CN202648226U - 生产工艺冷却水余热回收*** - Google Patents

Abstract

生产工艺冷却水余热回收***，包括主生产线的冷却水管，冷却水管的入、出口分别与冷水池、热水池相连通，热水池通过高温供水母管分别与板式换热器、冷水器和中温用户端相连通，板式换热器、冷水器和中温用户端通过低温回水母管与冷水池相连通，板式换热器还通过管路与热源水池相连通，经板式换热器加热的热源水通过热源水管路分别与低温用户端、余热锅炉相连通、还通过旁路管与高温用户端相连通，余热锅炉与高温用户端相连通，余热锅炉通过烟道与主生产线相连通。本实用新型通过设置板式换热器和余热锅炉，以及低温用户端、中温用户端和高温用户端，可以利用生产工艺冷却水的余热提供不同品位的热源，实现了冷却水低品位余热的高效梯级利用。

Description

生产工艺冷却水余热回收***

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收***，特别涉及一种生产工艺冷却水余热回收***。

背景技术

随着能源价格攀升、环保要求提高，余热回收技术得到快速发展，钢铁、有色、炼焦、水泥、玻璃等高耗能行业的余热回收技术得到飞速发展，温度在300℃以上的中高温烟气余热回收发电或生产蒸汽的技术日趋成熟，并得到广泛应用，为相关行业创造了巨大经济效益、为节能减排工作做出了重要贡献。但是，低品位余热利用技术还非常不成熟。化工厂、钢铁厂、热电厂、玻璃厂等企业的生产工艺中产生的大量温度在25℃～60℃范围内循环冷却水，虽然这些循环冷却水携带的余热量非常大，但是由于能源品位低、存在利用技术难题，远没有充分利用，绝大多数循环冷却水携带的热量是通过冷水塔或空气冷却器排放到大气中，不仅造成能源浪费，空气冷却器和冷水塔的运行还消耗宝贵的电能、水资源，向大气中排放大量废热也造成了环境热污染问题。

为了解决循环冷却水造成的能源浪费、耗电、耗水和环境热污染问题，相关工程技术人员在循环冷却水低品位的余热利用领域做了大量工作，主要是利用冷却水的余热进行冬季供暖：或直接利用冷却水余热供暖、或采用热泵技术对冷却水的温度提升后供暖，对冷却水携带的余热资源进行了部分回收利用。

金昌铁业(集团)有限责任公司利用球团竖炉冷却水余热采暖,停用了一台2t/h采暖锅炉,取得了显著的节能效果（刘宏雄，应用球团竖炉冷却水余热采暖的实践，节能，2008年第5期）。

利用热泵技术将难以直接利用的循环冷却水低品位余热转变成高品位热能后进行采暖。苏保青完成了“用热泵回收电厂冷凝热集中供热技术研究”（山西能源与节能，2007年第3期，18～19页），采用高温水源热泵（工质为134ａ，热泵冷水进水温度35～40℃，热泵热水回水温度不低于55～60℃，热泵热水出水温度75～80℃，热泵机组的能效系数不低于4.5），回收电厂冷却水中低品位热能，作为冬季集中供热的热源，为生活小区供热，节能减排效果显著，大幅度减少循环水向环境排的废热；发明专利“一种热电厂余热回收及热水梯级加热供热方法”（申请号：200910090917.4）公开了：利用热泵技术，从发电厂的冷却水吸热，通过一级或多级加热，将水温提升到中温（60～80℃）或高温（110℃）后，将热水输送到市区的集中供热换热站，进行冬季供热；实用新型专利“热电厂冷却水余热回收节能供热***”（授权公告号：CN 202008182U）公开了：利用热泵技术，提升电厂循环冷却水的温度，作为小区冬季集中供热的热源。

大部分冷却水的温度都在60℃以下，热能品位太低不能用于直接供暖。采用热泵技术提高冷却水温度后，能源品位得到提高，在冬季供暖领域得到了部分推广应用，但是热泵技术提升冷却水温度需要消耗优质电能，而且在经济可行条件下，热泵一般仅能利用冷却水的余热将供热热水温度最高提升到85℃。因此，在电力供应紧张和电价较高的地区，利用热泵技术提升冷却水余热的品位用于冬季供暖并不经济；由于受限于热泵技术的最大经济提升温度85℃，利用热泵技术进行冷却水余热回收的大范围推广遇到了发展瓶颈。

此外，只能在采暖期回收冷却水的余热资源，在非采暖期，必须通过传统的冷水塔或空气冷却器将冷却水的大量余热排放到大气中。冷却水的余热资源浪费问题、环境热污染问题、冷水塔或空气冷却器耗电和耗水问题仍然没有得到彻底解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够更好的实现冷却水余热资源的高效综合利用的生产工艺冷却水余热回收***，本实用新型既实现冷却水余热的高效梯级利用，又解决了冷水塔和空气冷却器的耗电、耗水和冷却水向环境排放废热导致的热污染问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括主生产线内安装的冷却水管，所述的冷却水管的入口与冷水池相连通，出口与热水池相连通，热水池通过高温供水母管分别与板式换热器、冷水器和中温用户端的入口相连通，板式换热器、冷水器和中温用户端的出口通过低温回水母管与冷水池相连通，所述的板式换热器还通过管路与热源水池相连通，板式换热器加热的热源水经过热源水管分别与低温用户端、高温用户端、以及余热锅炉相连通，所述的余热锅炉通过烟道与主生产线相连通。

所述的板式换热器与热源水池相连通的管路上还安装有热源水泵；板式换热器的热源水侧的进、出口分别装有进、出口阀门。

所述的冷水池出口管道上还安装有冷水泵及冷水池出口阀门。

所述的冷却水管与热水池之间的管路上安装有热水池入口阀门，且在热水池与高温供水母管之间的管路上安装有热水泵。

所述的高温供水母管与板式换热器、冷水器、中温用户端相连通的管路上均设置有入口阀门。

所述的板式换热器、冷水器、中温用户端的出口管路上均安装有出口阀门。

所述的板式换热器与低温用户端、高温用户端、余热锅炉相连通的热源水管上均安装有阀门。

所述的余热锅炉与主生产线相连通的烟道上安装有阀门。

所述的余热锅炉上安装引风机。

所述的热源水管通过带有阀门的热源水旁路与高温用户端相连通；热源水管通过余热锅炉与高温用户端相连通。

本实用新型通过板式换热器、余热锅炉，对冷却水的热品位进行不同程度的提升，提供了多种热品位的低温用户端、中温用户端、高温用户端，既实现了冷却水余热的高效梯级利用，又解决了冷水塔和空气冷却器的耗电、耗水问题和冷却水向环境排放废热导致的热污染问题。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

板式换热器1；冷水器2；热源水泵3；热源水池4；低温回水母管5；中温用户端6；高温供水母管7；冷水池8；冷水泵9；主生产线10；烟道11；余热锅炉12；高温用户端13；引风机14；热源水旁路15；低温用户端16；热源水管17；冷却水管18；热水池19；热水泵20；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型包括主生产线10以及安装在主生产线10内的冷却水管18，所述的冷却水管18的入口与安装有冷水泵9及冷水池出口阀门的冷水池8相连通，出口与安装有热水池入口阀门的热水池19相连通，热水池19通过安装有热水泵20的管路与高温供水母管7相连通，高温供水母管7分别与带有入口阀门的板式换热器1、冷水器2和中温用户端6的入口相连通，板式换热器1、冷水器2和中温用户端6的出口通过低温回水母管5与冷水池8相连通，且在板式换热器1、冷水器2、中温用户端6与低温回水母管连接的出口管路上均安装有出口阀门，所述的板式换热器1还通过安装有热源水泵3及热源水阀门的管路与热源水池4相连通，板式换热器1通过带有出口阀门的管路与热源水管17相连通，经板式换热器1加热的后的热源水经过热源水管17分别与均安装有阀门的低温用户端16、带有高温用户端13的余热锅炉12相连通，且热源水管17还通过带有阀门的热源水旁路15与高温用户端13相连通，所述的余热锅炉12通过安装有阀门的烟道11与主生产线10相连通，且余热锅炉12上安装引风机14。

本实用新型的工作过程如下：首先启动冷水泵9后，54℃左右的冷却水离开冷水池8进入主生产线10的冷水器管18内，冷却水对主生产线10的相关设备降温、避免过热失效；冷却水吸热后温度升高到60℃左右后，离开冷却水管18进入热水池19；热水泵20将60℃左右的冷却水从热水池19抽出输送给高温供水母管7。60℃左右的冷却水经过高温供水母管7分配，分别进入到板式换热器1、冷水器2和中温用户端6中并放热，冷却水温度降低到54℃左右后汇集到低温回水母管5，最后回到冷水池8。冷却水通过板式换热器1将低品位热能传给热源水；冷却水直接将热量供给中温用户端6；冷却水通过冷水器2将热量排放到大气中。60℃左右的冷却水可以单独通过板式换热器1、冷水器2、中温用户端6，也可以通过其中的二者，还可以三者全通过，冷却水的通过方式主要取决于板式换热器1和中温用户端6的热负荷需求。

所述的热源水泵3将热源水池4内的常温热源水输送至板式换热器1与温度为60℃左右的冷却水换热，热源水离开板式换热器时温度提升至55℃以上，再输送至低温用户端16、余热锅炉12。经过余热锅炉12进一步加热后，热源水温度提升至90—150℃或更高，甚至转变成蒸汽，这些具有高品位热能的热源水输送至高温用户端13。

所述的低温用户端16、中温用户端6、高温用户端13的热品位可以有一定差别，满足热用户不同的热品位需求。根据用户端不同的热品位需求，上述不同的用户端可以任意选择性设置，以增加对冷却水余热利用的灵活性，也可以通过开关不同用户端进水管阀门来接通或断绝某一用户端的使用。

综上所述，本实用新型通过设置板式换热器1、余热锅炉12，以及低温用户端16、中温用户端6、高温用户端13，可以将低品位、难以直接利用的主生产线10的冷却水余热转变成不同品位的有效热源，既可以满足热用户不同品位的热要求，又实现余热资源的梯级高效利用。本实用新型不需要用优质电能提升冷却水的余热品质，仅仅利用主生产线10的烟气余热资源，可以将冷却水的余热资源提升至90—150℃或更高，大幅度拓宽了冷却水余热资源的使用范围，完全突破了冷却水余热资源仅仅用于冬季供暖的限制，冷却水的余热回收利用时间可以延长至一年四季，余热资源利用率可以接近100%。本实用新型正常运行时，冷水器2不需要投运，彻底解决了冷水器2运行耗电、耗水和环境热污染问题。相对于冷却水余热单纯冬季供暖利用，以及热泵技术，本实用新型节能优势显著。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

本实用新型的技术效果有：

1、将热水池的冷却水直接通向中温用户端供热，放热后的低温冷却水经低温回水母管进入到冷水池，冷却水循环使用；

2、将来自热水池的冷却水与来自热源水池的低温水直接混合后向低温用户端供热，该部分冷却水不回收；

3、将热水池的冷却水通向板式换热器，利用冷却水的热量加热用于对外供热的热源水，冷却水降温后经低温回水母管进入到冷水池，冷却水循环使用；

4、将板式换热器加热后的热源水直接供给低温用户端；或者通过余热锅炉加热提高热品质后供给高温用户端；

通过上述技术方案，不仅实现了冷却水余热资源的利用，利用回收主生产线烟气余热的余热锅炉提升冷却水余热的品位，突破了传统热泵技术仅仅将冷却水温度提升到85℃的限制，利用低品位的主生产线烟气余热可以轻易的将水温加热到90—150℃（适当提高给水泵压力）。水温提高到90—150℃，其使用范围大幅度拓宽、适用季节也不再限于供暖期，彻底解决了冷却水余热资源仅仅能在冬季供暖、非供暖期只能向大气排放的问题。通过设置不同能源品位的用户端，实现了主生产线余热资源的梯级利用，提高了余热资源的利用效率。

5、当用户端可以消费掉所有冷却水的余热时，关断冷却水通向冷水器的管道阀门；当没有热用户时，关断冷却水通向所有用户端的管道阀门，直接将来源于热水池的冷却水通向冷水器；当用户端仅可以消费掉部分冷却水的余热时，适当调整通向冷水器的管道阀门，以匹配冷却水向冷水器的放热量和向用户端的放热量。

通过调整相关管道阀门来调整冷却水流向不同设备的流量，最终实现冷却水向冷水器的放热量和向用户端的放热量，加大了冷却水余热回收***的运行灵活性，既有效保证冷却水对玻璃生产线相关设备冷却效果、提高了玻璃生产线的运行安全性，同时加大了冷却水余热资源的利用率。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：包括主生产线（10）内安装的冷却水管(18)，所述的冷却水管（18）的入口与冷水池（8）相连通，出口与热水池（19）相连通，热水池（19）通过高温供水母管（7）分别与板式换热器（1）、冷水器（2）和中温用户端（6）的入口相连通，板式换热器（1）、冷水器（2）和中温用户端（6）的出口通过低温回水母管（5）与冷水池（8）相连通，所述的板式换热器（1）还通过管路与热源水池（4）相连通，板式换热器（1）加热的热源水经过热源水管（17）分别与低温用户端（16）、高温用户端（13）、以及余热锅炉（12）相连通，所述的余热锅炉（12）通过烟道（11）与主生产线（10）相连通。

2.根据权利要求1所述的工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的板式换热器（1）与热源水池（4）相连通的管路上还安装有热源水泵（3）；板式换热器（1）的热源水侧的进、出口分别装有进、出口阀门。

3.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的冷水池（8）出口管道上还安装有冷水泵（9）及冷水池出口阀门。

4.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的冷却水管（18）与热水池（19）之间的管路上安装有热水池入口阀门，且在热水池（19）与高温供水母管（7）之间的管路上安装有热水泵20。

5.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的高温供水母管（7）与板式换热器（1）、冷水器（2）、中温用户端（6）相连通的管路上均设置有入口阀门。

6.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的板式换热器（1）、冷水器（2）、中温用户端（6）的出口管路上均安装有出口阀门。

7.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的板式换热器（1）与低温用户端（16）、高温用户端（13）、余热锅炉(12)相连通的热源水管(17)上均安装有阀门。

8.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的余热锅炉（12）与主生产线（10）相连通的烟道（11）上安装有阀门。

9.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的余热锅炉（12）上安装引风机（14）。

10.根据权利要求1所述的生产工艺冷却水余热回收***，其特征在于：所述的热源水管（17）通过带有阀门的热源水旁路（15）与高温用户端（13）相连通；热源水管（17）通过余热锅炉（12）与高温用户端（13）相连通。