麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统的制作方法

本发明涉及一种余热利用系统，尤其涉及一种蒸汽余热利用系统。

背景技术：

麦汁煮沸是啤酒生产中的一道关键工序，其目的包括蒸发水分、浓缩麦汁、麦汁杀菌、钝化酶、蛋白质的变性絮凝、酒花有效成分的浸出、以及排除麦汁中的异杂臭气等。

麦汁煮沸的过程需要消耗大量蒸汽，用汽量约为酿造啤酒总用汽量的40％～50％，在麦汁煮沸过程中所产生的“水蒸汽”人们称之为“二次蒸汽”，而煮沸锅二次蒸汽带走的热量又占煮沸用汽量的50％左右。

目前，麦汁煮沸主要采用常压煮沸工艺，煮沸过程产生的二次蒸汽直接排入大气。大量的二次蒸汽排入大气中，不仅造成了能源的浪费，而且形成了白色污染。由于二次蒸汽中含有与水沸点相近的其它挥发组分，因此不可以将其液化后直接利用，但可以通过热交换利用热量，产生高温热介质，然后利用高温热介质预热麦汁或加热清洁水后供各车间使用。

如中国专利申请公开第201310524029.5号揭示的一种麦芽蒸煮余热利用系统，包括整体设计、整体组装和整体测试的成套组件，核心部件包括余热收集系统、余热使用系统、自动控制系统三部分。该系统通过管路连接的闪蒸罐、热水贮罐、加热装置、进水管、排水管、洗瓶机组。麦芽蒸煮罐的余热和闪蒸汽通过闪蒸罐及罐内喷淋装置吸收热量，进入热水缓冲罐后，分配给洗瓶机和杀菌机使用。然而，该专利申请揭示的麦芽蒸煮余热利用系统利用剩余蒸汽用于洗瓶工艺、剩余的热水用于循环消防用水及冷却塔补水，对于蒸汽热能的利用效率较低。

又如中国专利申请cn104629968a揭示的一种可循环利用二次蒸汽的麦汁煮沸方法，该方法将煮沸锅内的二次蒸汽和生蒸汽混合后再输送到加热器对麦汁进行加热，这样的煮沸方法不仅提高了二次蒸汽的利用率，而且还提高了啤酒的品质。然而，该专利申请揭示的可循环利用二次蒸汽的麦汁煮沸方法没有合理利用产生生蒸汽的烟气热量，而且二次蒸汽的利用较为单一，不适用于处理大量蒸汽，无法普及工业应用。

因此，提供一种能够充分利用麦汁蒸煮产生的二次蒸汽，并供应蒸煮重新使用以实现余热的极限回收利用的麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统成为业内急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统，其能够充分利用麦汁蒸煮产生的二次蒸汽，同时亦可利用锅炉烟气热量，实现余热能量的循环利用。

为了实现上述目的，本发明提供一种麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统，包括：燃油锅炉、与燃油锅炉通过蒸汽供给管路相连接的麦汁煮沸锅，其中，燃油锅炉包括锅炉本体、设置于锅炉本体的一侧壁的燃油入口及助燃气入口、邻近燃油入口设置于锅炉本体的内部的喷火燃烧器、设于锅炉本体的另一端壁的烟气出口、以及设于锅炉本体的顶部的进水口和高压蒸汽出口；麦汁煮沸锅包括：麦汁煮沸锅本体、设于麦汁煮沸锅本体的底壁的高压蒸汽入口及冷凝水出口、设于麦汁煮沸锅本体的一侧壁的待煮麦汁入口、设于麦汁煮沸锅本体的另一侧壁的煮沸麦汁出口、以及设于麦汁煮沸锅本体的顶壁的二次蒸汽出口。麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统还包括：与麦汁煮沸锅的二次蒸汽出口通过二次蒸汽排出管路相连接的第一列管换热器及第二列管换热器，其中，第一列管换热器包括：第一高温蒸汽入口、第一冷凝水出口、冷水入口、以及热水出口，第一高温蒸汽入口与二次蒸汽排出管路相连接，冷水入口通过管线与冷水源相连接，热水出口通过管路与燃油锅炉的进水口相连接以将换热后形成的热水提供至燃油锅炉；第二列管换热器包括：第二高温蒸汽入口、第二冷凝水出口、冷麦汁入口、以及热麦汁出口，第二高温蒸汽入口与二次蒸汽排出管路相连接，冷麦汁入口与待加工麦汁源相连接，热麦汁出口与麦汁贮罐相连接。

优选地，占二次蒸汽总量的60％～80％的二次蒸汽进入第一列管换热器，占二次蒸汽总量的20％～40％的二次蒸汽进入第二列管换热器。

可选择地，第一列管换热器的热水出口与燃油锅炉的进水口的管路之间设有热水贮罐，热水贮罐设有热水入口、第一热水出口及第二热水出口，热水入口与第一列管换热器的热水出口相连接，第一热水出口与燃油锅炉的进水口相连接。

可选择地，热水贮罐的第一热水出口与燃油锅炉的进水口之间的管路上设有除氧器，除氧器包括外壳、设置于外壳上的除氧水入口、脱氧水出口、设置于外壳内部的汽水分离器以及起膜管，除氧水入口与热水贮罐的第一热水出口相连接以将部分热水输送至除氧器内除氧，脱氧水出口与燃油锅炉的进水口相连接以将经脱氧的热水输送至燃油锅炉作为锅炉给水

可选择地，还包括热交换器及余热锅炉，其中，热交换器包括：高温烟气入口、低温烟气出口、低温导热油入口、以及高温导热油出口，高温烟气入口与燃油锅炉的烟气出口相连接，低温烟气出口与烟囱相连接；余热锅炉包括：高温导热油入口、低温导热油出口、热水入口、以及水蒸汽出口，高温导热油入口与热交换器的高温导热油出口相连接，低温导热油出口与热交换器的低温导热油入口相连接，热水入口与热水贮罐的第二热水出口相连接，水蒸汽出口与麦汁煮沸锅的高压蒸汽入口相连接。

优选地，本发明选用的导热油可以选择烷基联苯醚型导热油或矿物油。

优选地，燃油锅炉为重油燃油锅炉。

可选择地，麦汁煮沸锅的煮沸麦汁出口处设有可拆卸筛网以滤除麦汁中的残渣。

可选择地，进一步包括蒸汽收集装置，蒸汽收集装置包括与燃油锅炉的高压蒸汽出口相连通的第一蒸汽输入口、与余热锅炉的水蒸汽出口相连通的第二蒸气输入口、以及与麦汁煮沸锅的高压蒸汽入口相连通的蒸汽输出口。

可选择地，进一步包括冷凝水收集装置，冷凝水收集装置包括：与第一列管换热器的第一冷凝水出口相连通的第一冷凝水输入口、与第二列管换热器的第二冷凝水出口相连通的第二冷凝水输入口、以及与第一列管换热器的冷水入口相连通的冷凝水输出口。

其中，第一列管换热器的热水出口处的热水的温度为92～99摄氏度，第二列管换热器的热麦汁出口处的热麦汁的温度为85～95摄氏度。

其中，燃油锅炉的烟气出口处的烟气温度为220～250摄氏度，热交换器的低温烟气出口处的烟气温度为130～160摄氏度。

其中，余热锅炉的高温导热油入口处的导热油温度为150～180摄氏度，余热锅炉的低温导热油出口处的导热油温度为120～140摄氏度。余热锅炉的热水入口处的热水温度为92～99摄氏度，余热锅炉的水蒸汽出口处的水蒸汽温度为110～130摄氏度。

优选地，本发明选用的麦汁罐的容积设定为55立方米以上。

可选择地，由于使用热水的不均匀性，本发明选用的热水贮罐的容积设定为50立方米以上。

可选择地，第一列管换热器及第二列管换热器的容积设定为155立方米以上。

本发明的有益效果是：(1)、充分利用麦汁煮沸锅产生的二次蒸汽的热量，通过第一列管换热器利用二次蒸汽的热能将冷水加热为约96摄氏度热水，部分热水作为燃油锅炉给水，提高燃油锅炉内的重油燃烧效率，节约燃油的同时降低生产成本，通过第二列管换热器利用二次蒸汽的热能将麦汁加热至92摄氏度左右，以备下一加热环节使用；(2)、利用燃油锅炉的高温烟气的热量，通过热交换器与导热油进行换热后，导热油在热交换器与余热锅炉之间循环流动，加热第一列管换热器生成的96摄氏度热水，产生120摄氏度的水蒸汽供蒸煮麦汁使用；(3)、燃油锅炉的高温烟气在经过换热后，温度降低至约150摄氏度再排出，减少对环境造成的热污染；(4)、本发明的麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统能够用于工业处理大量麦汁，以初期较低投入获得后期高回报，投资回收及预计为三个月。

附图说明

图1为本发明的麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统的示意图。

图2为本发明的另一实施方式的示意图。

图3为本发明的又一实施方式的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

首先，参照图1，根据本发明的一种非限制性实施方式，麦芽蒸煮设备蒸汽利用系统包括：燃油锅炉10、麦汁煮沸锅20、第一列管换热器30、第二列管换热器40、热水贮罐50以及麦汁贮罐60。

其中，燃油锅炉10包括：锅炉本体101、设置于锅炉本体101的一侧壁的燃油入口102及助燃气入口103、邻近燃油入口102设置于锅炉本体101的内部的喷火燃烧器(未示出)、设于锅炉本体101的另一端壁的烟气出口104、设于锅炉本体101的顶部的进水口105和高压蒸汽出口106。

麦汁煮沸锅20包括：麦汁煮沸锅本体201、设于麦汁煮沸锅本体201的底壁的高压蒸汽入口202及冷凝水出口203、设于麦汁煮沸锅本体的一侧壁的待煮麦汁入口204、设于麦汁煮沸锅本体201的另一侧壁的煮沸麦汁出口205、以及设于麦汁煮沸锅本体201的顶壁的二次蒸汽出口206，高压蒸汽入口202通过蒸汽供给管路l1与燃油锅炉10的高压蒸汽出口106相连接。

第一列管换热器30及第二列管换热器40分别通过二次蒸汽排出管路l2与麦汁煮沸锅20的二次蒸汽出口206相连接。其中，第一列管换热器30包括：第一高温蒸汽入口301、第一冷凝水出口302、冷水入口303以及热水出口304，热水出口304与热水贮罐50相连接。第二列管换热器40包括：第二高温蒸汽入口401、第二冷凝水出口402、冷麦汁入口403以及热麦汁出口404，热麦汁出口404与麦汁贮罐60相连接。

热水贮罐50设有第一热水出口501、第二热水出口502、及热水入口503，热水入口503与第一列管换热器30的热水出口304相连接。

作为一种可替代实施方式，还包括除氧器70、热交换器80及余热锅炉90。

如图1所示，除氧器70包括外壳701、设置于外壳上的除氧水入口702、脱氧水出口703、设置于外壳701内部的汽水分离器(图未示)以及起膜管(图未示)，除氧水入口702与热水贮罐50的第一热水出口501相连接，从而将部分热水输送至除氧器70内除氧，脱氧水出口703与燃油锅炉10的进水口105相连接，从而将经脱氧的热水输送至燃油锅炉10作为锅炉给水补充。

热交换器80包括：高温烟气入口801、低温烟气出口802、低温导热油入口803以及高温导热油出口804，高温烟气入口801与燃油锅炉10的烟气出口104相连接，低温烟气出口802与烟囱相连接。余热锅炉90包括：高温导热油入口901、低温导热油出口902、热水入口903以及水蒸汽出口904，高温导热油入口901与热交换器80的高温导热油出口804相连接，低温导热油出口902与热交换器80的低温导热油入口803相连接，热水入口903与热水贮罐50的第二热水出口502相连接，水蒸汽出口904与麦汁煮沸锅20的高压蒸汽入口202相连接。

为了便于蒸汽的多路收集，在另一种可替代实施方式，系统还设有蒸汽收集装置s和冷凝水收集装置c，如图1所示，蒸汽收集装置s包括与燃油锅炉10的高压蒸汽出口106相连通的第一蒸汽输入口s1、与余热锅炉90的水蒸汽出口904相连通的第二蒸气输入口s2、以及与麦汁煮沸锅20的高压蒸汽入口202相连通的蒸汽输出口s3。冷凝水收集装置c包括：与第一列管换热器30的第一冷凝水出口302相连通的第一冷凝水输入口c1、与第二列管换热器40的第二冷凝水出口402相连通的第二冷凝水输入口c2、以及与第一列管换热器20的冷水入口303相连通以将冷凝水再次循环使用作为冷水补充的冷凝水输出口c3。

由此，在该非限制性实施方式中，重油在燃油锅炉10中燃烧产生的高压水蒸汽自高压蒸汽出口106通过蒸汽供给管路l1自高压蒸汽入口202进入麦汁煮沸锅20中对来自麦汁贮罐60由待煮麦汁入口204进入其中的麦汁进行煮沸，蒸汽在蒸煮麦汁后产生的冷凝水由冷凝水出口203排出，煮沸后的麦汁自煮沸麦汁出口205排出，煮沸过程中产生的二次蒸汽自二次蒸汽出口206排出，随二次蒸汽排出管路l2分别进入第一列管换热器30及第二列管换热器40。其中，占二次蒸汽总量的70％的二次蒸汽自第一高温蒸汽入口301进入第一列管换热器30中，通过换热产生96摄氏度的热水，通过热水出口304，自热水入口503进入热水贮罐50中，热水贮罐50中的热水一部分输送至燃油锅炉10的进水口105处，另一部分输送至余热锅炉90中。而占二次蒸汽总量的30％的二次蒸汽自第二高温蒸汽入口401进入第二列管换热器40中，通过换热将72摄氏度的麦汁预热到92摄氏度后，再置于麦汁贮罐60中。并且，第一列管换热器30及第二列管换热器40产生的冷凝水亦可通过冷凝水收集装置c再提供给第一列管换热器30的冷水入口303处作为冷水补充，实现水蒸汽的物质循环以及能量循环的双料循环使用。

同时，燃油锅炉10产生的240摄氏度的高温烟气，进入热交换器80中与其中的导热油进行换热后温度降低为约150摄氏度，再通过低温烟气出口802排至烟囱。热交换器80中的130摄氏度的低温导热油与烟气换热后温度升高为约160摄氏度，自高温导热油出口804流入余热锅炉90中，与余热锅炉中的96摄氏度的热水换热后，产生120摄氏度的蒸汽提供至蒸汽收集装置s中，与燃油锅炉10产生的高压蒸汽共同实现蒸汽蒸煮使用的效果，导热油由160摄氏度降温至130摄氏度后，再通过低温导热油出口902自热交换器80的低温导热油入口803回流至热交换器80中与高温烟气再进行换热，实现热量的循环使用。

如图2所示，根据另一实施方式，除未采用第二列管换热器40外，其余构造与图1所示实施方式大致相同。

如图3所示，根据本发明的又一实施方式，除未采用热交换器80及余热锅炉90外，其余构造与图1所示实施方式大致相同。

需要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。