一種多級(jí)匹配供能設(shè)備及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種多級(jí)匹配供能設(shè)備及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]化工行業(yè)是高耗能行業(yè)，在化工的核心理論是“三傳一反”，即能量傳遞、質(zhì)量傳遞、動(dòng)量傳遞以及反應(yīng)工程。能量傳遞在化工裝置中非常普遍，對(duì)物料及公用工程介質(zhì)的加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、伴熱等過程都是能量傳遞的具體體現(xiàn)。高效的利用能量，合理的分配能源，使化工裝置更加的綠色環(huán)保，降低產(chǎn)品單耗，從而降低成本提高利潤(rùn)是化工研宄者和設(shè)計(jì)者不斷的追求。
[0003]在化工裝置中常常會(huì)用到很多不同種類、不同規(guī)格的公用工程和傳熱介質(zhì)。按照不同裝置對(duì)不同能量的需求，傳熱介質(zhì)、等級(jí)也各不相同，如需要加熱時(shí)，一般用不同規(guī)格的蒸汽、導(dǎo)熱油、熱水等；需要冷量時(shí)，一般用循環(huán)水、冷凍鹽水、乙二醇、制冷丙烯、液氨等。不同的供能介質(zhì)對(duì)應(yīng)不同的供能設(shè)備。如熱水一般來自鍋爐或裝置余熱利用，導(dǎo)熱油一般來自導(dǎo)熱油爐或加熱器，冷凍鹽水、乙二醇等冷量一般來自制冷壓縮機(jī)等。
[0004]在化工生產(chǎn)過程中，通過變頻、加熱設(shè)備的啟停程序等來調(diào)節(jié)能量的輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)供能設(shè)備工作負(fù)荷適應(yīng)生產(chǎn)需要。但對(duì)于輸出的供能介質(zhì)大部分供能設(shè)備一般只提供一種等級(jí)的供能介質(zhì)，即同一供能設(shè)備只能產(chǎn)出一種規(guī)格的功能介質(zhì)，而對(duì)于化工系統(tǒng)來說，往往不能滿足所有的能量交換要求。
[0005]比如對(duì)于導(dǎo)熱油系統(tǒng)，一般輸出的為同溫度規(guī)格的導(dǎo)熱油，溫度一般都大于200 0C，但針對(duì)化工系統(tǒng)中的熱敏性物料或系統(tǒng)，其加熱溫度較低，不能用高溫的導(dǎo)熱油加熱，但廠區(qū)內(nèi)又缺少其他熱源。
[0006]又如對(duì)于熱水系統(tǒng)，供能設(shè)備輸出的熱水規(guī)格較為單一，但需滿足不同用戶，如發(fā)酵釜、換熱器的加熱要求和加熱負(fù)荷。在同一時(shí)間，用戶一可能在升溫，需要較高溫度的熱水，其需求量也大，用戶二可能在恒溫，需要熱水溫度較低，其需求量也小。
[0007]如上兩例所述，同一供能設(shè)備就不能滿足生產(chǎn)要求。而頻繁的調(diào)整供能設(shè)備輸出介質(zhì)的等級(jí)容易造成設(shè)備的損壞，使系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為了更好的克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，解決現(xiàn)有的技術(shù)問題。采用的具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種多級(jí)匹配供能設(shè)備，包括供能設(shè)備、用能用戶，供能設(shè)備與用能用戶采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，用能用戶數(shù)量不小于一戶，還包括供能介質(zhì)泵、溫度控制閥、供能介質(zhì)進(jìn)口流量變送器、用戶強(qiáng)制循環(huán)泵、流量調(diào)節(jié)閥、供能介質(zhì)出口流量變送器、用戶溫度變送器，供能介質(zhì)泵安裝于送能主干管上，用戶強(qiáng)制循環(huán)泵、用戶溫度變送器與用能用戶通過管道連接成介質(zhì)內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu)，送能管道接入所述內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu)，送能管道上安裝溫度控制閥、供能介質(zhì)進(jìn)口流量變送器，回流管道與用能用戶連接和回流主干管連接，回流管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥、供能介質(zhì)出口流量變送器。
[0010]通過調(diào)節(jié)用戶溫度變送器來調(diào)節(jié)溫度控制閥的開度。通過比較供能介質(zhì)進(jìn)口流量變送器與供能介質(zhì)出口流量變送器的數(shù)值來調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥的開度。所述供能設(shè)備包括供能介質(zhì)儲(chǔ)罐、能量交換設(shè)備、供能介質(zhì)溫度變送器、供能設(shè)備強(qiáng)制循環(huán)泵，供能設(shè)備強(qiáng)制循環(huán)泵與能量交換設(shè)備、供能介質(zhì)儲(chǔ)罐連接成循環(huán)結(jié)構(gòu)，供能介質(zhì)溫度變送器與供能介質(zhì)儲(chǔ)罐連接，并控制能量交換設(shè)備進(jìn)行能量交換。
[0011]所述用能用戶為用熱或用冷設(shè)備。可以是換熱器或者帶有盤管、夾套等加熱介質(zhì)的容器類設(shè)備。
[0012]所述供能設(shè)備使用的介質(zhì)為導(dǎo)熱油、熱水、冷凍鹽水、乙二醇中的一種。
[0013]一種利用上述多級(jí)匹配供能設(shè)備對(duì)各級(jí)用戶進(jìn)行供能的工藝，具體方法為:
[0014](I)利用供能介質(zhì)泵將同一供能設(shè)備所產(chǎn)生的同一規(guī)格的供能介質(zhì)輸送到各用戶點(diǎn)，并通過各用戶處的用戶溫度變送器上設(shè)置的不同需求溫度，來控制溫度調(diào)節(jié)閥的開度；
[0015](2)通過用戶強(qiáng)制循環(huán)泵將供能介質(zhì)在內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，增加介質(zhì)的湍流效果；
[0016](3)通過比較供能介質(zhì)進(jìn)口流量變送器與供能介質(zhì)出口流量變送器的數(shù)值來調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥的開度，使供能介質(zhì)進(jìn)出口流量相同；
[0017](4)供能介質(zhì)通過管路回到供能設(shè)備中，重新獲得能量，從而實(shí)現(xiàn)供能介質(zhì)在供能設(shè)備與用戶之間實(shí)現(xiàn)循環(huán)，為用戶提供能量。
[0018]本發(fā)明采用溫度調(diào)節(jié)閥的開度控制供能介質(zhì)流量，以確保各用戶對(duì)熱負(fù)荷和溫度的需求，實(shí)現(xiàn)同一供能設(shè)備匹配多用戶不同等級(jí)、溫度要求能量的功能；
[0019]在用戶處設(shè)置供能介質(zhì)強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，通過加大循環(huán)流量增加介質(zhì)的湍流效果，使供能介質(zhì)在用戶側(cè)充分混合，實(shí)現(xiàn)溫度均勻；供能介質(zhì)從用戶處通過管路回到供能設(shè)備中，重新獲得能量，從而實(shí)現(xiàn)供能介質(zhì)在供能設(shè)備與用戶之間實(shí)現(xiàn)循環(huán)。
[0020]所述的供能介質(zhì)和能量補(bǔ)充方式有如下幾種:
[0021]I)供能介質(zhì)可以為導(dǎo)熱油，其供能設(shè)備為導(dǎo)熱油爐、電加熱器或其他換熱設(shè)備，通過維持設(shè)備中導(dǎo)熱油的設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)加熱功率；
[0022]2)供能介質(zhì)可以為熱水，其供能設(shè)備為電加熱器或其他換熱設(shè)備，通過維持設(shè)備中熱水的設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)加熱功率；
[0023]3)供能介質(zhì)可以為冷凍鹽水、乙二醇等冷媒，其供能設(shè)備為制冷壓縮機(jī)或其他換熱設(shè)備，通過維持設(shè)備中冷媒的設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)制冷功率。
[0024]本發(fā)明所述的同一供能設(shè)備需能夠根據(jù)不同用戶的用能需求調(diào)節(jié)輸出的功率，輸出功率等于系統(tǒng)中各用戶用能功率的總和，加上系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的能量損失。
[0025]本發(fā)明有益效果是:利用同一供能設(shè)備提供的單一供能介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了不同用戶對(duì)能量介質(zhì)的不同要求，減少了由于多用戶需要增加供能設(shè)備臺(tái)數(shù)，降低了設(shè)備的投資。供能設(shè)備只需要提供單一的介質(zhì)等級(jí)，不用在操作中頻繁的調(diào)整介質(zhì)等級(jí)，保持系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在供能設(shè)備負(fù)荷充足，選型恰當(dāng)?shù)那疤嵯拢脩粼谟媚苓^程中，不會(huì)相互影響，維持和滿足用戶自身系統(tǒng)的穩(wěn)定和需要。適用范圍廣泛，適用于導(dǎo)熱油系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、冷凍鹽水系統(tǒng)、乙二醇系統(tǒng)以及與之類似的供能系統(tǒng)，具有普遍的實(shí)用意義。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明所述一種多級(jí)匹配供能設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
[0027]圖例說明:1、供能介質(zhì)儲(chǔ)罐，2、供能介質(zhì)泵，3、用能用戶，4、溫度控制閥，5、供能介質(zhì)進(jìn)口流量變送器，6、用戶強(qiáng)制循環(huán)泵，7、流量調(diào)節(jié)閥，8、供能介質(zhì)出口流量變送器，9、供能設(shè)備強(qiáng)制循環(huán)泵，10、能量交換設(shè)備，11、供能介質(zhì)溫度變送器，12、用戶溫度變送器
[0028]A、能量輸入，B、用戶一，C、用戶二，D、用戶三
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]將供能介質(zhì)在系統(tǒng)中充滿后，首先開啟供能設(shè)備強(qiáng)制循環(huán)泵9，利用能量輸入A，將供能介質(zhì)在能量交換設(shè)備10中進(jìn)行能量交換，而后返回到供能介質(zhì)儲(chǔ)罐1，能量輸入A通過供能介質(zhì)溫度變送器11控制，以保證供能介質(zhì)儲(chǔ)罐I中供能介質(zhì)的溫度穩(wěn)定。供能介質(zhì)達(dá)標(biāo)后，開啟供能介質(zhì)泵2，將供能介質(zhì)輸送到每一個(gè)用戶處。
[0031]以用戶一 B的溫度控制為例，通過用戶強(qiáng)制循環(huán)泵6，使供能介質(zhì)在用戶側(cè)大量循環(huán)，增加介質(zhì)的湍流效果，使供能介質(zhì)充分混合，實(shí)現(xiàn)溫度均勻。在用戶強(qiáng)制循環(huán)泵6的入口管線上，安裝用戶溫度變送器12，檢測(cè)用戶側(cè)供熱介質(zhì)的溫度。此溫度可按照用戶的使用要求進(jìn)行設(shè)定，可以是一個(gè)溫度數(shù)值，也可以是溫度-時(shí)間的曲線關(guān)系，以便控制用戶側(cè)的能量需求。通過用戶溫度變送器12對(duì)溫度控制閥4進(jìn)行控制，以控制供能介質(zhì)進(jìn)入用能用戶3的量。
[0032]為了使供能介質(zhì)在系統(tǒng)中形成合理的回路，在供能介質(zhì)進(jìn)口處安裝供能介質(zhì)進(jìn)口流量變送器5，監(jiān)測(cè)進(jìn)入用能用戶3的供能介質(zhì)量，并將信號(hào)傳至供能介質(zhì)出口的供能介質(zhì)出口流量變送器8，供能介質(zhì)出口流量變送器8控制出口處流量調(diào)節(jié)閥7，使供能介質(zhì)出口流量與入口流量相等，實(shí)現(xiàn)供能介質(zhì)在用戶中的平衡。
[0033]低能量的供能介質(zhì)從用能用戶3中排出，回到供能介質(zhì)儲(chǔ)罐1，通過強(qiáng)制循環(huán)泵9進(jìn)入能量交換設(shè)備10，補(bǔ)充能量，而后再送至用戶處。
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