一种冷凝水余热回收装置和工业用热系统的制作方法

本实用新型涉及工业生产节能技术领域，特别涉及一种冷凝水余热回收装置和工业用热系统。

背景技术：

随着社会的不断发展，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容。实现这样的目标主要依靠工业领域，如纯碱生产工艺作为高能耗生产工艺之一，生产过程中主要以蒸汽为能源介质。在实际生产中，纯碱工艺热能大多数情况下来自区域集中供热管网，具有长距离运输的特点。

目前，来自热网的较高品质的蒸汽通过减温减压器以实现匹配生产工艺的热负荷特性，通过工艺用热后所产生的冷凝水具有较价高的温度，携带有大量热量，由于动力厂的回水温度受管网设计制约，现有技术一般通过循环水对冷凝水进行降温，被循环水带走的这部分热量通过冷却塔释放到大气中，造成能量的浪费，降低了能源利用率。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种冷凝水余热回收装置和工业用热系统，以解决现有技术利用冷却塔对冷凝水降温导致能量浪费，能源利用率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种冷凝水余热回收装置，应用于工业用热系统，冷凝水余热回收装置包括：设置在工业用热系统的冷凝水管道出口和减温减压器进口之间的换热器；换热器的第一进口连接减温水管道的出口，换热器的第二进口连接冷凝水管道的出口，换热器的第一出口连接减温减压器的进口，换热器的第二出口连接工业用热系统的动力设备的传输管网；换热器利用减温水对冷凝水降温，将降温后的冷凝水通过传输管网传输给动力设备，并将升温后的减温水与动力设备输出的高压蒸汽分别输送给减温减压器，实现余热回收。

可选地，换热器为板式换热器。

可选地，减温水的温度低于当地大气压下的饱和水温。

可选地，减温水和冷凝水均为软化水。

另一方面，本实用新型提供了一种工业用热系统，其特征在于，包括动力设备、减温减压器和上述冷凝水余热回收装置。

可选地，工业用热系统还包括设置在传输管网中的加压装置，加压装置用于增加冷凝水的压力，保持冷凝水在传输管网中以液态方式传输至动力设备。

可选地，加压装置包括水泵。

可选地，工业用热系统包括至少两套减温减压器以匹配不同用热工艺对蒸汽负荷的需求。

可选地，至少两套减温减压器包括第一减温减压器和第二减温减压器，第一减温减压器用于对动力设备输出的高压蒸汽与升温后的减温水的混合物进行降温降压处理，以满足纯碱生产的用热工艺；第二减温减压器用于对动力设备输出的高压蒸汽与升温后的减温水的混合物进行处理使其满足蒸汽轮机进口蒸汽的要求，以使蒸汽轮机驱动压缩机工作为纯碱生产工艺提供压缩空气。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在工业用热系统的冷凝水管道出口和减温减压器进口之间的换热器，通过换热器利用减温水对冷凝水降温，将降温后的冷凝水通过传输管网传输给动力设备，降低了冷凝水远距离回送至动力设备过程中的管网投资和维护成本，并通过将升温后的减温水与动力设备输出的高压蒸汽分别输送给减温减压器，实现余热回收、减少能量浪费、降低生产工艺对高温高压蒸汽的需求量，实现能源高效利用。

附图说明

图1为本实用新型实施例示出的工业用热系统示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本实用新型的整体技术构思是：针对工业生产中所需热能来自区域集中供热管网，热能具有长距离运输的特定，在将生产过程中由高温高压蒸汽冷凝成的较高温度的冷凝水引至减温减压器之前，通过增设冷凝水余热回收装置利用减温水降低冷凝水的温度，降低冷凝水远距离回送至动力设备过程中的管网投资和维护成本，同时通过将升温后的减温水回送至减温减压器实现余热回收、减少能量浪费，并能降低生产工艺对高温高压蒸汽的需求量，实现能源高效利用。

基于上述技术构思，本实用新型一方面提供了一种工业用热系统，包括动力设备、减温减压器和冷凝水余热回收装置，其中，冷凝水余热回收装置包括设置在工业用热系统的冷凝水管道出口和减温减压器进口之间的换热器，优选地本实施例中的换热器为板式换热器，以提高换热效率；

换热器的第一进口连接减温水管道的出口，换热器的第二进口连接冷凝水管道的出口，换热器的第一出口连接减温减压器的进口，换热器的第二出口连接工业用热系统的动力设备的传输管网；

本实施例在工业用热系统的冷凝水管道出口和减温减压器进口之间的换热器，通过换热器利用减温水对冷凝水降温，将降温后的冷凝水通过传输管网传输给动力设备，降低了冷凝水远距离回送至动力设备过程中的管网投资和维护成本，并通过将升温后的减温水与动力设备输出的高压蒸汽分别输送给减温减压器，实现余热回收、减少能量浪费、降低生产工艺对高温高压蒸汽的需求量，实现能源高效利用。

由于本实施例中冷凝水为高于当地大气压所对应的饱和水温度，本实施例在传输管网中的加压装置，利用加压装置增加冷凝水的压力，以保证液态冷凝水传输过程中有足够压力克服传输管网的阻力，进一步降低冷凝水远距离回送至动力设备过程中的管网投资和维护成本。本实施例的加压装置包括但不局限于水泵，利用水泵使冷凝水压力变大，避免远距离会送至动力设备过程中出现汽化现象，使冷凝水以液态形式进行传输，同时通过水泵升压冷凝水还可以克服传输过程中的阻力损失，提供传输动力。

由于实际应用中工业用热系统的不同工业对蒸汽有不同的负荷需求，基于此本实施例的工业用热系统包括至少两套减温减压器以匹配不同用热工艺对蒸汽负荷的需求，示例性地，至少两套减温减压器包括第一减温减压器和第二减温减压器；第一减温减压器用于对动力设备输出的高压蒸汽与升温后的减温水的混合物进行降温降压处理，以满足纯碱生产的用热工艺；第二减温减压器用于对动力设备输出的高压蒸汽与升温后的减温水的混合物进行处理使其满足蒸汽轮机进口蒸汽的要求，以使蒸汽轮机驱动压缩机工作为纯碱生产工艺提供压缩空气。

基于上述技术构思，本实用新型另一方面还提供了一种冷凝水余热回收装置，应用于工业用热系统，如纯碱生产工业用热系统。

本实施例的冷凝水余热回收装置包括：设置在工业用热系统的冷凝水管道出口和减温减压器进口之间的换热器，优选地，本实施例中的换热器为板式换热器，提高换热效率。

本实施例的换热器的第一进口连接减温水管道的出口，换热器的第二进口连接所述冷凝水管道的出口，换热器的第一出口连接减温减压器的进口，换热器的第二出口连接工业用热系统的动力设备的传输管网；本实施例的换热器利用减温水对冷凝水降温，将降温后的冷凝水通过传输管网传输给动力设备，并将升温后的减温水与所述动力设备输出的高压蒸汽分别输送给减温减压器，实现余热回收。

本实施例通过将冷凝水余热回收装置设置在冷凝水管道出口和减温减压器进口之间，利用减温水降温冷凝水，通过将减温水将部分热量带回到高温高压蒸汽中，实现余热回收利用。

本实施例中减温水和冷凝水均为软化水，不会在换热器的换热面产生结垢，保持换热性能的稳定性。本申请中减温水具有高压常温的特点，示例性地减温水的温度低于当地大气压下的饱和水温，而冷凝水的温度高于当地大气压所对应的饱和水温度，在能量回收过程中，减温水和冷凝水通过换热器进行能量交换，冷凝水温度从当地大气压力下的饱和水温度变成具有一定过冷度的未饱和水，热量通过常温下的减温水带回工业用热系统被实现余热回收利用，同时将经过换热器后的冷凝水通过加压装置适当升压以实现长距离运输返回动力设备，系统操作方便、原理简单。

为详细说明本实用新型对冷凝水余热的回收处理方法，本实用新型以对纯碱厂生产工艺过程中的冷凝水的余热回收过程为例进行说明。

在纯碱生成工艺过程中，来自动力设备锅炉的高压蒸汽通过减温减压器以匹配纯碱生产工艺对蒸汽品质的需求，高压蒸汽通过煅烧炉等工艺后形成较高温度的冷凝水，利用减温水降温冷凝水，通过减温水将热量带回到蒸汽中，实现余热回收利用，减少工艺对蒸汽需求量的方法。

图1为本实用新型实施例示出的工业用热系统示意图，如图1所示，从动力设备锅炉1远距离输送到纯碱厂的高温高压蒸汽，一路蒸汽通过减温减压器2进行温度和压力的降低处理，以满足纯碱生产的主要用热工艺3(如煅烧炉用热工艺)，最终形成与当地大气压力下的饱和水温度相近的冷凝水；另一路蒸汽通过减温减压器7进行温度和压力的处理，以满足蒸气轮机8的进口蒸汽参数要求，蒸汽轮机8的输出功驱动压缩机4工作，为纯碱生产工艺提供压缩空气，蒸汽轮机8出口的乏汽通过冷凝形成冷凝水。

以上两路冷凝水混入到同一根管道输送至板式换热器6与减温水实现能量交换，减温水为从软水箱输送而来的常温水，温度远低于当地大气压力下的饱和水温，降温处理后的冷凝水通过水泵5升压处理后经过长距离输送回动力设备，而升温后的减温水输送至减温减压器2、7的进口，经过减温减压器2、7的混合器与来自锅炉1的高温高压蒸汽混合后处理成适用于不同生产工艺热负荷需求的蒸汽。

本实用新型在工业用热系统的冷凝水管道出口和减温减压器进口之间的换热器，通过换热器利用减温水对冷凝水降温，将降温后的冷凝水通过传输管网传输给动力设备，降低了冷凝水远距离回送至动力设备过程中的管网投资和维护成本，并通过将升温后的减温水与动力设备输出的高压蒸汽分别输送给减温减压器，实现余热回收、减少能量浪费、降低生产工艺对高温高压蒸汽的需求量，实现能源高效利用。

为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。