一種實現(xiàn)能量階梯利用的區(qū)域內(nèi)綜合能量回收利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實現(xiàn)能量階梯利用的區(qū)域內(nèi)綜合能量回收利用系統(tǒng)，特別涉及一種區(qū)域內(nèi)部采暖、制冷、生活用水等所涉及的能源供應、輸配、使用以及回收的綜合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源的高效利用與節(jié)能環(huán)保已成為決定人類社會能否長期可持續(xù)快速發(fā)展的關(guān)鍵問題，正日益受到人們的重視，而如何利用好各種生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱，對解決能源的高效利用與節(jié)能環(huán)保問題具有十分重要的意義。從總體上看，我國目前的能源供應及安全形勢日趨緊張，很多產(chǎn)品的單位能耗與發(fā)達國家相比差距很大。
[0003]以建筑能耗為例，目前我國每年建成的建筑物面積大20億平方米，其中95%以上屬高能耗建筑，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家3倍以上。采暖、空調(diào)能耗約占建筑能耗的一半以上，全國各電網(wǎng)空調(diào)制冷負荷相當于3個三峽電站。主要耗能設(shè)備效率較低，能源利用效率與國際先進水平相比有較大差距。
[0004]隨著能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)型，我國天然氣用量不斷加大，天然氣用能設(shè)備發(fā)展迅速，如何實現(xiàn)燃氣的高效利用逐步成為當今節(jié)能的重要課題。目前普通燃氣鍋爐等熱能動力設(shè)備排煙溫度約150?250°C，排煙熱損失達到20%以上，造成能源浪費和環(huán)境污染。目前市場上應用最多的是在燃氣鍋爐尾部加裝煙氣余熱利用回收裝置，由于受被加熱介質(zhì)的溫度限制，即采暖回水溫度一般較高，經(jīng)煙氣余熱回收利用裝置后排煙溫度仍在55°C以上，煙氣中還有近一半的余熱被浪費。
[0005]應用于余熱回收的鍋爐主要有火管余熱鍋爐、水管余熱鍋爐和熱管余熱鍋爐三大類，其中火管余熱鍋爐就是煙氣在火筒或煙管中流過，對火筒或煙管外水、汽或汽水混合物加熱；水管余熱鍋爐就是管子里面走水，通過外部煙氣對流/輻射換熱加熱管子中的水；熱管余熱鍋爐，就是利用熱管的蒸發(fā)段吸收煙氣或廢氣的余熱，而通過冷凝段將熱量傳遞給熱管外的水、汽或汽水混合物，火管余熱鍋爐具有結(jié)構(gòu)簡單、對水質(zhì)要求低、操作容易等優(yōu)點，但存在金屬耗量大、煙氣縱向沖刷而傳熱效果差、排煙溫度較高的缺點；存在水容量大、啟動較慢的缺點；還存在煙管內(nèi)易積灰、煙管外難清垢的問題；另外還存在無法適應于大容量和高參數(shù)工況的余熱回收工程的問題；水管余熱鍋爐的受熱面布置方便，傳熱性能好，在結(jié)構(gòu)上可用于大容量和高參數(shù)的工況；但是水系統(tǒng)與主鍋爐(或生產(chǎn)過程)的高溫煙氣直接接觸，一旦發(fā)生泄露現(xiàn)象，不僅水管余熱鍋爐需立刻停爐檢修，提供余熱的主鍋爐(或生產(chǎn)過程)也可能需要緊急處理，甚至停產(chǎn)；另外，水管余熱鍋爐各不同位置的管道溫度差異很大，也無法準確控制煙氣出口溫度，故難以避免低溫酸腐蝕破壞現(xiàn)象；而且鍋爐初期運行時，鍋爐進的是冷水，預熱需要一段時間，水管余熱鍋爐因采用直接換熱，管壁溫度接近常溫水，這樣設(shè)備表面極易出現(xiàn)結(jié)露，粘灰等不良現(xiàn)象；熱管余熱鍋爐徹底隔離了熱源和冷源，不會產(chǎn)生冷熱流體的摻混，但現(xiàn)有的熱管大部分都是利用許多根重力型熱管組合而成，水路與煙道還是必須緊連在一起，工程布置難度大；幾十、幾百乃至幾千根熱管緊密布置，不易于檢修，也難以發(fā)現(xiàn)哪根熱管已失效；幾十、幾百乃至幾千根熱管的工作工況各不相同，整體換熱量無法控制，排煙溫度也無法有效控制，同樣難以避免出現(xiàn)酸露點而造成管道或換熱器的腐蝕現(xiàn)象；另外，實際應用時存在:熱管長時間運行后，會有不凝結(jié)氣體產(chǎn)生，造成氣塞，使得熱管內(nèi)的工質(zhì)無法自然循環(huán)而失效，有時甚至出現(xiàn)外壁干燒，爆管等現(xiàn)象。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種實現(xiàn)能量階梯利用的區(qū)域內(nèi)綜合能量回收利用系統(tǒng)，特別地，包括控制系統(tǒng)，燃氣鍋爐，能量回收設(shè)備，中水池，熱栗，換熱設(shè)備，空調(diào)機組，空調(diào)熱栗機組，雙工況制冷主機；其中，控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和傳感器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過傳感器采集所述綜合能量回收利用系統(tǒng)各末端的參數(shù)，所述參數(shù)至少包括溫度、壓力參數(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測所述綜合能量回收利用系統(tǒng)的運行參數(shù)。
[0007]進一步地，燃氣鍋爐內(nèi)輸入燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣進入能量回收設(shè)備的煙道的煙氣入口，并經(jīng)能量回收設(shè)備的煙氣出口排出；
[0008]能量回收設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)包括煙氣入口、煙氣出口、煙道、冷凝水箱、PH值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、熱力除氧器、氣液收集管、熱管蒸發(fā)器、均液管、分液器、節(jié)能器用熱管循環(huán)、沸騰段用熱管循環(huán)、過熱器用熱管循環(huán)、節(jié)能器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器、過熱器后溫度傳感器、氣液兩相流母管、熱管循環(huán)冷凝器、供液母管、汽包水位線、汽包、汽包壓力指示傳感器、飽和蒸汽管、飽和蒸汽溫度傳感器、過熱器熱管循環(huán)冷凝器出汽管、過熱器用熱管循環(huán)冷凝器進汽管、過熱蒸汽溫度傳感器、軟化水管、給水栗、氣液分配管、節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器出水管、節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器進水管、冷凝器高點排氣閥、汽包水位指示傳感器、多功能罐排氣閥、多功能儲液罐、排污閥、連接管、溶液栗、輸液管和中央控制器，按功能分為逆流氣液兩相流熱管余熱回收節(jié)能器子系統(tǒng)、氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)、逆流氣液兩相流熱管余熱回收過熱段子系統(tǒng)、水汽流動子系統(tǒng)和中央控制子系統(tǒng)；
[0009]η(Ι^η^ΙΟ)個節(jié)能器用熱管循環(huán)按照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱回收節(jié)能器子系統(tǒng)，10)個沸騰段用熱管循環(huán)構(gòu)成氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)，k(l < 10)個過熱器用熱管循環(huán)按照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱回收過熱器子系統(tǒng)；煙道的兩端分別為煙氣入口和煙氣出口 ；每個熱管循環(huán)的上端均設(shè)有安裝在煙道內(nèi)的熱管蒸發(fā)器，每個熱管蒸發(fā)器的兩側(cè)均分別設(shè)有氣液收集管和均液管；每個熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器均對應一個熱管循環(huán)冷凝器，每個熱管循環(huán)冷凝器的一側(cè)均設(shè)有氣液分流管；氣液收集管通過氣液兩相流母管與氣液分流管連通，每個熱管循環(huán)冷凝器的下端均連接制有多功能儲液罐，多功能儲液罐的上下兩端分別設(shè)有多功能罐排氣閥和排污閥，多功能儲液罐和溶液栗之間通過連接管連通；均液管的下端設(shè)有分液器，分液器通過供液母管與溶液栗連通；每個節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器的上端均設(shè)有冷凝器高點排氣閥，下端分別設(shè)有節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器出水管和節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器進水管，用于連通相鄰兩個節(jié)能器用熱管循環(huán)；第I個節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器進水管與給水栗的一端連通，給水栗的另一端與軟化水管連通；沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器之間通過汽包連通；汽包的一端與第η個節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器出水管連通，另一端連接制有汽包水位指示傳感器；汽包內(nèi)設(shè)有汽包水位線，汽包水位線指示汽包內(nèi)水的允許范圍；汽包的上端設(shè)有汽包壓力指示傳感器；第m個沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器處的汽包上端制有飽和蒸汽管，汽包通過飽和蒸汽管與第I個過熱器用熱管循環(huán)冷凝器連通，飽和蒸汽管上設(shè)有飽和蒸汽溫度傳感器；第I個過熱器用熱管循環(huán)冷凝器上端設(shè)有第I個過熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管，其它過熱器用熱管循環(huán)冷凝器的上端分別設(shè)有過熱器用熱管循環(huán)冷凝器進汽管和過熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管，第k個過熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管上連接制有過熱蒸汽溫度傳感器；逆流氣液兩相流熱管余熱回收節(jié)能器子系統(tǒng)后設(shè)有節(jié)能器后溫度傳感器，氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)后設(shè)有沸騰段后溫度傳感器，逆流氣液兩相流熱管余熱回收過熱段子系統(tǒng)后設(shè)有過熱器后溫度傳感器，中央控制子系統(tǒng)的中央控制器分別通過節(jié)能器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器和過熱器后溫度傳感器獲得和控制煙氣溫度，并對溶液栗進行雙位控制或變頻連續(xù)控制；
[0010]冷凝水箱用于收集煙氣冷卻過程中析出的冷凝水，通過PH值調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷凝水的PH值，并通過熱力除氧器對冷凝水進行熱力除氧，冷凝水箱的出水口通過閥門分兩路，其中一路連接中水池，另一路連接燃氣鍋爐用于補水，所述PH值調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括PH值分析儀、加藥箱、加藥栗和加藥控制裝置；
[0011 ] 中水經(jīng)進口送入中水池，中水池的出水口與中水熱栗的蒸發(fā)器的進水口相連，蒸發(fā)器的出水一路送入需要中水的區(qū)域，另一路與能量回收設(shè)備的的第I個節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器進口連接；
[0012]換熱設(shè)備包括板式換熱器、乙二醇-水板式換熱器、取冷板式換熱器；其中，板式換熱器的高溫側(cè)出水口與能量回收設(shè)備的第I個節(jié)能器用熱管循環(huán)冷凝器進口相連；生活熱水回水或其與自來水的混合水分別進入板式換熱器的低溫側(cè)、中水熱栗的冷凝器、空調(diào)熱