一种铝熔炼工艺余热的制冷制热系统的制作方法

本实用新型涉及金属铝锭的熔炼和铸造加工工艺的节能环保领域，具体涉及一种铝熔炼工艺余热的制冷制热系统。

背景技术：

随着经济的发展，我国铝制品行业发展迅速，例如汽车工业领域用铝水平进步空间巨大，2008年，汽车轮毂产量达到9456万件。2014年国内汽车轮毂主要企业产量约为2.08亿件，是2008年的2.2倍。用铝水平进步空间巨大，并且有望形成新的突破。随之而来的金属铝锭的熔炼和铸造加工工艺也需要迅速提升，因此而带来的节能环保的需求也与日俱增。

目前在铝制品行业金属铝锭的熔炼和铸造加工工艺中，熔炼炉熔炼过程燃烧后产生高温烟气，一般温度在400-600摄氏度，该部分烟气大部分企业都是通过烟道直接排除。一部分对环境产品热污染，现有技术中，金属冶炼烟气余热的回收利用，大都采用余热锅炉，只对高温烟气余热进行了回收利用，中低温余热（400-600摄氏度）还未被完全回收利用，大量的高温烟气不经利用而直接排除，热量被大量浪费。对企业生产来讲是一件极不利的情况。

同时熔炼炉熔炼过程燃烧后产生高温烟气还有一定的烟尘，并且具有一定腐蚀性。一般的换热设备或者烟气机组使用后，短时间内会发生堵塞，结垢，换热效果下降甚至报废等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决铝制品行业金属铝锭的熔炼和铸造加工工艺中熔炼炉熔炼过程中，燃烧后产生高温烟气的余热利用问题，通过一种铝熔炼工艺余热的制冷制热系统，实现400-600摄氏度中低温余热烟气的利用，并且回收的热量可以用于其他工艺或者舒适性需求，包括制冷或采暖等。既实现了节能减排，又实现多种工艺或者舒适性需求，降低企业成本，减少热污染，可谓一举多得。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种铝熔炼工艺余热的制冷制热系统，其特征在于：包括熔炼炉、换热器、烟囱、储水箱、温水型溴化锂冷水机组、冷却塔、清灰装置、水质装置以及相关泵组；熔炼炉与换热器管道相连接，同时换热器配有泵组和相关水路、烟气管道及阀门，其中的烟气管道与烟囱相连，换热器的另一侧与储水箱通过相关管道及泵组阀门相连接，储水箱、温水型溴化锂冷水机组、冷却塔三者依次通过相关管道及泵组阀门相连接，清灰装置与换热器连接，水质装置通过管路分别连接于储水箱与温水型溴化锂冷水机组、温水型溴化锂冷水机组与冷却塔之间的管路上，目标对象通过相关管道及泵组阀门分别连接储水箱与温水型溴化锂冷水机组。

所述水质装置通过管路分别连接于储水箱与温水型溴化锂冷水机组、温水型溴化锂冷水机组与冷却塔之间的泵组阀门之前，所述水质装置包括通过加药对储水箱水质处理和冷却塔内水质处理的加药装置及用于给储水箱供软化水的软水装置，两者相互独立设置。

所述清灰装置中包括自动检测模块、自动清灰模块、排灰模块以及报警模块，其中：

所述自动检测模块位于换热器进出口及内部，并与自动清灰模块、排灰模块及位于系统控制柜内部的报警模块连接，自动清灰模块、排灰模块与换热器相连通；

所述自动检测模块用于实时监测烟气系统压力差值，判断系统堵塞状态，数据传输至系统控制柜中；

所述自动清灰模块为机械清灰结构，包括储灰机构和排灰接口，用于接收自动检测模块到达压力值判断为轻微积灰范围值时的信号，进而启动储灰机构和排灰接口；自动清灰模块周期性清扫换热器内部；

所述排灰模块包括储灰机构和排灰接口，用于接收自动检测模块到达压力值判断为严重积灰范围值时的信号，进而启动报警模块的报警装置，同时打开储灰机构和排灰接口，清洗后，烟气系统压力差值正常，方可恢复系统运转；

所述报警模块用于接收自动检测模块检测烟气系统压力差值超出系统设定压差时的信号，进而启动报警装置输出报警信号。

所述报警装置为蜂鸣报警器，手动可解除。

所述制冷制热系统连接远程控制系统，远程控制系统位于控制柜内部，通过网络接口通过互联网远程连接远程控制监控中心，实现系统的数据采集，远程上传，根据数据情况，判断系统运行状态，实现远程监控，故障预警，故障诊断功能。

所述目标对象包括铝熔炼厂房及铝熔炼加工工艺。

本实用新型的具体原理是：

通过温水型溴化锂吸收式机组来实现制冷。具体是熔炼炉产品的烟气经过换热装置回收热量，储存于中间介质水中，在储水箱系统内循环。烟气被换热后，通到烟囱排放。储水箱中的热量被温水型溴化锂吸收式机组利用，从而去制冷做功。无用能量通过泵组传递至冷却塔中，散失掉。以上完成制冷目的。此为烟气余热利用制冷系统；

该熔炼炉与换热器管道相连接，同时配有泵组和相关水路，烟道阀门，其中的烟气管道与烟囱相连。换热器的另一侧与储水箱通过相关管道及泵组阀门相连接。储水箱与目标对象通过相关管道及泵组阀门相连接组成，通过烟气换热及热水循环水系统，实现制热功能。此为烟气余热利用制热系统。适合冬季或者其余需要热量或者热水的工况，通过储水箱的连接，对外输出热量。从而实现供热目的。

另外该系统还配备了清灰装置，在开机前，中，后能够实现不同动作。实现吹扫。平时系统实时监测烟气系统入口出口压力差，判断系统堵塞状态。若堵塞，报警。同时对水系统配备水质管理系统，包括加药，软水器等水质处理设备，以便控制烟气换热后的热水和溴冷机组的冷却水水质，防止结垢，堵塞等问题，影响换热，使系统效率下降。

本实用新型的效果是：实现400-600摄氏度中低温余热烟气的利用，充分考虑了换热、腐蚀、积灰、清灰、效率、设计、水质、控制等多方面因素，能够有效解决现存的中低温余热未被完全回收利用，高温烟气还有一定的烟尘及腐蚀性的问题。

附图说明

图1为传统熔炼炉排放示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为清灰装置各模块连接示意图；

图中：熔炼炉1、换热器2、烟囱3、储水箱4、温水型溴化锂冷水机组5、冷却塔6、目标对象7、清灰装置8、自动检测模块81、自动清灰模块82、排灰模块83、报警模块84、水质装置9。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图2所示，一种铝熔炼工艺余热的制冷制热系统，包括熔炼炉1、换热器2、烟囱3、储水箱4、温水型溴化锂冷水机组5、冷却塔6、清灰装置8、水质装置9以及相关泵组；熔炼炉1与换热器2管道相连接，同时换热器2配有泵组和相关水路、烟气管道及阀门，其中的烟气管道与烟囱3相连，换热器2的另一侧与储水箱4通过相关管道及泵组阀门相连接，储水箱4、温水型溴化锂冷水机组5、冷却塔6三者依次通过相关管道及泵组阀门相连接，清灰装置8与换热器2连接，水质装置9通过管路分别连接于储水箱4与温水型溴化锂冷水机组5、温水型溴化锂冷水机组5与冷却塔6之间的管路上，目标对象7通过相关管道及泵组阀门分别连接储水箱4与温水型溴化锂冷水机组5。

所述水质装置9通过管路分别连接于储水箱4与温水型溴化锂冷水机组5、温水型溴化锂冷水机组5与冷却塔6之间的泵组阀门之前，所述水质装置包括通过加药对储水箱水质处理和冷却塔内水质处理的加药装置及用于给储水箱供软化水的软水装置，两者相互独立设置。

所述水质装置通过管路分别连接于储水箱与温水型溴化锂冷水机组、温水型溴化锂冷水机组与冷却塔之间的泵组阀门之前，所述水质装置包括通过加药对储水箱水质处理和冷却塔内水质处理的加药装置及用于给储水箱供软化水的软水装置，两者相互独立设置。

如图3所示，所述清灰装置8中包括自动检测模块81、自动清灰模块82、排灰模块83以及报警模块84，其中：

所述自动检测模块81位于换热器2进出口及内部，并与自动清灰模块82、排灰模块83及位于系统控制柜内部的报警模块84连接，自动清灰模块82、排灰模块83与换热器2相连通；

所述自动检测模块81用于实时监测烟气系统压力差值，判断系统堵塞状态，数据传输至系统控制柜中；

所述自动清灰模块82为机械清灰结构，包括储灰机构和排灰接口，用于接收自动检测模块81到达压力值判断为轻微积灰范围值时的信号，进而启动储灰机构和排灰接口；自动清灰模块82周期性清扫换热器2内部；

所述排灰模块83包括储灰机构和排灰接口，用于接收自动检测模块81到达压力值判断为严重积灰范围值时的信号，进而启动报警模块84的报警装置，同时打开储灰机构和排灰接口，清洗后，烟气系统压力差值正常，方可恢复系统运转；

所述报警模块84用于接收自动检测模块81检测烟气系统压力差值超出系统设定压差时的信号，进而启动报警装置输出报警信号。

所述报警装置为蜂鸣报警器，手动可解除。

所述制冷制热系统连接远程控制系统，远程控制系统位于控制柜内部，通过网络接口通过互联网远程连接远程控制监控中心，实现系统的数据采集，远程上传，根据数据情况，判断系统运行状态，实现远程监控，故障预警，故障诊断功能。

本实用新型的具体原理是：

通过温水型溴化锂吸收式机组来实现制冷。具体是熔炼炉产品的烟气经过换热装置回收热量，储存于中间介质水中，在储水箱系统内循环。烟气被换热后，通到烟囱排放。储水箱中的热量被温水型溴化锂吸收式机组利用，从而去制冷做功。无用能量通过泵组传递至冷却塔中，散失掉。以上完成制冷目的。此为烟气余热利用制冷系统；

该熔炼炉与换热器管道相连接，同时配有泵组和相关水路，烟道阀门，其中的烟气管道与烟囱相连。换热器的另一侧与储水箱通过相关管道及泵组阀门相连接。储水箱与目标对象通过相关管道及泵组阀门相连接组成，通过烟气换热及热水循环水系统，实现制热功能。此为烟气余热利用制热系统。适合冬季或者其余需要热量或者热水的工况，通过储水箱的连接，对外输出热量。从而实现供热目的。

另外该系统还配备了清灰装置，在开机前，中，后能够实现不同动作。实现吹扫。平时系统实时监测烟气系统入口出口压力差，判断系统堵塞状态。若堵塞，报警。同时对水系统配备水质管理系统，包括加药，软水器等水质处理设备，以便控制烟气换热后的热水和溴冷机组的冷却水水质，防止结垢，堵塞等问题，影响换热，使系统效率下降。