CN219607422U - 一种利用初冷器余热采暖制冷的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用初冷器余热采暖制冷的装置，涉及初冷器余热回收利用技术领域，解决了初冷器余热夏季制冷量不足、热利用率低的问题，包括：初冷器，余热回收段的出口通过装有制冷旁通阀的管路与主循环泵的进口相连接，主循环泵的出口通过装有采暖供水切换阀的管路与采暖用户相连接，采暖用户通过装有采暖回水切换阀的管路与余热回收段的进口相连接，余热回收段的出口通过装有制冷供水切换阀的管路与溴化锂热水制冷机组的热水进口相连接；通过初冷器分别与采暖系统、制冷系统相连接，实现了初冷器余热的综合充分利用，非制冷季用来供应采暖系统，夏季制冷提高煤气净化车间的制冷效果，达到了节能降耗的目的。

Description

一种利用初冷器余热采暖制冷的装置

技术领域

本实用新型涉及初冷器余热回收利用技术领域，具体涉及一种利用初冷器余热采暖制冷的装置。

背景技术

焦化厂炼焦时，焦炉产生的高温煤气经过循环氨水喷洒初步降温后进入煤气净化装置，此时的煤气温度约为82-85℃，该煤气需在初冷器中被降温至19-22℃。初冷器通常采用横管式间接初冷器，分上、中、下三段对煤气进行冷却降温，其中，上段、中段均采用32℃左右的工业循环水(简称循环水)冷却，循环水由中段下部进入，由中段上部出来后经跨接管再次进入初冷器上段二次换热，自初冷器上段出来的循环水温度可达70-76℃，能够满足北方地区冬季采暖的需求。热水单效型吸收式冷水机组可利用温度≥70℃的热水进行制冷，制取的15-16℃的冷水供至煤气净化车间低温水系统，可以满足一部分煤气净化系统降温的冷能需求。利用初冷器上段煤气余热进行采暖或制冷，不仅可以节省大量的优质热源，同时可以减少工业循环水的降温负荷，减少工业循环水蒸发量，具有巨大的节能潜力。

中国专利申请号CN201410200684公开了一种初冷器余热利用方法。其特征在于：用三段式初冷器上部煤气热量制取热水，并通过热水型溴化锂机组制取低温水，低温水再送放到初冷器低温段冷却煤气，初冷器热源得到梯级利用，不再需要外部能量制成低温水，能源得以循环利用。对三段式初冷器、煤气、循环水等数据建立数学模型，利用热平衡方法进行相关的热量计算，计算出高温段、煤气进出温度、进出水温度、流量、换热面积，中温煤气进出温度、进出水温度、流量、换热面积、低温段煤气进出温度、进出水温度、流量、换热面积；依上述数据对溴化锂机组进行选型，对初冷器进行改造，并进行相关的清洗；三段式初冷器高温段所制取的热水通过热水循环泵送至热水型溴化锂机组，溴化锂机组再通入冷却循环水、低温循环水，通过机组转换热水降温后返回初冷器高温段加热，循环冷却水升温后送入冷却塔降温，低温循环水制冷后送入初冷器低温段及其他生产环节。

本技术不具有普遍的经济性和实用性，年运行时间较短，非制冷季无法实现煤气热量的充分利用。因初冷器及煤气净化装置其他环节需要15-16℃的低温水进行降温，本技术方案在环境湿球温度＞15℃的时段或地区可以替代电制冷、燃气或蒸汽制冷(称为制冷季)，具有一定的经济效益，但在冬季或环境湿球温度低于15℃的北方地区(称为非制冷季)，对低温水的需求量很小，甚至采用工业循环水代替低温水进行降温即可满足初冷器及煤气净化装置其他环节的工艺降温需求，此时本技术方案制取出的冷能无法被利用，冷能产用失衡，无法达到利用煤气余热的目的。因此本技术每年运行时间一般在8-9个月，冬季低温时无法正常运行。

中国专利CN202501665U公开了一种煤气初冷器余热综合利用的装置，其特征是：煤气初冷器自上而下分为余热回收段、循环水段、低温水段，余热回收段上部和下部的进水口分别通过装有采暖供水切换阀和采暖回水切换阀的管道与采暖系统的供水管和回水管相连接，余热回收段上部和下部的进水口分别通过装有制冷机热水切换阀和制冷机回水切换阀的另一路管道与制冷机的进出水口相连接，制冷机的冷水出口及回水口与初冷器的低温水段进出口相连。本设备实现了初冷器余热综合充分利用，冬季用来供应采暖系统，夏季制冷可以提高初冷器的效率，达到了节能降耗的目的。

该方案对初冷器的降温效果及工艺运行有较大冲击，严重影响初冷器的降温效果及稳定运行。本装置采暖季采暖时，采暖循环热水温度由55℃左右加热至65℃左右进行采暖，非采暖季制冷时，制冷循环热水由65℃左右加热到75℃左右供给热水制冷机，由采暖季转换至非采暖季，在相同的热侧温度和高温段换热面积下，高温段采出的热量大幅减少，大量的热量进入循环水段进行降温，增加了工业循环水的降温负荷，造成循环水段及低温水段初冷器壳程大量结萘，造成设备内部堵塞，严重影响工艺运行的稳定性和安全性。该装置设计制冷能力及余热利用率偏低，仅能满足初冷器低温段自身降温的需求，无法满足。本装置制冷循环热水由65℃左右加热到75℃左右供给热水制冷机组进行制冷，热水出水温度为75℃，温度偏高，造成初冷器高温段换热面积较小，整个高温段采出的总热量偏小，制冷季制冷时余热热量利用率低，没有最大程度的利用余热进行制冷。

实用新型内容

针对现有技术初冷器余热夏季制冷量不足、热利用率低的问题，本实用新型提供一种利用初冷器余热采暖制冷的装置，提供了一种高效、实用、稳定、可靠的初冷器余热冬季采暖、夏季制冷装置，不仅可以从根本上解决夏季制冷量不足，热利用率低的难题，还可有效的保证初冷器工艺稳定、安全运行，在行业内具有较大的推广价值。

本实用新型提供一种利用初冷器余热采暖制冷的装置，包括：初冷器，初冷器自上而下包括余热回收段、循环水段和冷水段，余热回收段的出口通过装有制冷旁通阀的管路与主循环泵的进口相连接，主循环泵的出口通过装有采暖供水切换阀的管路与采暖用户相连接，采暖用户通过装有采暖回水切换阀的管路与余热回收段的进口相连接，余热回收段的出口通过装有制冷供水切换阀的管路与溴化锂热水制冷机组的热水进口相连接，溴化锂热水制冷机组的热水出口通过装有制冷回水切断阀的管路与主循环泵的进口相连接，主循环水泵的出口通过装有采暖旁通阀的管路与余热回收段的进口相连接。通过初冷器分别与采暖系统、制冷系统相连接，实现了初冷器余热的综合充分利用，非制冷季用来供应采暖系统，夏季制冷提高煤气净化车间的制冷效果，达到了节能降耗的目的。

进一步地，循环水段的上部出口通过管路与工业循环水回水相连接，循环水段的下部进口通过管路与供水管线相连接，便于水循环。

进一步地，溴化锂热水制冷机组的冷水出口与冷水供水管路的进口相连接，冷水供水管路的出口与煤气净化系统冷水供水箱相连接，溴化锂热水制冷机组的冷水进口与冷水回水管路的出口相连接，冷水回水管路的进口与煤气净化系统冷水回水箱相连接，达到冷水循环利用的效果。

进一步地，溴化锂热水制冷机组的热水出口连接有小凉水塔，小凉水塔与溴化锂热水制冷机组的热水出口之间装有冷却水调节阀的管路，小凉水塔的出口通过管路与增压泵的进口相连接，增压泵的出口通过管路与制冷回水切换阀的进口相连接；增加一路冷却管路，提高冷却效果。

进一步地，余热回收段的进口管路上设有远传温度计，远传温度计与冷却调节阀相连接，设有自调联锁功能，控制返回余热回收段的水温在56±1℃范围内。

进一步地，小凉水塔安装标高高出初冷器基础±0m的高度为15m-20m，以保证小凉水塔顶部喷淋效果良好的同时，提高增压泵进口位差，达到节能的目的。

进一步地，增压泵的流量设置为主循环泵流量的1/3-1/2，循环效果更好。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本装置实用性强，实现了初冷器余热的综合充分利用，非制冷季用来供应采暖系统，夏季制冷提高煤气净化车间的制冷效果，达到了节能降耗的目的；

(2)本装置夏季制冷能力更高。初冷器余热回收段煤气温度由82℃降至72℃，余热回收段制取热水进水温由62.7℃，出口水温70℃；使用一台432万大卡制冷量的热水型溴化锂机组，制成23℃回，16℃出的冷冻水约617m³/h，可基本满足夏季初冷器及煤气净化车间其他装置的冷水降温需求。

(3)本装置采出热量更大，余热利用率更高，工艺运行更稳定。本装置在保证初冷器工艺降温效果的基础上余热回收段的换热面积更大，冬季供暖期间采暖循环热水由56℃左右加热到64℃左右，采出热量更大，余热利用率更高，同时有效的避免了循环水段煤气进口温度过高造成的设备阻力升高及堵塞的情况，工艺运行更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1、初冷器，2、余热回收段，3、循环水段，4、冷水段，5、采暖用户，6、溴化锂热水制冷机组，7、小凉水塔，8、增压泵，9、主循环泵，10、制冷供水切换阀，11、冷却水调节阀，12、制冷回水切换阀，13、制冷旁通阀，14、采暖供水切换阀，15、采暖回水切换阀，16、采暖旁通阀，17、回水远传温度计，18、采暖系统，19、制冷系统，20、冷水供水管路，21、冷水回水管路。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种利用初冷器余热采暖制冷的装置，包括：初冷器1，初冷器1自上而下包括余热回收段2、循环水段3和冷水段4，循环水段3的上部出口通过管路与工业循环水回水相连接，循环水段3的下部进口通过管路与供水管线相连接，便于水循环，余热回收段2的出口通过装有制冷旁通阀13的管路与主循环泵9的进口相连接，主循环泵9的出口通过装有采暖供水切换阀14的管路与采暖用户5相连接，采暖用户5通过装有采暖回水切换阀15的管路与余热回收段2的进口相连接，余热回收段2的出口通过装有制冷供水切换阀10的管路与溴化锂热水制冷机组6的热水进口相连接，溴化锂热水制冷机组6的热水出口通过装有制冷回水切断阀12的管路与主循环泵9的进口相连接，主循环水泵9的出口通过装有采暖旁通阀16的管路与余热回收段2的进口相连接。通过初冷器1分别与采暖系统18、制冷系统19相连接，实现了初冷器1余热的综合充分利用，非制冷季用来供应采暖系统，夏季制冷提高煤气净化车间的制冷效果，达到了节能降耗的目的。

溴化锂热水制冷机组6的冷水出口与冷水供水管路20的进口相连接，冷水供水管路20的出口与煤气净化系统冷水供水箱相连接，溴化锂热水制冷机组6的冷水进口与冷水回水管路21的出口相连接，冷水回水管路21的进口与煤气净化系统冷水回水箱相连接，达到冷水循环利用的效果。

溴化锂热水制冷机组6的热水出口通过装有冷却水调节阀11的管路与小凉水塔7的喷淋口相连接，小凉水塔7的出口通过管路与增压泵8的进口相连接，增压泵8的流量设置为主循环泵9流量的1/3-1/2，循环效果更好，增压泵8的出口通过管路与制冷回水切换阀12的进口相连接，小凉水塔7相对于初冷器1基础±0m的安装标高设置为15m-20m，以保证小凉水塔7顶部喷淋效果良好的同时，提高增压泵8进口位差，达到节能的目的；增加一路冷却管路，提高冷却效果；余热回收段2的进口管路上设有远传温度计17，远传温度计17与冷却调节阀11相连接，设有自调联锁功能，控制返回余热回收段2的水温在56±1℃范围内。

本实用新型具体运行方式：在采暖季开启制冷旁通阀13、采暖供水切换阀14和采暖回水切换阀15，关闭制冷供水切换阀10、制冷回水切换阀12和采暖旁通阀16，在余热回收段2从初冷器1顶部进入的煤气温度由82～85℃降低到70～75℃，采暖循环热水由56℃左右加热到64℃左右，通过主循环泵9供给采暖用户5。

在非供暖季关闭制冷旁通阀13、采暖供水切换阀14和采暖回水切换阀15，打开制冷供水切换阀10、制冷回水切换阀12、冷却调节阀11、小凉水塔7、增压泵8和采暖旁通阀16，余热回收段2从初冷器1顶部进入的煤气温度由82～85℃降低到72℃左右；制冷循环热水由56℃左右加热到70℃左右循环供给溴化锂热水制冷机组6，在溴化锂热水制冷机组6内降温至62.7℃后再经小凉水塔7降温至56℃左右返回余热利用段2循环加热；溴化锂热水制冷机组6制出的冷水从23℃降低到16℃并经煤气净化冷水供水系统供至煤气净化车间降温使用。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本装置实用性强，实现了初冷器余热的综合充分利用，非制冷季用来供应采暖系统，夏季制冷提高煤气净化车间的制冷效果，达到了节能降耗的目的；

(2)本装置夏季制冷能力更高。初冷器余热回收段煤气温度由82℃降至72℃，余热回收段制取热水进水温由62.7℃，出口水温70℃；使用一台432万大卡制冷量的热水型溴化锂机组，制成23℃回，16℃出的冷冻水约617m³/h，可基本满足夏季初冷器及煤气净化车间其他装置的冷水降温需求。

(3)本装置采出热量更大，余热利用率更高，工艺运行更稳定。本装置在保证初冷器工艺降温效果的基础上余热回收段的换热面积更大，冬季供暖期间采暖循环热水由56℃左右加热到64℃左右，采出热量更大，余热利用率更高，同时有效的避免了循环水段煤气进口温度过高造成的设备阻力升高及堵塞的情况，工艺运行更稳定。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用初冷器余热采暖制冷的装置，包括：初冷器，初冷器自上而下包括余热回收段、循环水段和冷水段，其特征在于，余热回收段的出口通过装有制冷旁通阀的管路与主循环泵的进口相连接，主循环泵的出口通过装有采暖供水切换阀的管路与采暖用户相连接，采暖用户通过装有采暖回水切换阀的管路与余热回收段的进口相连接，余热回收段的出口通过装有制冷供水切换阀的管路与溴化锂热水制冷机组的热水进口相连接，溴化锂热水制冷机组的热水出口通过装有制冷回水切断阀的管路与主循环泵的进口相连接，主循环水泵的出口通过装有采暖旁通阀的管路与余热回收段的进口相连接。

2.根据权利要求1所述的利用初冷器余热采暖制冷的装置，其特征在于，循环水段的上部出口通过管路与工业循环水回水相连接，循环水段的下部进口通过管路与供水管线相连接。

3.根据权利要求1所述的利用初冷器余热采暖制冷的装置，其特征在于，溴化锂热水制冷机组的冷水出口与冷水供水管路的进口相连接，冷水供水管路的出口与煤气净化系统冷水供水箱相连接，溴化锂热水制冷机组的冷水进口与冷水回水管路的出口相连接，冷水回水管路的进口与煤气净化系统冷水回水箱相连接。

4.根据权利要求1所述的利用初冷器余热采暖制冷的装置，其特征在于，溴化锂热水制冷机组的热水出口连接有小凉水塔，小凉水塔与溴化锂热水制冷机组的热水出口之间装有冷却水调节阀的管路，小凉水塔的出口通过管路与增压泵的进口相连接，增压泵的出口通过管路与制冷回水切换阀的进口相连接。

5.根据权利要求4所述的利用初冷器余热采暖制冷的装置，其特征在于，余热回收段的进口管路上设有远传温度计，远传温度计与冷却调节阀相连接。

6.根据权利要求4所述的利用初冷器余热采暖制冷的装置，其特征在于，小凉水塔安装标高高出初冷器基础±0m的高度为15m-20m。

7.根据权利要求4所述的利用初冷器余热采暖制冷的装置，其特征在于，增压泵的流量设置为主循环泵流量的1/3-1/2。