[發明專利]一種回收焦化余熱的大溫差取、放熱裝置及運行控制方法

在審

• 申請號: 202110283627.2
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112923597A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 桑憲輝;吳玉麒;李彤;趙增玉;李策;朱孔玨;王輝;李守濤
• 申請（專利權）人: 冰輪智慧新能源技術（山東）有限公司;濟寧市兗州區智慧新能源研究院
• 主分類號: F25B15/04
• 分類號: F25B15/04;F25B49/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 季英健

本發明給出了一種回收焦化余熱的大溫差取、放熱裝置及運行控制方法，包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器和中央控制器，第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器和第五換熱器通過各管路連接實現熱量傳遞，中央控制器控制本裝置的運行。發明采用取熱裝置、放熱裝置分體式布局，取熱裝置布置在焦化廠內部，通過兩級串聯的方式最大幅度回收氨水及蒸汽余熱、加大供回水溫差；放熱裝置布置在焦化廠外的換熱站內，通過設置大溫差吸收式換熱機組實現取熱、放熱裝置之間循環水的大溫差循環；并在放熱裝置中設置多級串聯、并聯取熱換熱器，實現熱量的梯級、穩定釋放。

技術領域

本發明涉及一種回收焦化余熱的大溫差取、放熱裝置及運行控制方法。

背景技術

焦化廠煉焦及發電過程中對外排放巨大的能量。以120萬噸的焦化廠為例，主要排放三種溫度梯度的廢熱：冷卻塔冷卻水溫度35～40℃，流量約4800m³/h；循環氨水溫度80～85℃，流量約1500m³/h；余熱鍋爐蒸汽溫度140～150℃，流量15t/h；總排放廢熱量約120噸/h當量蒸汽。一方面焦化廠煉焦過程對外排放大量廢熱，另一方面又需要消耗大量的能源對焦化廠內部及周邊區域生產、生活用熱進行補充，不符合焦化行業自身及北方地區清潔供暖節能減排、低碳綠色的發展方向。

公布號為CN104034090A的中國專利，公開了一種循環氨水余熱利用系統。設置循環氨水換熱器、熱泵機組，通過循環氨水換熱器將循環氨水廢熱傳遞至軟化水中，通過雙效吸收式熱泵制取冷水或熱水，滿足焦化廠內夏季制取冷凍水、冬季制取中溫水的目的。但上述專利側重點在制取的冷水或熱水僅服務于焦化系統內部，適用范圍受限。主要原因在于：核心設備全部布置在焦化廠內，軟化水供回水溫差小，不具備遠程輸送條件；吸收式熱泵需采用蒸汽驅動，外部無可用氣源；制熱部分負荷需同時調節循環氨水廢熱回收量及驅動蒸汽量，靈活性差、效率低。

公告號為CN210219960U的中國專利，公開了一種焦化初冷水余熱利用系統。在焦化廠內設置吸收式熱泵、尖峰加熱器、太陽能集熱器、導熱油換熱器，通過太陽能集熱器加熱導熱油產生的蒸汽驅動吸收式熱泵回收初冷器低溫水余熱，從而制取采暖水供給周邊供熱；太陽能不足時采用蒸汽驅動吸收式熱泵。但上述專利側重點采用太陽能替代部分蒸汽去熱泵驅動，余熱回收量小。主要原因在于：太陽能回收量小，蒸汽仍是主力熱源，回收焦化余熱量小；熱泵機組位于焦化廠內部，采暖水供回水溫差小，不具備遠程輸送條件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種回收焦化余熱的大溫差取、放熱裝置，與現有技術相比，本發明采用取熱裝置、放熱裝置分體式布局，取熱裝置布置在焦化廠內部，通過兩級串聯的方式最大幅度回收氨水及蒸汽余熱、加大供回水溫差；放熱裝置布置在焦化廠外的換熱站內，通過設置大溫差吸收式換熱機組實現取熱、放熱裝置之間循環水的大溫差循環；并在放熱裝置中設置多級串聯、并聯取熱換熱器，實現熱量的梯級、穩定釋放。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種回收焦化余熱的大溫差取、放熱裝置及運行控制方法，其特征是，包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器和中央控制器，通過氨水循環管路實現高溫氨水在第一換熱器內的放熱循環流動，通過蒸汽循環管路實現高溫蒸汽在第二換熱器內的放熱循環流動，通過第一熱輸送管路實現第一換熱器和第二換熱器內的熱量向第三換熱器、第四換熱器和第五換熱器的循環傳遞，通過第二熱輸送管路實現第三換熱器和第四換熱器內熱量向第一取暖端的循環傳遞，通過第三熱輸送管路實現第五換熱器內熱量向第二取暖端的循環傳遞，中央控制器控制氨水循環管路、蒸汽循環管路、第一熱輸送管路、第二熱輸送管路和第三熱輸送管路的運行。

優選地，所述第三換熱器為一熱泵機組，所述熱泵機組包括第一放熱管組、第二放熱管組和第三吸熱管組。