低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及石油化工企業(yè)中低溫余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種 低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油化工企業(yè)存在大量的溫度低于200°C的低品位熱能資源，目前石油化工企業(yè) 低溫?zé)豳Y源主要存在同級利用與升級利用兩種方式，同級利用方式包括罐區(qū)維溫、管道伴 熱、氣體加工裝置分餾塔再沸器熱源和區(qū)域供暖等；升級利用方式包括發(fā)電、制冷、海水淡 化等。其中，為企業(yè)所在地周邊區(qū)域供暖可以避免區(qū)域內(nèi)供暖鍋爐的設(shè)置，直接降低區(qū)域供 暖季煤、天然氣的消耗，可以有效節(jié)約能源，同時(shí)降低環(huán)境壓力。
[0003] 區(qū)域供暖的特點(diǎn)是需要的熱媒水溫度介于60-80°C之間，是石油化工企業(yè)在采暖 季的優(yōu)質(zhì)低溫?zé)嵊脩?，但在非采暖季，這部分熱媒水很難找到合適的用戶，許多企業(yè)只能設(shè) 置冷卻器冷卻這些熱媒水，導(dǎo)致供暖效益與冷卻成本基本持平，甚至虧損，一定程度上降低 了石油化工企業(yè)為所在區(qū)域供暖的積極性。
[0004] 低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)是今年來低溫?zé)嵘壚玫囊环N重要方式，取得了一定進(jìn)展，卡 琳娜循環(huán)、有機(jī)朗肯循環(huán)、螺旋桿發(fā)電機(jī)、渦輪發(fā)電機(jī)等都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化和工業(yè)化生產(chǎn)。研 宄發(fā)現(xiàn)，同等溫差的低溫?zé)豳Y源，低溫?zé)岬臏匚辉礁?，發(fā)電效率也越高。對于溫度介于60至 80°的供暖用熱媒水，應(yīng)用其進(jìn)行發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性較差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)，該低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合 系統(tǒng)能夠提高低溫余熱在非采暖季的利用率。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)，其中，該低溫 熱供暖發(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)包括供暖發(fā)電聯(lián)合單元、可選擇地與該供暖發(fā)電聯(lián)合單元連通的發(fā)電 機(jī)組和采暖用戶以及與所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元連通的機(jī)泵，該供暖發(fā)電聯(lián)合單元包括多個 換熱器和控制閥，通過所述控制閥的開閉，各個所述換熱器能夠可選擇地串聯(lián)或并聯(lián)以對 應(yīng)采暖季和非采暖季熱媒水的大流量和小流量的切換。
[0007] 優(yōu)選地，所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元包括連接在給水端和回水端之間且相互并聯(lián)的第 一支路和第二支路，所述換熱器包括設(shè)置在該第一支路上的第一換熱器和設(shè)置在該第二支 路上的第二換熱器，所述控制閥包括設(shè)置在所述第一支路上的第一控制閥和所述第二支路 上的第三控制閥，所述第一換熱器和所述第一控制閥沿水流方向依次設(shè)置，所述第三控制 閥和第二換熱器沿水流方向依次設(shè)置，所述控制閥還包括第二控制閥，該第二控制閥的一 端連接在所述第一換熱器和所述第一控制閥之間，另一端連接在所述第三控制閥和所述第 二換熱器之間。
[0008] 優(yōu)選地，該系統(tǒng)中包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元。
[0009] 優(yōu)選地，所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元的下游還設(shè)置有蒸汽加熱器。
[0010] 優(yōu)選地，所述蒸汽加熱器上還設(shè)置有溫控開關(guān)。
[0011] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)包括由三個所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元組成的第一組，在該第一組 中，兩個所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元并聯(lián)后與第三個所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元串聯(lián)。
[0012] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括由四個所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元組成的第二組，以及由兩 個串聯(lián)的所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元組成的第三組，在所述第二組中，三個所述供暖發(fā)電聯(lián)合 單元并聯(lián)后與第四個所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元串聯(lián)，且所述第一組、所述第二組以及所述第 三組相互并聯(lián)。
[0013] 優(yōu)選地，所述給水端設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，通過所述流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)使得采暖季 時(shí)所述系統(tǒng)通過的熱媒水總流量是非采暖季的1. 5-2. 5倍。
[0014] 優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)組和采暖用戶分別串聯(lián)有第四控制閥和第五控制閥，該第四 控制閥和第五控制閥可選擇性地打開。
[0015] 通過上述技術(shù)方案，控制控制閥的關(guān)閉，以調(diào)節(jié)控制所述多個換熱器的串聯(lián)或并 聯(lián)，同時(shí)結(jié)合熱媒水流量設(shè)置的不同，來實(shí)現(xiàn)供暖和發(fā)電的雙重目的，具體地，采暖季時(shí)，多 個換熱器相互并聯(lián)，在系統(tǒng)中通入大流量熱媒水，小溫差回收工藝物流的低溫?zé)?，可供居?供暖，而非采暖季時(shí)，多個換熱器相互串聯(lián)，在系統(tǒng)中通入小流量熱媒水，大溫差回收工藝 物流的低溫?zé)?，可供發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0016] 本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0017] 附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面 的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中：
[0018] 圖1是本實(shí)用新型第一優(yōu)選實(shí)施方式提供的低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)的流程示 意圖；
[0019] 圖2是本實(shí)用新型第二優(yōu)選實(shí)施方式提供的低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)的流程示 意圖；
[0020] 圖3是本實(shí)用新型第三優(yōu)選實(shí)施方式提供的低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)的流程示 意圖
[0021] 附圖標(biāo)記說明
[0022] 10供暖發(fā)電聯(lián)合單元 11發(fā)電機(jī)組 12采暖用戶
[0023] 13機(jī)泵 14換熱器 15控制閥
[0024] 16第一支路 17第二支路 18第一換熱器
[0025] 19第一控制閥 20第三控制閥 21第二換熱器
[0026] 22第二控制閥 23蒸汽加熱器 24第四控制閥
[0027] 25第五控制閥 31第一組 32第二組
[0028] 33第三組
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處 所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0030] 在本實(shí)用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上游、下游"是根 據(jù)熱媒水的水流方向而言的，具體的，朝向水流的方向?yàn)橄掠?，與水流流向相反的方向?yàn)橄?游。
[0031] 如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)，其中，該低溫 熱供暖發(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)包括供暖發(fā)電聯(lián)合單元10、可選擇地與該供暖發(fā)電聯(lián)合單元10連通 的發(fā)電機(jī)組11和采暖用戶12以及與所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元10連通的機(jī)泵13,該供暖發(fā)電 聯(lián)合單元10包括多個換熱器14和控制閥15,通過所述控制閥15的開閉，各個所述換熱器 14能夠可選擇地串聯(lián)或并聯(lián)以對應(yīng)采暖季和非采暖季熱媒水的大流量和小流量的切換。
[0032] 其中，機(jī)泵13用于為熱媒水在整個系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)的流動提供動力，換熱器14可 以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的換熱器結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型對此不作限制。
[0033] 控制閥15可以為一個實(shí)現(xiàn)多個閥的功能的閥組或多個換向閥，本實(shí)用新型對此 不作限制。
[0034] 因此，控制控制閥15的關(guān)閉，以調(diào)節(jié)控制所述多個換熱器14的串聯(lián)或并聯(lián)，同時(shí) 結(jié)合熱媒水流量設(shè)置的不同，來實(shí)現(xiàn)供暖和發(fā)電的雙重目的。具體地，在采暖季和非采暖 季，為保證每臺換熱器穩(wěn)定運(yùn)行，一般設(shè)置通過每臺換熱器的熱媒水的流速相同，以保證每 臺換熱器的傳熱系數(shù)相同。采暖季時(shí)，采暖用戶多，且每個采暖用戶所需的熱量小，因此在 系統(tǒng)中通入大流量熱媒水，小溫差回收工藝物流的低溫?zé)?，多個換熱器14相互并聯(lián)，每條 支路的熱媒水通過一個單位的換熱面積，供暖的小熱量通過并聯(lián)的每個換熱器實(shí)現(xiàn)；而非 采暖季時(shí)，即，用熱媒水的熱量發(fā)電時(shí)，基于發(fā)電效率的考慮，所需的回收熱量大，在系統(tǒng)中 通入小流量熱媒水，大溫差回收工藝物流的低溫?zé)?，多個換熱器14相互串聯(lián)，熱媒水可以 通過多個單位的換熱面積，發(fā)電的大熱量通過串聯(lián)多個換熱器實(shí)現(xiàn)。
[0035] 根據(jù)實(shí)際工藝物流的參數(shù)和用戶居民的范圍，供暖發(fā)電聯(lián)合單元10可以為由多 個控制閥15對多個控制的換熱器14進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)的調(diào)控，例如，可以選擇三個或四個換 熱器14串聯(lián)或并聯(lián)調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元10包括連接在給水端和回水端 之間且相互并聯(lián)的第一支路16和第二支路17,所述換熱器14包括設(shè)置在該第一支路16上 的第一換熱器18和設(shè)置在該第二支路17上的第二換熱器21，所述控制閥15包括設(shè)置在所 述第一支路16上的第一控制閥19和所述第二支路17上的第三控制閥20,所述第一換熱 器18和所述第一控制閥19沿水流方向依次設(shè)置，所述第三控制閥20和第二換熱器21沿 水流方向依次設(shè)置，所述控制閥15還包括第二控制閥22,該第二控制閥22的一端連接在所 述第一換熱器18和所述第一控制閥19之間，另一端連接在所述第三控制閥20和第二換熱 器21之間。因此，可以僅僅通過三個的控制閥就可以第一換熱器18和第二換熱器21的串 并聯(lián)，連接結(jié)構(gòu)簡單。
[0036] 其中，采暖季時(shí)，打開第一控制閥19和第三控制閥20,并關(guān)閉第二控制閥22,使得 第一換熱器18和第二換熱器21并聯(lián)連通；非采暖季時(shí)，打開第二控制閥22,并關(guān)閉第一控 制閥19和第三控制閥20,使得第一換熱器18和第二換熱器21串聯(lián)連通。
[0037] 進(jìn)一步地，為適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模的需求，該系統(tǒng)中包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的所 述供暖發(fā)電聯(lián)合單元10。因此，可以根據(jù)煉油企業(yè)周邊居民區(qū)的范圍和工藝物流的參數(shù)信 息，將上述供暖發(fā)電聯(lián)合單元10進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)地連通，即，整個系統(tǒng)中可以為多個串 聯(lián)的供暖發(fā)電聯(lián)合單元10,也可以為多個并聯(lián)的供暖發(fā)電聯(lián)合單元10,還可以為串聯(lián)和并 聯(lián)相結(jié)合的供暖發(fā)電聯(lián)合單元10。
[0038] 為保證該系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，所述供暖發(fā)電聯(lián)合單元10的下游還設(shè)置有蒸汽加 熱器23。例如，當(dāng)熱媒水流過換熱器14后吸收的熱量不能滿足發(fā)電機(jī)組11和采暖用戶12 的需求時(shí)，可以用加熱介質(zhì)為1.0 MPa的飽和蒸汽的蒸汽加熱器23來對熱媒水進(jìn)行加熱。
[0039] 由于居民采暖所需的熱媒水的溫度范圍一般為60°C -80°C，而當(dāng)回水溫度太低 時(shí)，發(fā)電效率會受影響，一般送給發(fā)電機(jī)組的熱媒水溫度需要高于90°C，因此，為適應(yīng)居民 采暖和發(fā)電機(jī)組的特定需求，所述蒸汽加熱器23上還設(shè)置有溫控開關(guān)。采暖季時(shí)，當(dāng)溫控 開關(guān)監(jiān)測的熱媒水的回水溫度低于60°C時(shí)，開啟上述蒸汽加熱器23,非采暖季時(shí)，當(dāng)溫控 開關(guān)監(jiān)測的熱媒水的回水溫度低于90°C時(shí)，開啟上述蒸汽加熱器23。
[0040] 另外，需要說明的是，本系統(tǒng)中所說的低溫?zé)嶂饕侵福瑴囟确秶话憬橛?80°C -160°C的范圍之間，且在設(shè)計(jì)低溫?zé)峁┡l(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)的具體連接形式時(shí)，一般 會結(jié)合低溫?zé)豳Y源的參數(shù)信息和供暖用戶的范圍，使得采暖季時(shí)，熱媒水的給水溫度控 制在60°C -80°C，