[發明專利]適用于波動熱負荷的余熱利用系統及方法

有效

• 申請號: 201911045703.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110906775B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 徐偉;倪健勇;馬光宇;張天賦;賈振;劉芳;陳鵬;胡紹偉;王飛;王永
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

1.適用于波動熱負荷的余熱利用系統，其特征在于，包括空壓機一級壓縮、空壓機二級壓縮、空壓機三級壓縮、一級換熱器、二級換熱器、三級換熱器、制氧機、制冷用戶、供熱用戶、1#熱泵機組、2#熱泵機組、冷卻塔、補水泵和流量計；

空壓機一級壓縮出口與一級換熱器氣側入口連接，一級換熱器氣側出口與空壓機二級壓縮入口連接，空壓機二級壓縮出口與二級換熱器氣側入口連接，二級換熱器氣側出口與空壓機三級壓縮入口連接，空壓機三級壓縮出口與三級換熱器氣側入口連接，三級換熱器氣側出口與制氧機入口連接；

一級換熱器水側出口與1#熱泵機組驅動熱源入口連接，同時以并聯方式分別與2#熱泵機組換熱水入口和供熱用戶入口連接；1#熱泵機組回水出口與交匯的二級換熱器和三級換熱器水側出口連接，然后與制冷用戶入口連接；制冷用戶出口與供熱用戶入口連接，同時以并聯方式與1#熱泵機組回水入口連接；1#熱泵機組的驅動熱源出口與供熱用戶入口連接；供熱用戶出口以并聯方式分別與2#熱泵機組驅動熱源入口、冷卻塔入口、供熱用戶入口連接；2#熱泵機組換熱水出口與供熱用戶入口連接，2#熱泵機組驅動熱源出口、冷卻塔出口分別與補水泵出口連接，補水泵出口與流量計入口連接，流量計出口分別與一級換熱器、二級換熱器、三級換熱器的水側入口連接，流量計的反饋信號傳送給補水泵。

2.根據權利要求1所述的系統實現余熱利用的方法，其特征在于，通過對1#熱泵機組和2#熱泵機組的驅動熱源流體和加熱流體流量控制，實現對制冷用戶和供熱用戶供熱量控制；具體包括：

制冷量控制模式：

常溫常壓空氣經過空壓機一級壓縮后溫度達75℃～95℃，進入一級換熱器與30℃～35℃冷卻水進行換熱，換熱后壓縮空氣溫度為35℃～40℃并進入空壓機二級壓縮、空壓機三級壓縮，二級壓縮空氣和三級壓縮空氣溫度達100℃～120℃，在壓縮后進入二級換熱器、三級換熱器換熱，最后經過三級壓縮及冷卻的空氣進入制氧機；

進入一級換熱器的冷卻水經過換熱后溫度為55℃～65℃，控制一部分換熱水進入1#熱泵機組的驅動熱源入口，一部分進入供熱用戶；進入二級換熱器和三級換熱器的冷卻水經換熱升溫至80℃～90℃后，進入制冷用戶作為熱源驅動制冷機組，產生冷量供用戶所需；驅動制冷機組制冷后，熱水溫度降至70℃～75℃從制冷用戶流出，其中一部分進入1#熱泵機組，并以一級換熱器出來的部分55℃～65℃低溫熱水作為1#熱泵機組的驅動熱源，將進入1#熱泵機組的70℃～75℃回水加熱至80℃～90℃后從1#熱泵機組出口流出，與二級換熱器、三級換熱器出來的80℃～90℃水混合循環進入制冷用戶用于驅動制冷機組；熱水驅動制冷機組制冷后溫度降至70℃～75℃從制冷用戶流出，其中的一部分70℃～75℃回水重新循環進入1#熱泵機組進行加熱；55℃～65℃低溫熱水驅動1#熱泵機組之后溫度降至45℃～55℃后從1#熱泵機組驅動熱源出口流出，與未進入1#熱泵機組的一級換熱器流出55℃～65℃水及制冷用戶流出70℃～75℃回水匯聚，匯聚后作為供熱水進入供熱用戶；供熱后水溫降至40℃～50℃流出供熱用戶，進入冷卻塔降溫至30℃～35℃，重新作為空壓機冷卻水進行循環使用；流量計檢測回水量，當回水量低于總量2％～5％時，反饋給補水泵進行補水；

供熱量控制模式：

常溫常壓空氣經過空壓機一級壓縮后溫度達75℃～95℃，進入一級換熱器與30℃～35℃冷卻水進行換熱，換熱后壓縮空氣溫度為35℃～40℃并進入空壓機二級壓縮、空壓機三級壓縮，二級壓縮空氣和三級壓縮空氣溫度可達100℃～120℃，在壓縮后進入二級換熱器、三級換熱器換熱，最后經過三級壓縮及冷卻的空氣進入制氧機；

進入一級換熱器的冷卻水經過換熱后溫度為55℃～65℃，通過開關調節閥控制一部分換熱水進入2#熱泵機組的入口，一部分進入供熱用戶；進入二級換熱器和三級換熱器的冷卻水經換熱升溫至80℃～90℃后，進入制冷用戶作為熱源驅動制冷機組，產生冷量供用戶所需；驅動制冷機組制冷后，熱水溫度降至70℃～75℃從制冷用戶流出，與一級換熱器換熱后流出未進入2#熱泵機組的部分溫度為55℃～65℃水匯聚，匯聚后的供熱水進入供熱用戶；供熱后水溫降至40℃～50℃，其中一部分的40℃～50℃回水進入2#熱泵機組作為驅動熱源，將一級換熱器出來進入2#熱泵機組的溫度為55℃～65℃換熱水加熱升溫至70℃～75℃，并從2#熱泵機組出口流出；一部分的40℃～50℃回水驅動2#熱泵機組后降溫至30℃～35℃，從2#熱泵機組的驅動熱源出口流出；一部分的40℃～50℃回水流出與2#熱泵機組出口流出和制冷用戶流出的70℃～75℃供熱水匯聚進入供熱用戶；剩余部分的40℃～50℃回水進入冷卻塔降溫至30℃～35℃流出與2#熱泵機組驅動熱源出口流出的30℃～35℃回水匯聚，重新作為空壓機冷卻水進行循環使用；流量計檢測回水量，當回水量低于總量2％～5％時，反饋給補水泵進行補水。