本發(fā)明涉及一種集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,尤其涉及一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù):
由于基本化學(xué)原理的影響,工業(yè)生產(chǎn)的能源利用效率普遍不高,大量余熱在生產(chǎn)過程中以氣、液、固的形式排放到環(huán)境中,造成了能源浪費,而低品位工業(yè)余熱在其中占50%以上。于此同時,我國供暖規(guī)模以年均10%的增速飛速增長,導(dǎo)致我國北方地區(qū)供暖熱源緊缺的局面。供暖時室溫一般要求在20℃左右,理論上20℃以上的熱源都可以被用于供暖。這一穩(wěn)定而巨大的熱需求為工業(yè)生產(chǎn)中低品位余熱的應(yīng)用提供了解決途徑,同時也減少了新建大型集中供暖熱源而帶來的化石能源消耗,產(chǎn)生經(jīng)濟效益的同時降低對環(huán)境的污染,所以將低品位工業(yè)余熱用于供暖有著良好的發(fā)展前景。
經(jīng)調(diào)研分析后發(fā)現(xiàn),以煉油化工廠為例,廠內(nèi)低于50℃的低溫?zé)彷^多,中高溫?zé)崃枯^少,常規(guī)供熱方式利用難度很大。目前的工業(yè)余熱供暖系統(tǒng)主要由余熱采集系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、末端換熱器等組成。檢索現(xiàn)有相關(guān)技術(shù),發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個問題:
1、廠內(nèi)換熱流程不合理?,F(xiàn)有余熱回收技術(shù)通常只考慮電廠和其他工業(yè)中的循環(huán)水余熱,換熱熱源過于單一,且往往直接將循環(huán)水送至末端機組或者采用熱泵直接取熱后送至末端用戶,缺乏對余熱進行梯級利用的概念。另外,對于循環(huán)水以外的工藝內(nèi)余熱,如煉油廠中的常頂油氣、中段回流等50℃以上余熱未做考慮,沒有將取熱環(huán)節(jié)的效果達到最優(yōu)。
2、熱網(wǎng)供回水溫差小,管網(wǎng)投資大,遠距離輸送困難。現(xiàn)有余熱供熱技術(shù)大多數(shù)僅利用了工藝內(nèi)的循環(huán)水余熱,有的將循環(huán)水余熱在工廠內(nèi)采出后供暖;也有的將循環(huán)水直接送至末端用戶,再通過熱泵提取余熱供暖。這兩種方式均存在輸送溫差過小的問題,導(dǎo)致實際工程中管網(wǎng)投資大、輸送成本高等困難。如申請?zhí)枮椤?01220146128.5”的專利中,一次網(wǎng)供水溫度為60~70℃,回水溫度為40~50℃,供回水溫差僅為20℃。同時,雖然熱源采用熱泵提取循環(huán)水余熱,但熱網(wǎng)水流量巨大,無法實現(xiàn)遠距離輸送。
3、末端沒有進行合理配置,換熱過程存在熱量損失。在申請?zhí)枮椤?01210075294.5”的專利中提出的針對電廠工業(yè)余熱的大溫差集中供熱系統(tǒng),其供回水溫度為130℃和30℃,在用戶末端采用熱冷卻塔的形式,通過內(nèi)部不同的換熱盤管與用戶二次網(wǎng)換熱,將不同溫度等級的熱水分配到末端用戶。但是,實際上用戶側(cè)二次網(wǎng)供水需求溫度往往在60℃以下,將130℃的一次網(wǎng)水直接與二次網(wǎng)水換熱,浪費了一次網(wǎng)供水的驅(qū)動力。同時,該專利中二次網(wǎng)用戶需要滿足不同溫度段的合理配比,只有一次網(wǎng)水在40℃到30℃的供熱量與地板采暖用戶負荷相匹配時,才有可能將一次網(wǎng)回水溫度降低至30℃。所以,實際運行時一次網(wǎng)回水溫度受末端用戶側(cè)需求影響較大。
4、電熱泵耗電量大,運行成本高?,F(xiàn)有余熱供暖方式是直接通過電熱泵提取低品位工業(yè)余熱,但電熱泵運行小時數(shù)較長,耗電量大,電價貴,雖然節(jié)能環(huán)保,但經(jīng)濟性通常較差。
5、余熱供熱規(guī)模小,無法滿足城市量級集中供暖的需求。由于取熱不合理性和輸送距離的限制,現(xiàn)有余熱供暖技術(shù)往往著眼于工廠家屬區(qū)等近距離用戶的供暖,無法解決大規(guī)模城市量級的工業(yè)余熱集中供暖問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,克服現(xiàn)有低品位工業(yè)余熱供熱系統(tǒng)的缺點,注重工業(yè)余熱的梯級利用,能夠最優(yōu)化地利用廠區(qū)內(nèi)的余熱資源,且熱網(wǎng)輸配溫差達50℃以上,大幅降低管網(wǎng)投資和輸配費用,為低品位余熱遠距離輸送創(chuàng)造有利條件。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括工業(yè)余熱采集子系統(tǒng)、輸送熱網(wǎng)和末端熱利用子系統(tǒng);其中,所述工業(yè)余熱采集子系統(tǒng)包括循環(huán)水余熱采集裝置、低溫余熱物料換熱器和廠內(nèi)電熱泵,所述輸送熱網(wǎng)包括一次網(wǎng)供水管道、一次網(wǎng)回水管道、二次網(wǎng)供水管道、二次網(wǎng)回水管道、循環(huán)水供水管道、循環(huán)水回水管道和低溫余熱物流管道,所述末端熱利用子系統(tǒng)包括熱網(wǎng)水熱量提取裝置和末端電熱泵;
所述循環(huán)水余熱采集裝置的放熱側(cè)的進口和出口分別連接所述一次網(wǎng)回水管道和低溫余熱物料換熱器的放熱側(cè)的入口,所述循環(huán)水余熱采集裝置的取熱側(cè)的入口和出口分別連接所述循環(huán)水供水管道和循環(huán)水回水管道;所述低溫余熱物料換熱器的放熱側(cè)的出口連接所述廠內(nèi)電熱泵的放熱側(cè)的入口,所述低溫余熱物料換熱器的取熱側(cè)的入口和出口連接所述低溫余熱物流管道;所述廠內(nèi)電熱泵的放熱側(cè)的出口與所述一次網(wǎng)供水管道相連接,所述廠內(nèi)電熱泵的取熱側(cè)的入口和出口分別與所述循環(huán)水供水管道和循環(huán)水回水管道相連接;
所述二次網(wǎng)供水管道和二次網(wǎng)回水管道用于與熱用戶相連接,所述循環(huán)水供水管道和循環(huán)水回水管道用于與廠內(nèi)冷卻裝置相連接,所述低溫余熱物流管道用于與廠內(nèi)余熱產(chǎn)生裝置相連接;
所述熱網(wǎng)水熱量提取裝置的取熱側(cè)的入口和出口分別與所述一次網(wǎng)供水管道和末端電熱泵的取熱側(cè)的入口相連接,所述熱網(wǎng)水熱量提取裝置的放熱側(cè)的入口和出口分別與所述二次網(wǎng)回水管道和二次網(wǎng)供水管道相連接;所述末端電熱泵的取熱側(cè)的出口與所述一次網(wǎng)回水管道相連接,所述末端電熱泵的放熱側(cè)的入口和出口分別與所述二次網(wǎng)回水管道和二次網(wǎng)供水管道相連接。
所述循環(huán)水余熱采集裝置為循環(huán)水換熱器;所述熱網(wǎng)水熱量提取裝置為熱網(wǎng)水換熱器或者吸收式換熱機組;所述廠內(nèi)電熱泵和末端電熱泵由風(fēng)能或太陽能發(fā)電驅(qū)動。
還包括蓄熱子系統(tǒng),所述蓄熱子系統(tǒng)包括循環(huán)水蓄熱罐和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐;所述循環(huán)水蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述廠內(nèi)電熱泵的取熱側(cè)的入口和出口相連接,所述廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述廠內(nèi)電熱泵的放熱側(cè)的出口和入口相連接;所述廠內(nèi)電熱泵的取熱側(cè)和放熱側(cè)的入口分別設(shè)置有廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門,所述循環(huán)水蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有廠內(nèi)第三閥門和廠內(nèi)第四閥門,所述廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門。
所述蓄熱子系統(tǒng)還包括末端一次網(wǎng)蓄熱罐和末端二次網(wǎng)蓄熱罐;所述末端一次網(wǎng)蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述末端電熱泵的取熱側(cè)的入口和出口相連接,所述末端二次網(wǎng)蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述末端電熱泵的放熱側(cè)的出口和入口相連接;所述末端電熱泵的取熱側(cè)和放熱側(cè)的入口分別設(shè)置有末端第一閥門和末端第二閥門,所述末端一次網(wǎng)蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有末端第三閥門和末端第四閥門,所述末端二次網(wǎng)蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有末端第五閥門和末端第六閥門。
還包括調(diào)峰子系統(tǒng),所述調(diào)峰子系統(tǒng)包括調(diào)峰鍋爐和調(diào)峰鍋爐蓄熱罐;所述調(diào)峰鍋爐設(shè)置在所述二次網(wǎng)供水管道上,所述調(diào)峰鍋爐的入口設(shè)置有調(diào)峰第一閥門;所述調(diào)峰鍋爐蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述調(diào)峰鍋爐的出口和入口相連接,所述調(diào)峰鍋爐蓄熱罐的罐底接口和罐頂接口分別設(shè)置有調(diào)峰第二閥門和調(diào)峰第三閥門。
所述工業(yè)余熱采集子系統(tǒng)還包括廠內(nèi)吸收式熱泵,所述廠內(nèi)吸收式熱泵的取熱側(cè)的入口和出口分別與所述循環(huán)水供水管道和循環(huán)水回水管道相連接,所述廠內(nèi)吸收式熱泵的放熱側(cè)的入口和出口分別與所述低溫余熱物料換熱器的放熱側(cè)的出口和一次網(wǎng)供水管道相連接;
所述末端熱利用子系統(tǒng)還包括末端吸收式熱泵,所述末端吸收式熱泵的取熱側(cè)的入口和出口分別與所述熱網(wǎng)水熱量提取裝置的取熱側(cè)的出口和末端電熱泵的取熱側(cè)的入口相連接,所述末端吸收式熱泵的放熱側(cè)的入口和出口分別與所述二次網(wǎng)回水管道和二次網(wǎng)供水管道相連接。
一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)的使用方法,包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水余熱采集裝置中,與來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器中,與來自低溫余熱物流管道的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱;進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水余熱采集裝置和廠內(nèi)電熱泵中出來的冷卻循環(huán)水匯合后進入循環(huán)水回水管道成為冷卻水;
2)一次網(wǎng)供水管道中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水熱量提取裝置中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵中作為低溫?zé)嵩?,采用電?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道中,成為一次網(wǎng)回水;
3)重復(fù)步驟1)和2),完成下一個換熱循環(huán)。
一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)的使用方法,包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水余熱采集裝置中,與來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器中,與來自低溫余熱物流管道的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱;
2)當(dāng)處于電力低谷期時,廠內(nèi)第一閥門、廠內(nèi)第二閥門、廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均開啟;循環(huán)水蓄熱罐中的中溫循環(huán)水和循環(huán)水供水管道中的循環(huán)冷卻水共同進入廠內(nèi)電熱泵中作為低品位熱源,廠內(nèi)電熱泵滿負荷工作,采用電驅(qū)動將循環(huán)水蓄熱罐在電力高峰期存儲的循環(huán)水余熱和循環(huán)冷卻水中的余熱回收,產(chǎn)生的冷卻循環(huán)水一部分正常返回循環(huán)水回水管道中,一部分送入循環(huán)水蓄熱罐中儲存;同時,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐中蓄存的中溫一次網(wǎng)水與經(jīng)過低溫余熱物料換熱器進一步升溫后的一次網(wǎng)回水匯合后送入廠內(nèi)電熱泵中,再次加熱一次網(wǎng)回水,升溫至供水溫度的一次網(wǎng)回水一部分正常送入一次網(wǎng)供水管道中成為一次網(wǎng)供水,多余的一部分進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐頂部,作為中溫一次網(wǎng)水將這部分熱量存儲起來;
當(dāng)處于電力平段期時,廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門開啟,廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均關(guān)閉;循環(huán)水蓄熱罐和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)熱量維持不變;廠內(nèi)電熱泵負荷率減半工作,進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水余熱采集裝置和廠內(nèi)電熱泵中出來的冷卻循環(huán)水匯合后送回循環(huán)水回水管道成為冷卻水;
當(dāng)處于電力高峰期時,廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門關(guān)閉,廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均開啟;廠內(nèi)電熱泵停止工作,循環(huán)水供水管道中的循環(huán)冷卻水進入循環(huán)水蓄熱罐頂部,將循環(huán)水蓄熱罐內(nèi)的冷卻循環(huán)水頂出并流回循環(huán)水回水管道中;經(jīng)過低溫余熱物料換熱器進一步升溫后的一次網(wǎng)回水從底部進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐中,并將廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的高溫一次網(wǎng)水頂出,送入一次網(wǎng)供水管道中成為一次網(wǎng)供水,從而完成蓄熱循環(huán);
3)一次網(wǎng)供水管道中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水熱量提取裝置中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵中作為低溫?zé)嵩?,采用電?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道中,成為一次網(wǎng)回水;
4)重復(fù)步驟1)~3),完成下一個換熱循環(huán)。
一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)的使用方法,包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水余熱采集裝置中,與來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器中,與來自低溫余熱物流管道的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱;
2)當(dāng)處于電力低谷期時,廠內(nèi)第一閥門、廠內(nèi)第二閥門、廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均開啟;循環(huán)水蓄熱罐中的中溫循環(huán)水和循環(huán)水供水管道中的循環(huán)冷卻水共同進入廠內(nèi)電熱泵中作為低品位熱源,廠內(nèi)電熱泵滿負荷工作,采用電驅(qū)動將循環(huán)水蓄熱罐在電力高峰期存儲的循環(huán)水余熱和循環(huán)冷卻水中的余熱回收,產(chǎn)生的冷卻循環(huán)水一部分正常返回循環(huán)水回水管道中,一部分送入循環(huán)水蓄熱罐中儲存;同時,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐中蓄存的中溫一次網(wǎng)水與經(jīng)過低溫余熱物料換熱器進一步升溫后的一次網(wǎng)回水匯合后送入廠內(nèi)電熱泵中,再次加熱一次網(wǎng)回水,升溫至供水溫度的一次網(wǎng)回水一部分正常送入一次網(wǎng)供水管道中成為一次網(wǎng)供水,多余的一部分進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐頂部,作為中溫一次網(wǎng)水將這部分熱量存儲起來;
當(dāng)處于電力平段期時,廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門開啟,廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均關(guān)閉;循環(huán)水蓄熱罐和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)熱量維持不變;廠內(nèi)電熱泵負荷率減半工作,進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水余熱采集裝置和廠內(nèi)電熱泵中出來的冷卻循環(huán)水匯合后送回循環(huán)水回水管道成為冷卻水;
當(dāng)處于電力高峰期時,廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門關(guān)閉,廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均開啟;廠內(nèi)電熱泵停止工作,循環(huán)水供水管道中的循環(huán)冷卻水進入循環(huán)水蓄熱罐頂部,將循環(huán)水蓄熱罐內(nèi)的冷卻循環(huán)水頂出并流回循環(huán)水回水管道中;經(jīng)過低溫余熱物料換熱器進一步升溫后的一次網(wǎng)回水從底部進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐中,并將廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的高溫一次網(wǎng)水頂出,送入一次網(wǎng)供水管道中成為一次網(wǎng)供水,從而完成蓄熱循環(huán);
3)一次網(wǎng)供水管道中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水熱量提取裝置中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;
當(dāng)處于電力低谷期時,末端第一閥門、末端第二閥門、末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟;末端一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的中溫一次網(wǎng)水與降溫后的一次網(wǎng)供水共同進入末端電熱泵中作為低品位熱源,末端電熱泵滿負荷工作,采用電驅(qū)動將一次網(wǎng)供水的余熱和末端一次網(wǎng)蓄熱罐在電力高峰期存儲的中溫一次網(wǎng)水的余熱回收,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水,末端電熱泵取熱側(cè)產(chǎn)生的低溫一次網(wǎng)回水一部分送回一次網(wǎng)回水管道中,一部分送入末端一次網(wǎng)蓄熱罐的底部存儲;同時,末端二次網(wǎng)蓄熱罐中蓄存的低溫二次網(wǎng)水和二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水匯合后送入末端電熱泵中,升溫后一部分送入二次網(wǎng)供水管道中成為二次網(wǎng)供水,供給熱用戶,多余的二次網(wǎng)供水進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐頂部,將這部分熱量存儲起來;
當(dāng)處于電力平段期時,末端第一閥門和末端第二閥門開啟,末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均關(guān)閉;末端一次網(wǎng)蓄熱罐和末端二次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)熱量維持不變;末端電熱泵負荷率減半工作,降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵中作為低溫?zé)嵩?,采用電?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道中,成為一次網(wǎng)回水;
當(dāng)處于電力高峰期時,末端第一閥門和末端第二閥門關(guān)閉,末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟;末端電熱泵停止工作,中溫一次網(wǎng)水進入末端一次網(wǎng)蓄熱罐頂部,將末端一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的低溫一次網(wǎng)水頂出并流回一次網(wǎng)回水管道中,成為一次網(wǎng)回水;二次網(wǎng)回水從末端二次網(wǎng)蓄熱罐的底部進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐,并將末端二次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的中溫二次網(wǎng)水頂出,送入二次網(wǎng)供水管道中,供給熱用戶,從而完成蓄熱循環(huán);
4)重復(fù)步驟1)~3),完成下一個換熱循環(huán)。
一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)的使用方法,包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水余熱采集裝置中,與來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器中,與來自低溫余熱物流管道的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱;
2)當(dāng)處于電力低谷期時,廠內(nèi)第一閥門、廠內(nèi)第二閥門、廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均開啟;循環(huán)水蓄熱罐中的中溫循環(huán)水和循環(huán)水供水管道中的循環(huán)冷卻水共同進入廠內(nèi)電熱泵中作為低品位熱源,廠內(nèi)電熱泵滿負荷工作,采用電驅(qū)動將循環(huán)水蓄熱罐在電力高峰期存儲的循環(huán)水余熱和循環(huán)冷卻水中的余熱回收,產(chǎn)生的冷卻循環(huán)水一部分正常返回循環(huán)水回水管道中,一部分送入循環(huán)水蓄熱罐中儲存;同時,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐中蓄存的中溫一次網(wǎng)水與經(jīng)過低溫余熱物料換熱器進一步升溫后的一次網(wǎng)回水匯合后送入廠內(nèi)電熱泵中,再次加熱一次網(wǎng)回水,升溫至供水溫度的一次網(wǎng)回水一部分正常送入一次網(wǎng)供水管道中成為一次網(wǎng)供水,多余的一部分進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐頂部,作為中溫一次網(wǎng)水將這部分熱量存儲起來;
當(dāng)處于電力平段期時,廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門開啟,廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均關(guān)閉;循環(huán)水蓄熱罐和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)熱量維持不變;廠內(nèi)電熱泵負荷率減半工作,進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水余熱采集裝置和廠內(nèi)電熱泵中出來的冷卻循環(huán)水匯合后送回循環(huán)水回水管道成為冷卻水;
當(dāng)處于電力高峰期時,廠內(nèi)第一閥門和廠內(nèi)第二閥門關(guān)閉,廠內(nèi)第三閥門、廠內(nèi)第四閥門、廠內(nèi)第五閥門和廠內(nèi)第六閥門均開啟;廠內(nèi)電熱泵停止工作,循環(huán)水供水管道中的循環(huán)冷卻水進入循環(huán)水蓄熱罐頂部,將循環(huán)水蓄熱罐內(nèi)的冷卻循環(huán)水頂出并流回循環(huán)水回水管道中;經(jīng)過低溫余熱物料換熱器進一步升溫后的一次網(wǎng)回水從底部進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐中,并將廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的高溫一次網(wǎng)水頂出,送入一次網(wǎng)供水管道中成為一次網(wǎng)供水,從而完成蓄熱循環(huán);
3)一次網(wǎng)供水管道中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水熱量提取裝置中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;
當(dāng)處于電力低谷期時,末端第一閥門、末端第二閥門、末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟;末端一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的中溫一次網(wǎng)水與降溫后的一次網(wǎng)供水共同進入末端電熱泵中作為低品位熱源,末端電熱泵滿負荷工作,采用電驅(qū)動將一次網(wǎng)供水的余熱和末端一次網(wǎng)蓄熱罐在電力高峰期存儲的中溫一次網(wǎng)水的余熱回收,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水,末端電熱泵取熱側(cè)產(chǎn)生的低溫一次網(wǎng)回水一部分送回一次網(wǎng)回水管道中,一部分送入末端一次網(wǎng)蓄熱罐的底部存儲;同時,末端二次網(wǎng)蓄熱罐中蓄存的低溫二次網(wǎng)水和二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水匯合后送入末端電熱泵中,升溫后一部分送入二次網(wǎng)供水管道中成為二次網(wǎng)供水,供給熱用戶,多余的二次網(wǎng)供水進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐頂部,將這部分熱量存儲起來;
當(dāng)處于電力平段期時,末端第一閥門和末端第二閥門開啟,末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均關(guān)閉;末端一次網(wǎng)蓄熱罐和末端二次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)熱量維持不變;末端電熱泵負荷率減半工作,降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵中作為低溫?zé)嵩?,采用電?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道中,成為一次網(wǎng)回水;
當(dāng)處于電力高峰期時,末端第一閥門和末端第二閥門關(guān)閉,末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟;末端電熱泵停止工作,中溫一次網(wǎng)水進入末端一次網(wǎng)蓄熱罐頂部,將末端一次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的低溫一次網(wǎng)水頂出并流回一次網(wǎng)回水管道中,成為一次網(wǎng)回水;二次網(wǎng)回水從末端二次網(wǎng)蓄熱罐的底部進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐,并將末端二次網(wǎng)蓄熱罐內(nèi)的中溫二次網(wǎng)水頂出,送入二次網(wǎng)供水管道中,供給熱用戶,從而完成蓄熱循環(huán);
4)當(dāng)處于電力低谷期時,調(diào)峰第一閥門、調(diào)峰第二閥門和調(diào)峰第三閥門均開啟,調(diào)峰鍋爐滿負荷工作;調(diào)峰鍋爐蓄熱罐內(nèi)蓄存的中溫二次網(wǎng)水與二次網(wǎng)供水管道中正常供應(yīng)的中溫二次網(wǎng)水匯合后進入調(diào)峰鍋爐中,加熱后的高溫二次網(wǎng)水一部分正常送入二次網(wǎng)供水管道中供給熱用戶,其余的返回調(diào)峰鍋爐蓄熱罐頂部蓄存起來;
當(dāng)處于電力平段期時,調(diào)峰第一閥門開啟,調(diào)峰第二閥門和調(diào)峰第三閥門關(guān)閉,調(diào)峰鍋爐蓄熱罐內(nèi)熱量維持不變,調(diào)峰鍋爐負荷率減半工作;二次網(wǎng)供水管道中正常供應(yīng)的中溫二次網(wǎng)水進入調(diào)峰鍋爐中,加熱后的高溫二次網(wǎng)水正常送入二次網(wǎng)供水管道中供給熱用戶;
當(dāng)處于電力高峰期時,調(diào)峰第一閥門關(guān)閉,調(diào)峰第二閥門和調(diào)峰第三閥門開啟,調(diào)峰鍋爐停止工作;二次網(wǎng)供水管道中正常供應(yīng)的中溫二次網(wǎng)水進入調(diào)峰鍋爐蓄熱罐底部,將調(diào)峰鍋爐蓄熱罐內(nèi)的高溫二次網(wǎng)水從頂部送至二次網(wǎng)供水管道中供給熱用戶,從而完成蓄熱循環(huán);
5)重復(fù)步驟1)~4),完成下一個換熱循環(huán)。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案,其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,通過在廠內(nèi)熱源側(cè)采用循環(huán)水換熱器+低溫余熱物料換熱器+熱泵的組合,低溫一次網(wǎng)水返回工業(yè)廠區(qū)內(nèi),能夠按溫度品位一次回收循環(huán)水余熱、工藝物料余熱等,無法通過直接換熱回收的余熱則利用熱泵回收,供給一次網(wǎng)熱水,實現(xiàn)工業(yè)余熱的梯級利用和廠區(qū)內(nèi)余熱資源的優(yōu)化利用。2、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,通過在熱力站末端采用吸收式機組/換熱器+熱泵的組合,高溫一次網(wǎng)供水首先進入換熱器或吸收式換熱機組,將一部分熱量直接供給二次網(wǎng),降溫后進入熱泵作為低溫?zé)嵩矗瑢⒒厥盏臒崃克徒o二次網(wǎng)用戶,最終得到低溫一次網(wǎng)回水,從而實現(xiàn)末端梯級放熱形式,對二次網(wǎng)供回水溫度的適應(yīng)性較強,能夠?qū)⒁淮尉W(wǎng)回水降至20℃以下,有利于廠區(qū)內(nèi)直接換熱收取低溫循環(huán)水余熱;同時使熱網(wǎng)輸配溫差達50℃以上,大幅降低輸送和管道維溫等輸配管網(wǎng)投資和輸送泵耗,為低品位余熱遠距離輸送創(chuàng)造了有利條件。3、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,通過在廠內(nèi)和熱力站末端采用電熱泵和蓄熱罐相結(jié)合的方式,可以充分利用峰谷電價,降低運行成本,同時對電網(wǎng)起到“削峰填谷”的作用。4、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,可以利用風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電為電熱泵供電,利用電熱泵和蓄熱罐組合的形式,能夠使得系統(tǒng)的耗電特性匹配風(fēng)電、太陽能的變化特性,同時利用工業(yè)余熱的優(yōu)勢,消納風(fēng)電等可再生能源,實現(xiàn)高效協(xié)同。5、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,通過在末端采用調(diào)峰鍋爐加熱二次網(wǎng)供水,滿足用戶尖峰熱負荷,從而大幅提高系統(tǒng)供熱能力,保障用戶供熱安全性,在降低輸配管網(wǎng)投資和輸配損失的同時,使整個采暖季廠內(nèi)取熱過程穩(wěn)定。6、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,廠內(nèi)和熱力站末端均可采用吸收式熱泵用于余熱回收和供熱,且熱泵驅(qū)動熱源形式多樣,除采用電作為常規(guī)驅(qū)動熱源外,還可采用燃氣、蒸汽和工藝高溫物料等作為驅(qū)動熱源,可根據(jù)廠內(nèi)情況靈活選擇,能夠最優(yōu)化地利用廠區(qū)內(nèi)的余熱資源,系統(tǒng)的適應(yīng)性較強。7、本發(fā)明的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,按照“溫度對口,梯級利用”的原則充分地利用低品位余熱,換熱結(jié)構(gòu)合理,供熱距離更遠,運行成本顯著降低,具有顯著的經(jīng)濟效益,而且能夠和風(fēng)電、太陽能等可再生能源緊密結(jié)合,適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
實施例1:
如圖1所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其包括工業(yè)余熱采集子系統(tǒng)1、輸送熱網(wǎng)2和末端熱利用子系統(tǒng)3。其中,工業(yè)余熱采集子系統(tǒng)1包括循環(huán)水換熱器11、低溫余熱物料換熱器12和廠內(nèi)電熱泵13;輸送熱網(wǎng)2包括一次網(wǎng)供水管道21、一次網(wǎng)回水管道22、二次網(wǎng)供水管道23、二次網(wǎng)回水管道24、循環(huán)水供水管道25、循環(huán)水回水管道26和低溫余熱物流管道27;末端熱利用子系統(tǒng)3包括熱網(wǎng)水換熱器31和末端電熱泵32。
循環(huán)水換熱器11放熱側(cè)的進口連接一次網(wǎng)回水管道22、出口連接低溫余熱物料換熱器12放熱側(cè)的入口,循環(huán)水換熱器11取熱側(cè)的入口和出口分別連接循環(huán)水供水管道25和循環(huán)水回水管道26。低溫余熱物料換熱器12放熱側(cè)的出口連接廠內(nèi)電熱泵13放熱側(cè)的入口,低溫余熱物料換熱器12取熱側(cè)的入口和出口連接低溫余熱物流管道27。廠內(nèi)電熱泵13放熱側(cè)的出口與一次網(wǎng)供水管道21相連接,廠內(nèi)電熱泵13取熱側(cè)的入口和出口分別與循環(huán)水供水管道25和循環(huán)水回水管道26相連接。熱網(wǎng)水換熱器31取熱側(cè)的入口與一次網(wǎng)供水管道21相連接、出口與末端電熱泵32取熱側(cè)的入口相連接,熱網(wǎng)水換熱器31放熱側(cè)的入口和出口分別與二次網(wǎng)回水管道24和二次網(wǎng)供水管道23相連接。末端電熱泵32取熱側(cè)的出口與一次網(wǎng)回水管道22連接,末端電熱泵32放熱側(cè)的入口和出口分別與二次網(wǎng)回水管道24和二次網(wǎng)供水管道23相連接。二次網(wǎng)供水管道23和二次網(wǎng)回水管道24用于與熱用戶相連接;循環(huán)水供水管道25和循環(huán)水回水管道26用于與廠內(nèi)冷卻裝置相連接;低溫余熱物流管道27用于與廠內(nèi)余熱產(chǎn)生裝置相連接;。
上述實施例中,廠內(nèi)電熱泵13和末端電熱泵32的電源由風(fēng)電站或者太陽能電站等可再生能源提供;也可以由城市電網(wǎng)供電。
本實施例的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)在使用時,具體包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道22中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水換熱器11中,與來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水直接換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器12中,與來自低溫余熱物流管道27的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱;進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵13,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道21中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水換熱器11和廠內(nèi)電熱泵13中出來的冷卻循環(huán)水匯合后進入循環(huán)水回水管道26成為冷卻水。
2)一次網(wǎng)供水管道21中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水換熱器31中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵32中作為低溫?zé)嵩?,采用電?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道23中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道22中,成為一次網(wǎng)回水。
3)重復(fù)步驟1)和2),完成下一個換熱循環(huán)。
實施例2:
如圖2所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例中的集中供熱系統(tǒng)還包括蓄熱子系統(tǒng)4。蓄熱子系統(tǒng)4包括循環(huán)水蓄熱罐41和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42,循環(huán)水蓄熱罐41的罐頂接口和罐底接口分別與廠內(nèi)電熱泵13取熱側(cè)的入口和出口相連接,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42的罐頂接口和罐底接口分別與廠內(nèi)電熱泵13放熱側(cè)的出口和入口相連接;廠內(nèi)電熱泵13取熱側(cè)和放熱側(cè)的入口分別設(shè)置有廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132,循環(huán)水蓄熱罐41的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有廠內(nèi)第三閥門411和廠內(nèi)第四閥門412,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422。
本實施例的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)在使用時,通過為廠內(nèi)電熱泵13增加蓄熱循環(huán),利用蓄熱子系統(tǒng)4配合城市電網(wǎng)的變化特性,將低谷電用于供熱,具體包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道22中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水換熱器11中,與來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水直接換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器12中,與來自低溫余熱物流管道27的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱。
2)當(dāng)處于電力低谷期時,廠內(nèi)第一閥門131、廠內(nèi)第二閥門132、廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均開啟;循環(huán)水蓄熱罐41中的中溫循環(huán)水和循環(huán)水供水管道25中的循環(huán)冷卻水共同進入廠內(nèi)電熱泵13中作為低品位熱源,廠內(nèi)電熱泵13滿負荷工作,采用電驅(qū)動將循環(huán)水蓄熱罐41在電力高峰期存儲的循環(huán)水余熱和循環(huán)冷卻水中的余熱回收,產(chǎn)生的冷卻循環(huán)水一部分正常返回循環(huán)水回水管道26中,一部分送入循環(huán)水蓄熱罐41中儲存;同時,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42中蓄存的中溫一次網(wǎng)水與經(jīng)過低溫余熱物料換熱器12進一步升溫后的一次網(wǎng)回水匯合后送入廠內(nèi)電熱泵13中,再次加熱一次網(wǎng)回水,升溫至供水溫度的一次網(wǎng)回水一部分正常送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水,多余的一部分進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42頂部,作為中溫一次網(wǎng)水將這部分熱量存儲起來。
當(dāng)處于電力平段期時,廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132開啟,廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均關(guān)閉;循環(huán)水蓄熱罐41和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42內(nèi)熱量維持不變;廠內(nèi)電熱泵13負荷率減半工作,進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵13,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道21中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水換熱器11和廠內(nèi)電熱泵13中出來的冷卻循環(huán)水匯合后送回循環(huán)水回水管道26成為冷卻水。
當(dāng)處于電力高峰期時,廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132關(guān)閉,廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均開啟;廠內(nèi)電熱泵13停止工作,循環(huán)水供水管道25中的循環(huán)冷卻水進入循環(huán)水蓄熱罐41頂部,將循環(huán)水蓄熱罐41內(nèi)的冷卻循環(huán)水頂出并流回循環(huán)水回水管道26中;經(jīng)過低溫余熱物料換熱器12進一步升溫后的一次網(wǎng)回水從底部進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42中,并將廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42內(nèi)的高溫一次網(wǎng)水頂出,送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水,從而完成蓄熱循環(huán)。
3)一次網(wǎng)供水管道21中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水換熱器31中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵32中作為低溫?zé)嵩?,采用電?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道23中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道22中,成為一次網(wǎng)回水。
4)重復(fù)步驟1)~3),完成下一個換熱循環(huán)。
實施例3:
如圖3所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例2的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例中的集中供熱系統(tǒng)的蓄熱子系統(tǒng)4還包括末端一次網(wǎng)蓄熱罐43和末端二次網(wǎng)蓄熱罐44。末端一次網(wǎng)蓄熱罐43的罐頂接口和罐底接口分別與末端電熱泵32取熱側(cè)的入口和出口相連接,末端二次網(wǎng)蓄熱罐44的罐頂接口和罐底接口分別與末端電熱泵32放熱側(cè)的出口和入口相連接;末端電熱泵32取熱側(cè)和放熱側(cè)的入口分別設(shè)置有末端第一閥門321和末端第二閥門322,末端一次網(wǎng)蓄熱罐43的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有末端第三閥門431和末端第四閥門432,末端二次網(wǎng)蓄熱罐44的罐頂接口和罐底接口分別設(shè)置有末端第五閥門441和末端第六閥門442。
本實施例的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)在使用時,通過為廠內(nèi)電熱泵13和末端電熱泵32增加蓄熱循環(huán),利用蓄熱子系統(tǒng)4配合城市電網(wǎng)的變化特性,將低谷電用于供熱和降低一次網(wǎng)回水溫度回收廢熱用于供熱,具體包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道22中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水換熱器11中,與來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水直接換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器12中,與來自低溫余熱物流管道27的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱。
2)當(dāng)處于電力低谷期時,廠內(nèi)第一閥門131、廠內(nèi)第二閥門132、廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均開啟;循環(huán)水蓄熱罐41中的中溫循環(huán)水和循環(huán)水供水管道25中的循環(huán)冷卻水共同進入廠內(nèi)電熱泵13中作為低品位熱源,廠內(nèi)電熱泵13滿負荷工作,采用電驅(qū)動將循環(huán)水蓄熱罐41在電力高峰期存儲的循環(huán)水余熱和循環(huán)冷卻水中的余熱回收,產(chǎn)生的冷卻循環(huán)水一部分正常返回循環(huán)水回水管道26中,一部分送入循環(huán)水蓄熱罐41中儲存;同時,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42中蓄存的中溫一次網(wǎng)水與經(jīng)過低溫余熱物料換熱器12進一步升溫后的一次網(wǎng)回水匯合后送入廠內(nèi)電熱泵13中,再次加熱一次網(wǎng)回水,升溫至供水溫度的一次網(wǎng)回水一部分正常送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水,多余的一部分進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42頂部,作為中溫一次網(wǎng)水將這部分熱量存儲起來。
當(dāng)處于電力平段期時,廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132開啟,廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均關(guān)閉;循環(huán)水蓄熱罐41和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42內(nèi)熱量維持不變;廠內(nèi)電熱泵13負荷率減半工作,進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵13,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道21中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水換熱器11和廠內(nèi)電熱泵13中出來的冷卻循環(huán)水匯合后送回循環(huán)水回水管道26成為冷卻水。
當(dāng)處于電力高峰期時,廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132關(guān)閉,廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均開啟;廠內(nèi)電熱泵13停止工作,循環(huán)水供水管道25中的循環(huán)冷卻水進入循環(huán)水蓄熱罐41頂部,將循環(huán)水蓄熱罐41內(nèi)的冷卻循環(huán)水頂出并流回循環(huán)水回水管道26中;經(jīng)過低溫余熱物料換熱器12進一步升溫后的一次網(wǎng)回水從底部進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42中,并將廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42內(nèi)的高溫一次網(wǎng)水頂出,送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水,從而完成蓄熱循環(huán)。
3)一次網(wǎng)供水管道21中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水換熱器31中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;
當(dāng)處于電力低谷期時,末端第一閥門321、末端第二閥門322、末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟;末端一次網(wǎng)蓄熱罐43內(nèi)的中溫一次網(wǎng)水與降溫后的一次網(wǎng)供水共同進入末端電熱泵32中作為低品位熱源,末端電熱泵32滿負荷工作,采用電驅(qū)動將一次網(wǎng)供水的余熱和末端一次網(wǎng)蓄熱罐43在電力高峰期存儲的中溫一次網(wǎng)水的余熱回收,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水,末端電熱泵32取熱側(cè)產(chǎn)生的低溫一次網(wǎng)回水一部分送回一次網(wǎng)回水管道22中,一部分送入末端一次網(wǎng)蓄熱罐43的底部存儲;同時,末端二次網(wǎng)蓄熱罐44中蓄存的低溫二次網(wǎng)水和二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水匯合后送入末端電熱泵32中,升溫后一部分送入二次網(wǎng)供水管道23中成為二次網(wǎng)供水,供給熱用戶,多余的二次網(wǎng)供水進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐44頂部,將這部分熱量存儲起來。
當(dāng)處于電力平段期時,末端第一閥門321和末端第二閥門322開啟,末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均關(guān)閉;末端一次網(wǎng)蓄熱罐43和末端二次網(wǎng)蓄熱罐44內(nèi)熱量維持不變;末端電熱泵32負荷率減半工作,降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵32中作為低溫?zé)嵩矗捎秒婒?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道23中,供給熱用戶;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道22中,成為一次網(wǎng)回水。
當(dāng)處于電力高峰期時,末端第一閥門321和末端第二閥門322關(guān)閉,末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟;末端電熱泵32停止工作,中溫一次網(wǎng)水進入末端一次網(wǎng)蓄熱罐43頂部,將末端一次網(wǎng)蓄熱罐43內(nèi)的低溫一次網(wǎng)水頂出并流回一次網(wǎng)回水管道22中,成為一次網(wǎng)回水;二次網(wǎng)回水從末端二次網(wǎng)蓄熱罐44的底部進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐44,并將末端二次網(wǎng)蓄熱罐44內(nèi)的中溫二次網(wǎng)水頂出,送入二次網(wǎng)供水管道23中,供給熱用戶,從而完成蓄熱循環(huán)。
4)重復(fù)步驟1)~3),完成下一個換熱循環(huán)。
實施例4:
如圖4所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例3的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例中的集中供熱系統(tǒng)還包括為二次供水網(wǎng)調(diào)峰的調(diào)峰子系統(tǒng)5。調(diào)峰子系統(tǒng)5包括調(diào)峰鍋爐51和調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52,調(diào)峰鍋爐51設(shè)置在二次網(wǎng)供水管道23上,調(diào)峰鍋爐51的入口設(shè)置調(diào)峰第一閥門53;調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52的罐頂接口和罐底接口分別與調(diào)峰鍋爐51的出口和入口相連接,調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52的罐底接口和罐頂接口分別設(shè)置有調(diào)峰第二閥門54和調(diào)峰第三閥門55。
本實施例的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)在使用時,通過在熱力站增加調(diào)峰子系統(tǒng)5與蓄熱子系統(tǒng)4配合使用,能夠大幅增加系統(tǒng)的供熱能力,利用低谷電為系統(tǒng)進行調(diào)峰。具體包括以下步驟:
1)正常供熱條件下,首先,一次網(wǎng)回水管道22中的一次網(wǎng)回水進入循環(huán)水換熱器11中,與來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水直接換熱;提升溫度后的一次網(wǎng)回水進入低溫余熱物料換熱器12中,與來自低溫余熱物流管道27的工業(yè)生產(chǎn)中的多股低溫余熱物流直接換熱。
2)當(dāng)處于電力低谷期時,廠內(nèi)第一閥門131、廠內(nèi)第二閥門132、廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均開啟;循環(huán)水蓄熱罐41中的中溫循環(huán)水和循環(huán)水供水管道25中的循環(huán)冷卻水共同進入廠內(nèi)電熱泵13中作為低品位熱源,廠內(nèi)電熱泵13滿負荷工作,采用電驅(qū)動將循環(huán)水蓄熱罐41在電力高峰期存儲的循環(huán)水余熱和循環(huán)冷卻水中的余熱回收,產(chǎn)生的冷卻循環(huán)水一部分正常返回循環(huán)水回水管道26中,一部分送入循環(huán)水蓄熱罐41中儲存;同時,廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42中蓄存的中溫一次網(wǎng)水與經(jīng)過低溫余熱物料換熱器12進一步升溫后的一次網(wǎng)回水匯合后送入廠內(nèi)電熱泵13中,再次加熱一次網(wǎng)回水,升溫至供水溫度的一次網(wǎng)回水一部分正常送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水,多余的一部分進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42頂部,作為中溫一次網(wǎng)水將這部分熱量存儲起來。
當(dāng)處于電力平段期時,廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132開啟,廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均關(guān)閉;循環(huán)水蓄熱罐41和廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42內(nèi)熱量維持不變;廠內(nèi)電熱泵13負荷率減半工作,進一步升溫后的一次網(wǎng)回水進入廠內(nèi)電熱泵13,采用電驅(qū)動回收來自循環(huán)水供水管道25的循環(huán)冷卻水中的余熱,再次加熱一次網(wǎng)回水;一次網(wǎng)回水被加熱至供水溫度后送入一次網(wǎng)供水管道21中,成為一次網(wǎng)供水;從循環(huán)水換熱器11和廠內(nèi)電熱泵13中出來的冷卻循環(huán)水匯合后送回循環(huán)水回水管道26成為冷卻水。
當(dāng)處于電力高峰期時,廠內(nèi)第一閥門131和廠內(nèi)第二閥門132關(guān)閉,廠內(nèi)第三閥門411、廠內(nèi)第四閥門412、廠內(nèi)第五閥門421和廠內(nèi)第六閥門422均開啟;廠內(nèi)電熱泵13停止工作,循環(huán)水供水管道25中的循環(huán)冷卻水進入循環(huán)水蓄熱罐41頂部,將循環(huán)水蓄熱罐41內(nèi)的冷卻循環(huán)水頂出并流回循環(huán)水回水管道26中;經(jīng)過低溫余熱物料換熱器12進一步升溫后的一次網(wǎng)回水從底部進入廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42中,并將廠內(nèi)一次網(wǎng)蓄熱罐42內(nèi)的高溫一次網(wǎng)水頂出,送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水,從而完成蓄熱循環(huán)。
3)一次網(wǎng)供水管道21中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水換熱器31中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;
當(dāng)處于電力低谷期時,末端第一閥門321、末端第二閥門322、末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟;末端一次網(wǎng)蓄熱罐43內(nèi)的中溫一次網(wǎng)水與降溫后的一次網(wǎng)供水共同進入末端電熱泵32中作為低品位熱源,末端電熱泵32滿負荷工作,采用電驅(qū)動將一次網(wǎng)供水的余熱和末端一次網(wǎng)蓄熱罐43在電力高峰期存儲的中溫一次網(wǎng)水的余熱回收,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水,末端電熱泵32取熱側(cè)產(chǎn)生的低溫一次網(wǎng)回水一部分送回一次網(wǎng)回水管道22中,一部分送入末端一次網(wǎng)蓄熱罐43的底部存儲;同時,末端二次網(wǎng)蓄熱罐44中蓄存的低溫二次網(wǎng)水和二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水匯合后送入末端電熱泵32中,升溫后一部分送入二次網(wǎng)供水管道23中成為二次網(wǎng)供水,多余的二次網(wǎng)供水進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐44頂部,將這部分熱量存儲起來。
當(dāng)處于電力平段期時,末端第一閥門321和末端第二閥門322開啟,末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均關(guān)閉;末端一次網(wǎng)蓄熱罐43和末端二次網(wǎng)蓄熱罐44內(nèi)熱量維持不變;末端電熱泵32負荷率減半工作,降溫后的一次網(wǎng)供水進入末端電熱泵32中作為低溫?zé)嵩矗捎秒婒?qū)動回收一次網(wǎng)供水的余熱,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;熱網(wǎng)水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度后的二次網(wǎng)回水在出口匯合,然后送入二次網(wǎng)供水管道23中;釋放完熱量的低溫一次網(wǎng)供水送回一次網(wǎng)回水管道22中,成為一次網(wǎng)回水。
當(dāng)處于電力高峰期時,末端第一閥門321和末端第二閥門322關(guān)閉,末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟;末端電熱泵32停止工作,中溫一次網(wǎng)水進入末端一次網(wǎng)蓄熱罐43頂部,將末端一次網(wǎng)蓄熱罐43內(nèi)的低溫一次網(wǎng)水頂出并流回一次網(wǎng)回水管道22中,成為一次網(wǎng)回水;二次網(wǎng)回水從末端二次網(wǎng)蓄熱罐44的底部進入末端二次網(wǎng)蓄熱罐44,并將末端二次網(wǎng)蓄熱罐44內(nèi)的中溫二次網(wǎng)水頂出,送入二次網(wǎng)供水管道23中,從而完成蓄熱循環(huán)。
4)當(dāng)處于電力低谷期時,調(diào)峰第一閥門53、調(diào)峰第二閥門54和調(diào)峰第三閥門55均開啟,調(diào)峰鍋爐51滿負荷工作;調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52內(nèi)蓄存的中溫二次網(wǎng)水與二次網(wǎng)供水管道23中正常供應(yīng)的中溫二次網(wǎng)水匯合后進入調(diào)峰鍋爐51中,加熱后的高溫二次網(wǎng)水一部分正常供應(yīng)至二次網(wǎng)供水管道23中供給熱用戶,其余的返回調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52頂部蓄存起來。
當(dāng)處于電力平段期時,調(diào)峰第一閥門53開啟,調(diào)峰第二閥門54和調(diào)峰第三閥門55關(guān)閉,調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52內(nèi)熱量維持不變,調(diào)峰鍋爐51負荷率減半工作;二次網(wǎng)供水管道23中正常供應(yīng)的中溫二次網(wǎng)水進入調(diào)峰鍋爐51中,加熱后的高溫二次網(wǎng)水正常供應(yīng)至二次網(wǎng)供水管道23中供給熱用戶。
當(dāng)處于電力高峰期時,調(diào)峰第一閥門53關(guān)閉,調(diào)峰第二閥門54和調(diào)峰第三閥門55開啟,調(diào)峰鍋爐51停止工作;二次網(wǎng)供水管道23中正常供應(yīng)的中溫二次網(wǎng)水進入調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52底部,將調(diào)峰鍋爐蓄熱罐52內(nèi)的高溫二次網(wǎng)水從頂部送至二次網(wǎng)供水管道23中供給熱用戶,從而完成蓄熱循環(huán)。
5)重復(fù)步驟1)~4),完成下一個換熱循環(huán)。
實施例5:
如圖5所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例4的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例中的集中供熱系統(tǒng)的工業(yè)余熱采集子系統(tǒng)1還包括廠內(nèi)吸收式熱泵14,廠內(nèi)吸收式熱泵14取熱側(cè)的入口和出口分別與循環(huán)水供水管道25和循環(huán)水回水管道26相連接,廠內(nèi)吸收式熱泵14放熱側(cè)的入口和出口分別與低溫余熱物料換熱器12放熱側(cè)的出口和一次網(wǎng)供水管道21相連接。
上述實施例中,廠內(nèi)吸收式熱泵14可以根據(jù)具體情況選取燃氣、蒸汽和工藝高溫余熱物料中的一種或幾種作為驅(qū)動熱源使用。
本實施例的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)在使用時,通過在工業(yè)廠區(qū)內(nèi)增設(shè)廠內(nèi)吸收式熱泵14來回收廠內(nèi)低品位工業(yè)余熱,具體步驟與實施例4的步驟基本一致,但是在步驟2)中,廠內(nèi)吸收式熱泵14與廠內(nèi)電熱泵13并聯(lián)運行,即一次網(wǎng)回水經(jīng)循環(huán)水換熱器11和低溫余熱物料換熱器12加熱后,還有一部分送入廠內(nèi)吸收式熱泵14,采用燃氣、蒸汽或高溫余熱物料驅(qū)動回收循環(huán)冷卻水中的余熱,將一次網(wǎng)水加熱至供水溫度后,送入一次網(wǎng)供水管道21中成為一次網(wǎng)供水。
實施例6:
如圖6所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例5的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例中的集中供熱系統(tǒng)的末端熱利用子系統(tǒng)3還包括末端吸收式熱泵33,末端吸收式熱泵33取熱側(cè)的入口和出口分別與熱網(wǎng)水換熱器31取熱側(cè)的出口和末端電熱泵32取熱側(cè)的入口相連接,末端吸收式熱泵33放熱側(cè)的入口和出口分別與二次網(wǎng)回水管道24和二次網(wǎng)供水管道23相連接。
上述實施例中,末端吸收式熱泵33的驅(qū)動型式可選為燃氣或蒸汽。
本實施例的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)在使用時,通過在熱力站內(nèi)增設(shè)末端吸收式熱泵33來進一步降低一次網(wǎng)回水溫度,同時收取廠內(nèi)低品位余熱用于供熱,具體步驟與實施例5的步驟基本一致,但是在步驟3)中,熱網(wǎng)水換熱器31、末端吸收式熱泵33和末端電熱泵32順序串聯(lián)運行,即一次網(wǎng)供水管道21中的一次網(wǎng)供水抵達熱力站后,首先進入熱網(wǎng)水換熱器31中,加熱來自二次網(wǎng)回水管道24中的二次網(wǎng)回水;降溫后的一次網(wǎng)供水送入末端吸收式熱泵33中,采用燃氣或蒸汽驅(qū)動回收一次網(wǎng)水熱量加熱二次網(wǎng)回水,并進一步降低一次網(wǎng)水溫,最后再送入末端電熱泵32中;末端吸收式熱泵33與熱網(wǎng)水換熱器31以及末端電熱泵32出口的二次網(wǎng)水匯集,送入調(diào)峰鍋爐51加熱后供給熱用戶。
實施例7:
本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例5的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例的集中供熱系統(tǒng)中的熱網(wǎng)水換熱器31采用吸收式換熱機組,能夠有效利用高溫一次網(wǎng)供水的驅(qū)動能力,從而減少末端電熱泵32的電力消耗。
實施例8:
如圖7所示,本實施例提供的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)與實施例6的結(jié)構(gòu)基本相同,但本實施例中的集中供熱系統(tǒng)的還包括設(shè)置在長輸管網(wǎng)上的中繼能源站6,滿足一次網(wǎng)對壓力損失的要求。
綜上所述,本發(fā)明提出的一種集成利用工業(yè)余熱的集中供熱系統(tǒng)及其使用方法,低溫一次網(wǎng)水返回工業(yè)廠區(qū)內(nèi),在余熱熱源側(cè)采取“梯級取熱”的方式,利用循環(huán)水換熱器、低溫工藝物料換熱器、廠內(nèi)吸收式熱泵、廠內(nèi)電熱泵和蓄熱罐組合梯級加熱一次網(wǎng)回水,按溫度品位一次回收循環(huán)水余熱、工藝物料余熱等,無法通過直接換熱回收的余熱則利用電熱泵和吸收式熱泵回收;一次網(wǎng)回水先與低溫位的工業(yè)循環(huán)冷卻水直接換熱,再回收工藝物料中的余熱,最后通過廠內(nèi)吸收式熱泵或電熱泵與蓄熱罐組合的方式回收剩余低品位余熱用以加熱一次網(wǎng)回水至供水溫度,并送至一次網(wǎng)供水管道供給一次網(wǎng)熱水。工業(yè)廠區(qū)內(nèi)的熱泵,首先要根據(jù)廠區(qū)內(nèi)余熱資源情況決定是否需要增設(shè)熱泵,如廠內(nèi)中溫段余熱量較為富裕,則可全部采用直接換熱的形式。如需增設(shè),可以考察現(xiàn)場是否有電、燃氣、蒸汽和工藝高溫物料等資源,選取其中最經(jīng)濟的驅(qū)動熱源。其中吸收式熱泵可采用高溫物料、燃氣和蒸汽作為驅(qū)動熱源,可根據(jù)廠內(nèi)情況靈活選擇,能夠最優(yōu)化地利用廠區(qū)內(nèi)的余熱資源。在電力低谷期,電熱泵滿負荷運行,剩余熱量存儲于蓄熱罐內(nèi);在電力高峰期,電熱泵停止運行,蓄熱罐釋放存儲的熱量。吸收式熱泵則直接利用燃氣等作為驅(qū)動回收循環(huán)水余熱用于供熱,廠內(nèi)吸收式熱泵和電熱泵并聯(lián)。一次網(wǎng)供水管道中的采暖水在循環(huán)水泵的驅(qū)動下輸送至末端用戶處,壓力不匹配時采用中繼泵站相應(yīng)補充。
在末端用戶處,同樣采用“梯級利用”的方式,利用熱網(wǎng)水換熱器、末端吸收式熱泵、末端電熱泵和蓄能罐組合的方式逐級降低一次網(wǎng)回水溫度并加熱二次網(wǎng)回水用于供熱。高溫一次網(wǎng)供水首先直接與二次網(wǎng)回水換熱,降溫后依次進入吸收式熱泵和電熱泵作為低溫?zé)嵩矗ㄟ^燃氣或蒸汽和電驅(qū)動回收這部分熱量用來加熱二次網(wǎng)回水;為了降低一次網(wǎng)回水溫度至20℃以下,末端電熱泵是必要的,同時換熱站也應(yīng)根據(jù)具體情況,選取燃氣或蒸汽驅(qū)動的末端吸收式熱泵與末端電熱泵組合,進一步降低回水溫度;同時末端電熱泵與蓄熱罐組合使用,充分發(fā)揮谷電價的優(yōu)勢。在最冷天的尖峰供熱負荷時,在二次網(wǎng)采用調(diào)峰鍋爐與蓄能罐結(jié)合的方式,滿足嚴寒期熱量供應(yīng)。末端換熱站同樣可考察換熱站現(xiàn)場是否有電、燃氣、蒸汽等驅(qū)動熱源來進行匹配,系統(tǒng)的適應(yīng)性較強。如末端利用風(fēng)電、太陽能發(fā)電驅(qū)動電熱泵降低回水溫度,收取工業(yè)廠區(qū)內(nèi)低溫?zé)幔瑫r利用電熱泵和蓄熱罐組合的形式,能夠使得系統(tǒng)的耗電特性匹配風(fēng)電、太陽能的變化特性,削減峰谷差,消納可再生能源。
上述各實施例僅用于說明本發(fā)明,其中各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接方式等都是可以有所變化的,凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進,均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。