CN220541197U - 一种余热回收供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种余热回收供热系统，通过在废水收集组件与废水排放口之间设置多级换热组件，使得在生产过程中，生产线所产生的高温废水能够通过废水收集组件进行收集，收集到一定量的高温废水后，所述废水收集组件将高温废水排放至废水排放口处，此时，多级换热组件能够对输送至废水排放口的高温废水进行余热回收工序，对高温废水进行多级热交换，逐渐降低废水的温度，使废水的温度达到排放标准，并且，多级换热组件将热交换的热量传递至净水，以预热净水，然后预热后的净水输送至加热组件进行加热，以提高供水温度，使净水达到生产线所需的生产温度；以此保证生产用水温度需求，废水的排放温度可以降低到30℃或以下，降低了能源消耗。

Description

一种余热回收供热系统

技术领域

本实用新型涉及工业余热回收的技术领域，特别涉及一种余热回收供热系统。

背景技术

本技术方案主要是属于工业余热回收领域。

本技术方案主要用于橡胶制品、印染等行业余热回收利用，该类行业生产中均会利用到低温热水，如生产丁腈手套过程中，清洗及硫化等工艺需要用到60-95℃的热水，现有常规工艺是利用燃气蒸汽锅炉生产低压饱和蒸汽，蒸汽直接通到热水槽中混合生产60-95℃的热水，为保证清洗热水的洁净度，水槽设置有溢流口和自来水补水管道，自来水连续补水，同时超过水位的热水通过溢流口排除。

排除的热水由于含有酸性物质或者硅油等杂志，无法循环利用，因此，废水通过冷却塔降温(一般排入城市管道应符合下列要求:水温不高于40度)后直接通过废水管道排放。该生产工艺中，通常是先生产热水，然后再通过冷却塔降温排放，两阶段都需要能耗，能源浪费严重。

本实用新型即是针对现有技术的不足而研究提出。

实用新型内容

针对上述提到的现有技术中的橡胶制品、印染等行业生产中，通常是先生产热水，然后再通过冷却塔降温排放，两阶段都需要能耗，能源浪费严重的技术问题。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种余热回收供热系统，包括供水组件、加热组件、保温组件、废水收集组件以及废水排放口，所述供水组件、加热组件、保温组件依次连接，且所述保温组件的出水端与生产线连接，所述加热组件用于对供水组件输送至生产线的水体进行加热，所述保温组件用于对加热后的水体进行储存；

所述废水收集组件的进水端与生产线连接，出水端与废水排放口连接，所述废水收集组件用于对生产线产生的废水进行收集；

所述废水收集组件与废水排放口之间还设有多级换热组件，所述多级换热组件上连接有废水入口通道、废水出口通道、净水入口通道以及净水出口通道，所述废水收集组件与废水入口通道连接，所述废水出口通道与废水排放口连接，所述净水入口通道与供水组件连接，所述净水出口通道与加热组件连接，所述多级换热组件能够对废水收集组件排放的高温废水进行换热，并对供水组件提供的净水进行预热。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述多级换热组件包括一过水管路以及多个换热构件，所述过水管路的两端分别与净水入口通道和净水出口通道连通，每一换热构件均并联设置于过水管路上，所述过水管路上设有与换热构件一一对应的阀门，所述阀门位于换热构件的净水入口端和净水出口端之间。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述换热构件的数量为两个，其一为第一板式换热器，另一为第二板式换热器，所述第一板式换热器的净水入口端和净水出口端之间的阀门为第四阀门，所述第二板式换热器的净水入口端和净水出口端之间的阀门为第三阀门。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述第一板式换热器的净水入口端与净水入口通道之间设有第五阀门，所述第一板式换热器的净水出口端与第三阀门之间设有第二电动阀。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述第二板式换热器的净水入口端与第二电动阀之间设有第二阀门，所述第二板式换热器的净水出口端与净水出口通道之间设有第一阀门。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述第二板式换热器的废水入口端与废水入口通道连接，所述第一板式换热器的废水入口端与第二板式换热器的废水出口端之间设有一换热通道，所述第一板式换热器的废水出口端与废水出口通道连接。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述换热通道上设有一第八阀门，所述换热通道和废水出口通道之间并联有一排水通道，所述排水通道的进水端位于第八阀门与第二板式换热器的废水出口端之间。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述废水入口通道与第二板式换热器的废水入口端之间还设有第七阀门。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述废水入口通道与换热通道之间还并联有一废水进水通道，所述废水进水通道的进水端位于第七阀门与废水入口通道之间，所述废水进水通道的出水端位于第八阀门与第一板式换热器的废水入口端之间，所述废水进水通道上设有第六阀门。

如上所述的一种余热回收供热系统，所述废水进水通道上还设有第一电动阀，所述第一电动阀位于第六阀门与第七阀门之间。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种余热回收供热系统，通过在废水收集组件与废水排放口之间设置多级换热组件，使得在生产过程中，生产线所产生的高温废水能够通过废水收集组件进行收集，收集到一定量的高温废水后，所述废水收集组件将高温废水排放至废水排放口处，此时，多级换热组件能够对输送至废水排放口的高温废水进行余热回收工序，对高温废水进行多级热交换，逐渐降低废水的温度，使废水的温度达到排放标准，并且，多级换热组件将热交换的热量传递至净水，以对净水达到一个预热的效果，然后预热后的净水输送至加热组件进行加热，以提高供水温度，使净水达到生产线所需的生产温度；采用这样的设计，保证生产用水温度需求，同时废水的排放温度可以降低到30℃或以下，无需额外利用冷却塔降温后排放，大大降低了能源消耗。

2、通过采用模块锅炉作为对净水的加热机构，能够有效确保生产用水温度需求，并且，能够免去锅炉房的设计，便于余热回收供热系统的各个机构集成到一个整体中，使得本方案中的余热回收供热系统能够一体化设置，可直接到工厂现场进行撬装，施工快捷，现场安装周期短，减省装配成本，改造过程几乎不会对生产产生影响，且便于集中管控，质量有保障，且移动方便。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的流程示意图；

附图标记说明：1、供水组件；11、自来水供水箱；12、循环泵；2、加热组件；3、保温组件；31、保温水箱；4、生产线；5、废水收集组件；51、废水收集箱；52、废水泵；6、废水排放口；7、多级换热组件；70、排水通道；71、废水入口通道；72、废水出口通道；73、净水入口通道；74、净水出口通道；75、过水管路；76、第一板式换热器；77、第二板式换热器；78、换热通道；79、废水进水通道；741、第一阀门；772、第二阀门；771、第三阀门；761、第四阀门；731、第五阀门；791、第六阀门；711、第七阀门；781、第八阀门；792、第一电动阀；762、第二电动阀；32、第三电动阀；721、第四电动阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。

如图1至图2所示，本实施例中的一种余热回收供热系统，包括供水组件1、加热组件2、保温组件3、废水收集组件5以及废水排放口6，所述供水组件1、加热组件2、保温组件3依次连接，且所述保温组件3的出水端与生产线4连接，所述加热组件2用于对供水组件1输送至生产线4的水体进行加热，所述保温组件3用于对加热后的水体进行储存；

所述废水收集组件5的进水端与生产线4连接，出水端与废水排放口6连接，所述废水收集组件5用于对生产线4产生的废水进行收集；

所述废水收集组件5与废水排放口6之间还设有多级换热组件7，所述多级换热组件7上连接有废水入口通道71、废水出口通道72、净水入口通道73以及净水出口通道74，所述废水收集组件5与废水入口通道71连接，所述废水出口通道72与废水排放口6连接，所述净水入口通道73与供水组件1连接，所述净水出口通道74与加热组件2连接；

具体的，生产线4所产生的高温废水能够通过废水收集组件5进行收集，收集到一定量的高温废水后，所述废水收集组件5将高温废水排放至废水排放口6处，此时，多级换热组件7能够对输送至废水排放口6的高温废水进行余热回收工序，对高温废水进行多级热交换，逐渐降低废水的温度，使废水的温度达到排放标准，并且，多级换热组件7将热交换的热量传递至净水，以对净水达到一个预热的效果，然后预热后的净水输送至加热组件2进行加热，以提高供水温度，使净水达到生产线4所需的生产温度；采用这样的设计，保证生产用水温度需求，同时废水的排放温度可以降低到30℃，无需额外利用冷却塔降温后排放，大大降低了能源消耗。

具体的，所述加热组件2为模块锅炉，具有以下优点：

调节性能好：可以根据热负荷的变化，通过启动或停止对应数量的锅炉单元来调整热量输出。

可靠性高：由于多个独立的锅炉单元工作，如果某个单元出现故障，其他单元可以继续提供热量。

安装方便：由于模块化设计，安装过程相对简单，可以根据需要增加或减少锅炉单元的数量。

高效节能：由于适应性调节和独立工作原理，模块锅炉可以更有效地利用燃料能量，实现节能效果。

通过采用模块锅炉作为对净水的加热机构，能够有效确保生产用水温度需求，并且，能够免去锅炉房的设计，便于余热回收供热系统的各个机构集成到一个整体中，使得本方案中的余热回收供热系统能够一体化设置，可直接到工厂现场进行组装，施工快捷，现场安装周期短，减省装配成本，改造过程几乎不会对生产产生影响，且便于集中管控，质量有保障，且移动方便；

并且，通过模块热水锅炉替换燃气蒸汽锅炉，减少蒸汽年检费用，降低锅炉运行风险。

如图1至图2所示，本实施例中的供水组件1包括依次连接的自来水供水箱11和循环泵12，所述循环泵12的出水端与净水入口通道73连接，通过设置自来水供水箱11为生产线4进行供水，具有结构简单，便于组装的优点。

如图1至图2所示，本实施例中的保温组件3包括依次连接的保温水箱31以及第三电动阀32，所述第三电动阀32的出水端与生产线4连接；

具体的，所述第三电动阀32处于常闭状态，所述保温水箱31能够储存加热组件2所加热的净水，当保温水箱31内的热水达到一定的储存量或蓄满热水后，第三电动阀32打开，以将热水输送至生产线4处进行生产，以此满足生产线4的生产需求；

由于生产工艺中废水分为定期排放和连续排放两种方式，增加保温水箱31和第三电动阀32，可以缓冲产热和用热的不平衡。

如图1至图2所示，本实施例中的废水收集组件5包括依次连接的废水收集箱51以及废水泵52，所述废水泵52的出水端与废水入口通道71连接，由于生产线4前期产生废水量较少，换热系统(即多级换热组件7)暂无法启动，所以废水泵52处于常闭状态，然后当废水收集箱51收集到一定量的废水后(一般为废水收集箱51中的废水超过箱体容量的50％)，废水泵52开启，以启动多级换热组件7，进行废水余热回收流程，采用这样的设计，能够确保余热回收供热系统的正常运作。

如图1至图2所示，本实施例中的多级换热组件7包括一过水管路75以及多个换热构件，所述过水管路75的两端分别与净水入口通道73和净水出口通道74连通，每一换热构件均并联设置于过水管路75上，所述过水管路75上设有与换热构件一一对应的阀门，所述阀门位于换热构件的净水入口端和净水出口端之间，采用这样的设计，能够对废水和净水进行梯级的热交换，使得废水和净水的温度更加稳定，热交换效率更高。

优选的，本实施例中的换热构件的数量为两个，其一为第一板式换热器76，另一为第二板式换热器77，所述第一板式换热器76的净水入口端和净水出口端之间的阀门为第四阀门761，所述第二板式换热器77的净水入口端和净水出口端之间的阀门为第三阀门771；

板式换热器具有以下优点：

高效传热：板式换热器的板之间的小间隙可以增加流体的接触面积，提高传热效率。

紧凑结构：由于采用平行排列的板设计，板式换热器相对于其他传热设备来说占用空间小。

可拆卸和易于清洁：由于金属板可以拆卸，因此清洁和维护相对容易。

通过采用板式换热器作为多级换热组件的组成部分，可降低能源消耗70％以上，降低能源成本，提高余热回收供热系统的效率。

优选的，本实施例中的第一板式换热器76的净水入口端与净水入口通道73之间设有第五阀门731，所述第一板式换热器76的净水出口端与第三阀门771之间设有第二电动阀762；

第二板式换热器77的净水入口端与第二电动阀762之间设有第二阀门772，所述第二板式换热器77的净水出口端与净水出口通道74之间设有第一阀门741；

采用这样的设计，使得多级换热组件7能够根据实际的换热需求，通过调节各个阀门，以使多级换热组件7具有多种不同的换热模式，以提高多级换热组件7功能的多样性。

如图1至图2所示，本实施例中的第二板式换热器77的废水入口端与废水入口通道71连接，所述第一板式换热器76的废水入口端与第二板式换热器77的废水出口端之间设有一换热通道78，所述第一板式换热器76的废水出口端与废水出口通道72连接；

采用这样的设计，当需要对高温废水进行阶梯式换热时，所述高温废水首先通过废水入口通道71流入第二板式换热器77内，进行第一阶段的换热，然后换热后的废水通过换热通道78流入第一板式换热器76内，进行第二阶段的换热，然后再从第一板式换热器76的废水出口端输送至废水出口通道72进行排放，以此实现阶梯式换热。

如图1至图2所示，本实施例中的换热通道78上设有一第八阀门781，所述换热通道78和废水出口通道72之间并联有一排水通道70，所述排水通道70的进水端位于第八阀门781与第二板式换热器77的废水出口端之间；

采用这样的设计，当只需要第二板式换热器77进行换热时，第八阀门781处于关闭状态，高温废水无法通过换热通道78流向第一板式换热器76，只能通过废水出口通道72输送至废水出口通道72进行排放，使得废水无需再流经第一板式换热器76，以提高余热回收供热系统的效率。

如图1至图2所示，本实施例中的废水入口通道71与第二板式换热器77的废水入口端之间还设有第七阀门711，当无需第二板式换热器77进行换热时，所述第七阀门711处于关闭状态，避免废水流经第二板式换热器77。

如图1至图2所示，本实施例中的废水入口通道71与换热通道78之间还并联有一废水进水通道79，所述废水进水通道79的进水端位于第七阀门711与废水入口通道71之间，所述废水进水通道79的出水端位于第八阀门781与第一板式换热器76的废水入口端之间，所述废水进水通道79上设有第六阀门791；

具体的，采用这种设计，当只需第一板式换热器76进行换热时，所述第七阀门711和第八阀门781处于关闭状态，所述第六阀门791处于打开状态，以使高温废水能够依次通过废水入口通道71、废水进水通道79和换热通道78流入第一板式换热器76进行换热，无需流经第二板式换热器77。

具体的，如图1至图2所示，本实施例中的废水进水通道79上还设有第一电动阀792，所述第一电动阀792位于第六阀门791与第七阀门711之间；

优选的，所述排水通道70上还设有一第四电动阀721；

具体的，本实施例中的一种余热回收供热系统，还包括控制器，由于气候的变化，会影响到补水及废水的温度，且生产过程中产量的变化会影响到用热量和废水排水量，因此，需要保证产热和用热的供需平衡，首先通过废水收集箱和保温水箱缓冲供需不平衡，通过水位关联平衡系统，当废水收集箱和保温水箱缓冲无法满足调节要求时，开启智能平衡控制器系统，通过实时监测用热和供热用量，实施调控第三电动阀的开度和废水泵、补水泵的流量；通过监控第一板式换热器和第二板式换热器的出口温度，调节第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀的开度，保证出口温度和废水排水温度；通过实时监测进入模块锅炉的水温，调节模块锅炉的处理，保证系统平衡。

优选的，所述控制器通过PLC智能控制，完善的报警保护措施，可实现无人值守，减少锅炉房人工和锅炉年检等费用。

本实用新型的具体实施过程如下：

一、系统启动时，由于无废水，需要利用模块锅炉辅助启动，打开第三阀门、第四阀门，其余阀门(含电动阀)全部关闭，关闭废水泵，打开循环泵，自来水直接进入模块锅炉中加热，以产生60-95℃的热水，并储存在保温水箱中，当水箱蓄满热水后，打开第三电动阀，开始生产线进行生产；

二、待生产线开启后，不断有废水排出，并进入废水收集箱中，但前期由于废水量少，换热系统暂无法启动，待废水收集箱中的废水超过箱体容量50％时，开启废水泵进行余热回收流程；

三、余热回收流程启动时，关闭第三阀门和第四阀门，打开第一阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀；

具体的，所述废水收集箱通过废水泵，将60-95℃的废水输送至第二板式换热器中进行换热，废水在第二板式换热器中与净水进行换热，废水降温至45-55℃，然后通过换热通道输送至第一板式换热器中进行换热，废水在第一板式换热器中与净水进行换热，降温至25-35℃左右后，通过废水出口通道进行排放；

具体的，所述自来水供水箱通过循环泵，将20℃的净水输送至第一板式换热器中，与45-55℃的废水进行换热，以加热至35-45℃，然后35-45℃的净水继续流向第二板式换热器中，与60-95℃的废水进行换热，以加热至55-65℃，然后进入模块锅炉中加热至60-95℃，再输送至保温水箱内进行储存；

具体的，当第一板式换热器的净水出口端的出口温度较低时，调节第二电动阀的开度，以减少该出水量，延长第一板式换热器内的净水热交换时间，并且，通过开启第一电动阀，以使较高温度的废水通过换热通道直接流入第一板式换热器内，以提高第一板式换热器内的温度，提高第一板式换热器的净水出口端的出口温度；

当第一板式换热器的净水出口端的出口温度较高时，调节第二电动阀的开度，以增加该出水量，缩短第一板式换热器内的净水热交换时间，此时第一电动阀处于常闭状态；

当第二板式换热器的净水出口端的出口温度较高时，调节废水泵和第三电动阀的开度，降低流向第二板式换热器的高温废水的流量；

当第二板式换热器的净水出口端的出口温度较低时，调节废水泵和第三电动阀的开度，增加流向第二板式换热器的高温废水的流量；

具体的，当只需第二板式换热器进行换热，或需要对第一板式换热器进行维护时，第三阀门、第八阀门、第六阀门、第五阀门、第二电动阀、第一电动阀处于关闭状态，第四阀门、第二阀门、第一阀门、第七阀门、第三电动阀、第四电动阀处于开启状态，使得废水和净水只流经第二板式换热器，不会流经第一板式换热器；

当只需第一板式换热器进行换热，或需要对第二板式换热器进行维护时，第三阀门、第六阀门、第五阀门、第二电动阀、第三电动阀、第一电动阀处于开启状态，第八阀门、第四阀门、第二阀门、第一阀门、第七阀门、第四电动阀处于关闭状态，使得废水和净水只流经第一板式换热器，不会流经第二板式换热器；

采用这样的设计，能够提高余热回收供热系统功能的多样性，便于对其进行维护。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种余热回收供热系统，其特征在于：包括供水组件(1)、加热组件(2)、保温组件(3)、废水收集组件(5)以及废水排放口(6)，所述供水组件(1)、加热组件(2)、保温组件(3)依次连接，且所述保温组件(3)的出水端与生产线(4)连接，所述加热组件(2)用于对供水组件(1)输送至生产线(4)的水体进行加热，所述保温组件(3)用于对加热后的水体进行储存；

所述废水收集组件(5)的进水端与生产线(4)连接，出水端与废水排放口(6)连接，所述废水收集组件(5)用于对生产线(4)产生的废水进行收集；

所述废水收集组件(5)与废水排放口(6)之间还设有多级换热组件(7)，所述多级换热组件(7)上连接有废水入口通道(71)、废水出口通道(72)、净水入口通道(73)以及净水出口通道(74)，所述废水收集组件(5)与废水入口通道(71)连接，所述废水出口通道(72)与废水排放口(6)连接，所述净水入口通道(73)与供水组件(1)连接，所述净水出口通道(74)与加热组件(2)连接，所述多级换热组件(7)能够对废水收集组件(5)排放的高温废水进行换热，并对供水组件(1)提供的净水进行预热。

2.根据权利要求1所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述多级换热组件(7)包括一过水管路(75)以及多个换热构件，所述过水管路(75)的两端分别与净水入口通道(73)和净水出口通道(74)连通，每一换热构件均并联设置于过水管路(75)上，所述过水管路(75)上设有与换热构件一一对应的阀门，所述阀门位于换热构件的净水入口端和净水出口端之间。

3.根据权利要求2所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述换热构件的数量为两个，其一为第一板式换热器(76)，另一为第二板式换热器(77)，所述第一板式换热器(76)的净水入口端和净水出口端之间的阀门为第四阀门(761)，所述第二板式换热器(77)的净水入口端和净水出口端之间的阀门为第三阀门(771)。

4.根据权利要求3所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述第一板式换热器(76)的净水入口端与净水入口通道(73)之间设有第五阀门(731)，所述第一板式换热器(76)的净水出口端与第三阀门(771)之间设有第二电动阀(762)。

5.根据权利要求4所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述第二板式换热器(77)的净水入口端与第二电动阀(762)之间设有第二阀门(772)，所述第二板式换热器(77)的净水出口端与净水出口通道(74)之间设有第一阀门(741)。

6.根据权利要求3所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述第二板式换热器(77)的废水入口端与废水入口通道(71)连接，所述第一板式换热器(76)的废水入口端与第二板式换热器(77)的废水出口端之间设有一换热通道(78)，所述第一板式换热器(76)的废水出口端与废水出口通道(72)连接。

7.根据权利要求6所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述换热通道(78)上设有一第八阀门(781)，所述换热通道(78)和废水出口通道(72)之间并联有一排水通道(70)，所述排水通道(70)的进水端位于第八阀门(781)与第二板式换热器(77)的废水出口端之间。

8.根据权利要求7所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述废水入口通道(71)与第二板式换热器(77)的废水入口端之间还设有第七阀门(711)。

9.根据权利要求8所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述废水入口通道(71)与换热通道(78)之间还并联有一废水进水通道(79)，所述废水进水通道(79)的进水端位于第七阀门(711)与废水入口通道(71)之间，所述废水进水通道(79)的出水端位于第八阀门(781)与第一板式换热器(76)的废水入口端之间，所述废水进水通道(79)上设有第六阀门(791)。

10.根据权利要求9所述的一种余热回收供热系统，其特征在于：所述废水进水通道(79)上还设有第一电动阀(792)，所述第一电动阀(792)位于第六阀门(791)与第七阀门(711)之间。