[實用新型]工業(yè)余熱一體式回收利用裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202223546508.0
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN219141533U
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付永全
• 申請（專利權(quán)）人: 付永全
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F23J15/06;F22B1/18;F28D21/00;F25D17/02
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 王崗

本實用新型公開了一種工業(yè)余熱一體式回收利用裝置，包括工質(zhì)壓縮機、工質(zhì)冷卻器以及余熱換熱器，所述工質(zhì)壓縮機與工質(zhì)冷卻器、余熱換熱器通過循環(huán)管路連接，形成工質(zhì)冷熱交換系統(tǒng)；還包括熱循環(huán)泵，該熱循環(huán)泵以逆卡諾循環(huán)方式帶動載熱介質(zhì)循環(huán)流動于余熱鍋爐與工質(zhì)冷卻器之間，這些系統(tǒng)專門針對工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)棄熱回收實現(xiàn)低效余熱利用進行設(shè)計，通過在循環(huán)冷卻水回水總管管路中設(shè)置余熱換熱器將熱換出，將循環(huán)冷卻水回水降低至設(shè)計溫度后直接進入循環(huán)水池循環(huán)使用，不再進入涼水塔，涼水塔停止使用；余熱換熱器換出的熱量用熱循環(huán)泵提高品質(zhì)后送到余熱鍋爐作為熱源生產(chǎn)高溫?zé)崴蛘羝_到余熱回收、循環(huán)水冷卻塔停用目標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體來講涉及的是一種基于熱泵技術(shù)的工業(yè)余熱一體式回收利用裝置。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)中低品位熱能很多，從其來源可分高溫?zé)煔庥酂帷⒗鋮s介質(zhì)余熱、廢氣廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液余熱和廢料余熱等幾種主要類型。資料顯示，2021年我國各行業(yè)的余熱總資源約占其能源消耗總量在?15%~67%之間，分布在冶金為35%-40%、化工17%-67%、建材30%-40%，即使機械和輕工主體行業(yè)也達到15%，這些行業(yè)中冷卻介質(zhì)余熱約占余熱資源總量的20%，因溫度低屬于低品位難回收余熱，受經(jīng)濟技術(shù)條件限制，多以棄之不用處理，隨處可見的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，實質(zhì)上就是將低品位熱能排向環(huán)境的裝置。

研究表明，可回收利用的余熱資源約為燃料消耗總量10%-40%，據(jù)此測算，2020年我國可回收余熱總資源平均值約13億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，冷卻介質(zhì)可回收余熱總資源超過1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，預(yù)計到2026年我國余熱資源均量將達到14.55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果采用一種工藝技術(shù)和裝置實現(xiàn)冷卻介質(zhì)余熱回收，既可取消工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、減少水資源消耗，還可以節(jié)約大量標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)水節(jié)能效益將十分巨大。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是針對工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)棄熱，提供一種工業(yè)余熱一體式回收利用裝置，通過設(shè)計一體化新型余熱換熱器，在不改變現(xiàn)有工廠生產(chǎn)工藝的情況下，以軟水作為循環(huán)冷卻水，將余熱換熱器設(shè)置在循環(huán)冷卻水回水總管管路中將含熱換出，將循環(huán)冷卻水回水降低至設(shè)計溫度后不再進入涼水塔，直接進入循環(huán)水池循環(huán)使用，達到節(jié)能減排、循環(huán)水冷卻塔停用目標(biāo)；余熱換熱器換出的熱量用熱泵提高品質(zhì)，并設(shè)置余熱鍋爐再生利用，生產(chǎn)熱水、熱空氣或低溫蒸汽返回生產(chǎn)車間，作為生產(chǎn)能源的補充，達到余熱回收。

本專利是這樣實現(xiàn)的，構(gòu)造一種工業(yè)余熱一體式回收利用裝置，其特征在于，包括工質(zhì)壓縮機和處于余熱鍋爐內(nèi)的工質(zhì)冷卻器，安裝在循環(huán)冷卻水回水總管上的余熱換熱器，所述工質(zhì)壓縮機與工質(zhì)冷卻器、余熱換熱器通過循環(huán)管路連接，形成工質(zhì)冷熱交換系統(tǒng)；?其中工質(zhì)壓縮機通過利用其內(nèi)置的熱泵將出余熱換熱器工質(zhì)壓縮成高溫工質(zhì)；系統(tǒng)還包括熱循環(huán)泵，該熱循環(huán)泵帶動載熱介質(zhì)循環(huán)流動于余熱換熱器與工質(zhì)冷卻器之間。

進一步的，所述余熱換熱器與工質(zhì)冷卻器結(jié)構(gòu)相同，該余熱換熱器為SiC材料微通道平流換熱器，由多組一體式微通道換熱板并聯(lián)組成，所述換熱板內(nèi)設(shè)有供工質(zhì)流動的工質(zhì)微通道管，換熱板間設(shè)有供循環(huán)冷卻回水流動的間隙。

進一步的，所述換熱板內(nèi)設(shè)有供工質(zhì)流動的工質(zhì)進料管、工質(zhì)出料管，工質(zhì)進料管工質(zhì)出料管設(shè)置可以控制工質(zhì)流量的調(diào)節(jié)閥門，換熱板間設(shè)有間隙，供循環(huán)冷卻回水流動。

進一步的，還包括工控機，該工控機與溫度傳感器、溫度流量調(diào)控閥均保持連接，以工質(zhì)出料管出口溫度的一致性控制工質(zhì)進料管流量調(diào)節(jié)閥門的工質(zhì)流量實現(xiàn)換熱板各板熱負荷調(diào)節(jié)。

此設(shè)置的目的在于，SiC材料傳熱系數(shù)大、強度高，且工質(zhì)在板內(nèi)流動，循環(huán)冷卻水回水由板間通過，以滿足循環(huán)冷卻水回水流量確定板間距，以余熱現(xiàn)場換熱需求確定換熱器負荷。

進一步的，還包括設(shè)置在所述余熱換熱器、工質(zhì)冷卻器的冷熱介質(zhì)進出口的溫度傳感器以及設(shè)置在所述換熱器、工質(zhì)冷卻器的冷熱工質(zhì)進出口溫度流量調(diào)控閥。還包括工控機，該工控機與溫度傳感器、溫度流量調(diào)控閥均保持連接。