冷冻水系统以及控制系统，所述调节三通阀安装在输送系统与溴化锂机组之间，所述控制系统控制调节三通阀，所述输送系统用于收集和输送蒸汽凝液以及工艺中产出的低品位热水，所述输送系统与溴化锂机组工序上相衔接，所述冷却水系统和冷冻水系统分别连接至溴化锂机组，用于同溴化锂机组之间进行热交换。本实用新型能有效节约运行成本，降低产品单耗，提高市场竞争力。

Description

蒸汽凝液热能回收一体化装置

技术领域

本实用新型涉及热能回收领域，尤其是一种蒸汽凝液热能回收一体化装置。

背景技术

在工业企业中，如煤化工、BDO生产装置等的企业均存在规模大、压力等级众多的蒸汽网络。在工艺生产过程中，低压蒸汽常作为热源(如蒸馏、分离工段)对物料进行加热分离，经放热后蒸汽会凝结成液态，由于该部分凝液具有一定的压力，所以仍具有较大的热量值。

一般企业中很难做到对该部分热量值进行全部回收，就会存在扔掉一部分热量的情况，或者直接用换热器通过冷却循环水进行冷却掉再送到脱盐水站，如此就会消耗掉大量的循环水量和能耗。传统的能量回收思路中，会利用这股凝液或热水进行采暖、工人洗浴或者对某个中间环节进行预热，但这个回收过程存在不连续性，也不能充分完全利用，其直接的经济价值不高。

然而，在实际工艺生产过程中，不仅有物料需要被加热进行分离，同样有较多的反应过程需要进行冷却，甚至用低温水如7℃、-5℃、-40℃等进行深度冷却。以往在制取低温水时大多都采用电制冷设备，消耗大量的电能，这就造成了生产过程中能量使用极其不合理。

因此，设计出一种同时对蒸汽凝液及工艺中产出的低品位热水(≥90℃)的能量进行回收的一体化装置具有实际应用意义，有利于节约运行成本，降低产品单耗，以及提高同行业的竞争性。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种蒸汽凝液热能回收一体化装置，通过该装置将凝液的余热转化为低温水去冷却化工反应中的热，甚至能够解决一些存在换热瓶颈的设备所遇到的问题，对降低或者取代电制冷设备能耗有着十分显著的意义，并且能够间接地降低了循环水量和泵类设备能耗。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种蒸汽凝液热能回收一体化装置，包括输送系统、调节三通阀、溴化锂机组、冷却水系统、冷冻水系统以及控制系统，所述调节三通阀安装在输送系统与溴化锂机组之间，所述控制系统控制调节三通阀，所述输送系统用于收集和输送蒸汽凝液以及工艺中产出的低品位热水，所述输送系统与溴化锂机组工序上相衔接，所述冷却水系统和冷冻水系统分别连接至溴化锂机组，用于同溴化锂机组之间进行热交换。

于本实用新型一实施例中，所述溴化锂机组包括发生室、冷凝器和蒸发器，所述发生室中盛放有溴化锂稀溶液，所述发生室、冷凝器和蒸发器之间相互配合。

于本实用新型一实施例中，所述冷却水系统包括冷却水管路，所述冷却水管路与所述冷凝器相接。

于本实用新型一实施例中，所述冷冻水系统包括冷冻水管路，所述冷冻水管路与所述蒸发器相接。

于本实用新型一实施例中，还包括低温水管道，所述低温水管道一端连接在所述冷冻水管路的出口端，所述低温水管道的另一端用于连接至换热设备。

于本实用新型一实施例中，还包括电制冷机组，所述电制冷机组与所述冷冻水系统相连接。

于本实用新型一实施例中，所述输送系统包括凝液输送管路，所述凝液输送管路与所述发生室相接。

于本实用新型一实施例中，所述循环水为冷却水，冷却水通过冷却水管路进入冷凝器，在冷凝器内冷却气体冷剂水后流出冷凝器。

于本实用新型一实施例中，冷却水管路进口温度为32℃，出口温度为38℃

于本实用新型一实施例中，所述蒸汽凝液的压力大于标准大气压。

于本实用新型一实施例中，所述蒸汽凝液的流入量通过热负荷调节三通阀进行调节。

于本实用新型一实施例中，所述低温水的温度为3-9℃。

于本实用新型一实施例中，低温低压液体在蒸发器中与冷冻水进行热交换，所述冷冻水经冷冻水管路流入溴化锂机组内。

于本实用新型一实施例中，冷冻水管路进口温度为10℃,出口温度为5℃

于本实用新型一实施例中，所述冷冻水由电制冷机组制备。

于本实用新型一实施例中，生产系统中产出的低品位热水可以同蒸汽凝液一同被收集，所述低品位热水的温度大于等于90℃。

本技术方案具有以下有益效果：

本实用新型涉及的热能回收一体化装置由溴化锂机组、收集的蒸汽凝液及热水输送系统、热负荷流量调节三通阀、冷却水系统以及制取的低温冷冻水系统组成。蒸汽凝液或低品位热水进入机组加热溴化锂溶液，使其浓度发生变化，从而制取工艺中需要的5～7℃低温水。凝液释放热能后回到脱盐水站，由于温度大幅度降低，减少了冷却水用量。该装置即回收了热能，也能够改善工艺冷却环节中的低温水，同时节约了冷却水量，更重要的是不需要消耗电能，从某种程度上可以取代电制冷设备，起到节约能耗的效果。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

附图标记说明：1、溴化锂机组；2、输送系统；3、热负荷调节三通阀；4、冷却水系统；5、冷冻水系统；10、发生室；11、冷凝器；12、蒸发器；20、凝液输送管路；40、冷却水管路；50、冷冻水管路。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1对本实用新型作进一步描述。

一种蒸汽凝液热能回收一体化装置100，对蒸汽凝液以及工艺中产出的低品位热水(≥90℃)的能量进行回收，所述蒸汽凝液的压力大于标准大气压。回收一体化装置由热水或凝液输送系统2，热负荷调节三通阀3，智能控制系统，溴化锂机组1，冷却水系统4、冷冻水系统5组成。所述调节三通阀安装在输送系统与溴化锂机组之间，所述控制系统控制调节三通阀，所述输送系统用于收集和输送蒸汽凝液以及工艺中产出的低品位热水，所述输送系统与溴化锂机组工序上相衔接，所述冷却水系统和冷冻水系统分别连接至溴化锂机组，用于同溴化锂机组之间进行热交换。其中，所述溴化锂机组1包括发生室10、冷凝器11和蒸发器12，所述发生室中盛放有溴化锂稀溶液，所述发生室、冷凝器和蒸发器之间相互配合。所述输送系统2包括凝液输送管路20，所述凝液输送管路20与所述发生室10相连通。

一种蒸汽凝液热能回收方法，利用上述装置实现。首先将生产系统中具有一定压力的蒸汽凝液收集到一起，通过泵类设备输送到溴化锂机组内，利用蒸汽凝液对溴化锂稀溶液进行加热，使冷剂水蒸发，溴化锂溶液变成溴化锂浓溶液，气体冷剂水在冷凝器内被循环水冷却而放热、并经过节流装置变成低温低压的液体；低温低压液体再在蒸发器吸热而蒸发，蒸发后的气体被溴化锂浓溶液吸收，得到溴化锂稀溶液，同时，低温低压液体在蒸发器吸收冷冻水的热量而使冷冻水变成低温水，低温水可用于去冷却化工反应中的热；溴化锂稀溶液由泵送到发生器内进行循环，蒸汽凝液加热溴化锂稀溶液自身降温后再送回脱盐水站。在此过程中主要制取3-9℃的低温水，并通过低温水管道连接到低温水系统中供各换热设备使用。

所述循环水为冷却水，由冷却水系统提供，冷却水通过冷却水管路40进入冷凝器，在冷凝器内冷却气体冷剂水后流出冷凝器。冷却水管路40进口温度为32℃。低温低压液体在蒸发器中与冷冻水进行热交换，所述冷冻水由冷冻水系统提供，经冷冻水管路50流入溴化锂机组内；冷冻水管路50进口温度为10℃，所述冷冻水由电制冷机组制备。

凝液经过主机释放热能后由120℃变化68℃左右温度大幅度降低，再送回脱盐水站时所消的循环水量明显减少，而循环水侧的泵类设备能耗也随之降低。在运行过程中，可以根据负荷大小，冷却水的进出口温度，通过控制系统对气动三通阀开度进行调节，实际是对热水流量的调节，从而满足不同负荷和不同季节的需求。

本实施例以制取5℃低温水为例，对蒸汽凝液采用热能回收一体化装置前后进行对比，详细参数及数据如下：

某蒸汽凝液温度为0.8MPa、120℃，120t/h，通过换热器循环水冷却后送到脱盐水站，需在生产装置区配有2台2529kW(217万大卡)制冷量的电制冷机组，配电机功率为630kW，制取5℃低温水，需要一台主机24小时全年运行。如采用一台凝液热能回收一体化装置对该过程中的热能进行回收并转化为5℃低温水，则能够取得良好的使用效果和明显的节能收益。凝液热能回收一体化装置配置情况如表1所示，凝液热能回收前系统运行情况及参数如表2所示。

表1凝液热能回收一体化装置配置情况

表2凝液热能回收前系统运行情况及参数

采用凝液热能回收一体化装置进行处理后，通过热能回收，在达到同样的使用效果的前提下，可取得较大的节能效果。按照全年运行8000小时计算，益处如下：

1)、节约循环水量＝2200+810-965＝2045t/h，结合当前系统的供水压力在0.54MPa左右，换算成能耗则有400kW/h，年节约能耗＝400×8000＝320万度/年；

2)、由于取代了一台电制冷机组，则直接的节约能耗为：

(595-12.4)×8000＝466.08万度/年

3)、电价按0.5元/度计算，则一年的直接收益为：

△W＝(320+466.08)×0.5＝393.04万元/年

本实用新型通过凝液热能回收一体化装置完成了对热的回收和能量之间的相互转换，优化了工艺结构和用能平衡，降低了公用工程能耗。

上述具体实施例只是用来解释说明本实用新型，而非是对本实用新型进行限制，在本实用新型构思和权利要求保护范围内对本实用新型做出的任何不付出创造性劳动的改变和替换，皆落入本实用新型专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，包括输送系统、调节三通阀、溴化锂机组、冷却水系统、冷冻水系统以及控制系统，所述调节三通阀安装在输送系统与溴化锂机组之间，所述控制系统控制溴化锂机组运行和调节三通阀，所述输送系统用于收集和输送蒸汽凝液以及工艺中产出的低品位热水，所述输送系统与溴化锂机组工序上相衔接，所述冷却水系统和冷冻水系统分别连接至溴化锂机组，用于同溴化锂机组之间进行热交换。

2.根据权利要求1所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，所述溴化锂机组包括发生室、冷凝器和蒸发器，所述发生室中盛放有溴化锂稀溶液，所述发生室、冷凝器和蒸发器之间相互配合。

3.根据权利要求2所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，所述冷却水系统包括冷却水管路，所述冷却水管路与所述冷凝器相接。

4.根据权利要求2所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，所述冷冻水系统包括冷冻水管路，所述冷冻水管路与所述蒸发器相接。

5.根据权利要求4所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，还包括低温水管道，所述低温水管道一端连接在所述冷冻水管路的出口端，所述低温水管道的另一端用于连接至换热设备。

6.根据权利要求4所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，还包括电制冷机组，所述电制冷机组与所述冷冻水系统相连接。

7.根据权利要求2至6任一项所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，所述输送系统包括凝液输送管路，所述凝液输送管路与所述发生室相接。

8.根据权利要求7所述的蒸汽凝液热能回收一体化装置，其特征在于，所述低品位热水大于等于90℃。

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