一種利用循環氨水余熱制取鍋爐除氧水的系統的制作方法
【專利摘要】一種利用循環氨水余熱制取鍋爐除氧水的系統，包括循環氨水槽、循環氨水泵、吸收式熱泵機組、除鹽水槽、除鹽水泵、除氧器、涼水架、冷卻水泵。循環氨水被循環氨水泵從循環氨水槽中抽出送入至熱泵機組。除鹽水由除鹽水泵從除鹽水槽中抽出送至熱泵機組。進入機組的熱循環氨水驅動吸收式熱泵機組加熱除鹽水，溫度升高后的除鹽水出熱泵機組后進入除氧器，降低了除氧器的蒸汽消耗，實現了循環氨水余熱的回收利用。
【專利說明】一種利用循環氨水余熱制取鍋爐除氧水的系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及焦化循環氨水余熱回收及鍋爐除氧水處理【技術領域】，具體地說是一種利用循環氨水余熱制取除氧水的系統。
【背景技術】
[0002]煉焦過程中，從焦爐炭化室經上升管逸出的荒煤氣溫度為650?750°C，在橋管和集氣管內用表壓為147?196KPa的循環氨水噴灑，當細霧狀的氨水與煤氣充分接觸時，氨水吸收荒煤氣顯熱部分蒸發進入煤氣中，煤氣溫度溫度急劇降至80?85°C，進入初冷器冷卻至21°C。蒸發的循環氨水煤氣在初冷器冷卻過程中與煤氣中的水蒸汽、氨、焦油、萘等被冷凝冷卻下來，形成冷凝液。冷凝液在焦油氨水分離器或機械化澄清槽中靜止分離，得到氨水，溫度一般為75?78°C,部分用于循環噴灑冷卻焦爐煤氣,循環量約為6m3/t干煤。一般循環氨水溫度應高于集氣管煤氣露點5?10°C，當裝入煤水分在8%?11%時，相應的煤氣露點溫度為65?70°C，即循環氨水溫度在70?75°C也可滿足噴灑冷卻煤氣要求，故75?78°C的循環氨水可利用3?7°C溫差后再用于循環冷卻煤氣。目前，在焦化行業開發了循環氨水余熱制冷技術，僅用于夏季；另外，在北方還將循環氨水余熱與采暖水換熱后用于取暖，僅限于冬季，不能實現全年循環氨水余熱的綜合利用。
[0003]焦化企業一般都需要配置鍋爐生產蒸汽滿足焦化用汽要求，鍋爐用水為除氧水，即將除鹽水加熱至105°C，而除鹽水在除氧器以高品質的蒸汽為熱源，加熱至105°C，蒸汽消耗量較大。
[0004]本實用新型研究的是一種利用循環氨水余熱制取鍋爐除氧水的余熱回收利用系統，循環氨水引入吸收式熱泵機組，驅動熱泵機組加熱除鹽水，加熱后的除鹽水返回至除氧器，再以蒸汽加熱至105°C，從而實現了循環氨水余熱利用，降低了除氧器蒸汽消耗。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種利用循環氨水余熱制取除氧水的系統，是用熱泵回收循環氨水中的余熱熱能，即以循環氨水驅動熱泵加熱除鹽水，用循環氨水余熱將除鹽水加熱至一定溫度，從而回收利用了循環氨水余熱，降低除氧器蒸汽消耗，提高能源利用率，降低焦化工序能耗。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是:一種利用循環氨水余熱制取除氧水的系統，包括循環氨水槽、除鹽水槽、除鹽水泵、熱泵、循環氨水泵、除氧器、冷卻水泵和涼水架，其特征在于，
[0007]所述熱泵機組為吸收式熱泵機組，包括蒸發器、吸收器、冷凝器和發生器；所述的蒸發器的輸出口連通所述的吸收器的輸入口，所述的吸收器的輸出口連通所述的發生器的輸入口且在兩者之間的連通管路上串接有溶液熱交換器；所述的發生器的輸出口連通所述的冷凝器的輸入口 ；所述的冷凝器的輸出口連通所述的蒸發器的輸入口且在冷凝器和蒸發器之間串接有冷劑泵；所述的發生器的輸出口連通所述的吸收器的輸入口且在兩者之間的連通管路上串接有溶液熱交換器；所述的冷凝器連通冷卻水源；
[0008]所述的循環氨水泵的輸出口在循環氨水泵出口閥門前通過第一支路連通所述蒸發器的熱源輸入口，通過第二支路連通所述發生器的熱源輸入口 ；所述蒸發器的熱源輸出口以及所述發生器的熱源輸出口分別連通所述的循環氨水泵出口閥門后的輸出端；所述除鹽水泵的輸出端連接所述吸收器的除鹽水輸入口 ；所述吸收器的除鹽水輸出口連通至除氧器的除鹽水輸入口 ；所述冷凝器的冷卻水輸入口連通至冷卻水泵出口 ；所述冷凝器的冷卻水輸出口連通至涼水架循環水輸入口 ；所述冷卻水泵輸入口連通至涼水架底部水槽的輸出□。
[0009]本實用新型用熱泵回收循環氨水余熱加熱除鹽水，即用循環氨水直接驅動吸收式熱泵加熱除鹽水至一定溫度，實現了循環氨水余熱的回收利用，降低了除氧器蒸汽耗量，具有以下特點:
[0010]( I )用循環氨水直接驅動熱泵機組加熱除鹽水，實現了循環氨水余熱穩定地回收利用，降低了干熄焦除氧器蒸汽消耗。
[0011]( II )本系統用循環氨水直接驅動熱泵，熱效率高。
[0012](III)本系統以吸收式熱泵回收循環氨水余熱，轉動部件少，電耗低。
[0013](IV )本系統產生的除氧水可適用于焦化熱力鍋爐、干熄焦余熱鍋爐或煙道氣回收余熱鍋爐，在焦化有穩定的用戶，且只需要將除鹽水引至熱泵機組，不影響原鍋爐工藝。
[0014]( V )本系統改造只需在循環氨水管道連接換熱器，不影響焦爐循環氨水噴灑系統。
[0015](VI)該系統改造適用于所有焦化企業，推廣應用前景廣闊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的工藝流程示意圖；
[0017]圖2為本實用新型中熱泵原理示意圖；
[0018]圖中:1-循環氨水槽2-循環氨水泵3-熱泵機組4-除鹽水槽5-除鹽水泵6-除氧器7-涼水架8-冷卻水泵
【具體實施方式】
[0019]為便于理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對其技術內容作進一步說明。
[0020]如圖1和圖2所示，利用循環氨水余熱制取余熱鍋爐除氧水的系統，包括循環氨水槽、循環氨水泵2、熱泵機組3、除鹽水槽4、除鹽水泵5、除氧器6、涼水架7和冷卻水泵8。所述熱泵機組3為二類吸收式熱泵機組，包括蒸發器蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器、冷劑泵、溶液泵、熱交換器。
[0021]循環氨水泵2入口連接循環氨水槽1，循環氨水泵2出口連接兩支路，支路I連接焦爐上升管，用于焦爐噴灑冷卻煤氣用，支路2又分兩分別連接熱泵機組3的蒸發器和發生器。除鹽水泵入口端連接除鹽水槽4，出口端連接熱泵機組3的吸收器的入口端，吸收器熱水出口端連接除氧器6。冷卻水泵8的入口端與涼水架的水輸入端相連，冷卻水泵8的出口端與熱泵機組3的冷凝器的冷卻水輸入端相連，冷凝器的冷卻水輸出端與涼水架7的輸入端連接。
[0022]熱泵機組3是常見的熱能回收裝置，通常利用溶液的強吸水性及冷劑水的蒸發與冷凝將其內部的蒸發器與吸收器、發生器與冷凝器間的能量搬運，蒸發器和發生器分別接循環氨水，廢熱和發生器形成驅動熱源系統，中溫廢熱還和蒸發器端構成熱源系統，上述關于循環氨水I與熱泵機組2運行原理的說明均為現有技術，此處不再贅述。
[0023]熱泵機組3中的蒸發器的輸出口連通吸收器的輸入口，吸收器的輸出口連通發生器的輸入口，發生器的輸出口連通冷凝器的輸入口，冷凝器的輸出口連通蒸發器的輸入口且在連接通路上串接有冷劑泵，發生器的輸出口連通吸收器的輸入口且在連接通路上串接有溶液泵和溶液熱交換器。
[0024]循環氨水泵2的排出口通過第一支路中的第I路連通熱泵機組3中的蒸發器的熱源輸入口，通過第一支路中的第II路連通熱泵機組3的發生器的熱源輸入口。蒸發器端的熱源介質輸出口以及發生器端的熱源介質輸出口分別連通循環氨水泵2出口的第二支路。需要說明的是，所述蒸發器的循環氨水輸入口與輸出口分別對應蒸發器換熱管的入口及出口 ；所述發生器的循環氨水輸入口與輸出口分別對應發生器換熱管的入口及出口。
[0025]所述除鹽水槽4的輸出口連接除鹽水泵5的輸入口，除鹽水泵5的輸出端連接熱泵機組3的吸收器的除鹽水輸入端。吸收器的除鹽水輸出口連通除氧器6的除鹽水輸入端。需要說明的是，所述吸收器的除鹽水輸入口與輸出口分別對應吸收器換熱管的入口及出口。
[0026]所述熱泵機組3的冷凝器的冷卻水輸入口連通冷卻水泵8的循環水出口，冷卻水泵8的輸入端連接涼水架7的輸出口 ；熱泵機組3的冷凝器的冷卻水輸出口連通涼水架7的輸入口。需要說明的是，所述冷凝器的冷卻水輸入口與輸出口分別對應吸收器換熱管的入口及出口。
[0027]在各輸送管路上不然設置有各種控制閥門、動力泵以及常規測試元件等輔助部件，作為本領域內的普通技術人員，完全能夠根據具體情況，來對需要使用到的上述輔助部件進行具體設置，為便于說明及理解本實用新型的改進特點，對該部分所涉內容不再做詳細說明，所以其不能夠對本實用新型的保護范圍形成限制。
[0028]工作原理:
[0029]在所述熱泵機組3的蒸發器，由所述冷劑泵從熱泵機組3的冷凝器輸送過來的冷劑被送入帶蒸發器，冷劑由蒸發器的輸入口送入后，冷劑吸收蒸發器傳熱管內循環氨水的熱量而蒸發生成冷劑蒸汽，同時使循環氨水溫度降低而排出機組。生成的冷劑蒸汽通過蒸發器的輸出口輸送至吸收器的輸入口進入吸收器內部。循環氨水為來自循環氨水泵2第一去路的循環氨水，循環氨水通過蒸發器端的熱源輸入口送入蒸發器的傳熱管，換熱后循環氨水溫度降低，通過蒸發器的熱源輸出口輸出至循環氨水泵2出口與第二支路匯合。
[0030]在所述熱泵機組3的吸收器，由吸收器的輸入口噴淋至吸收器的傳熱管上的吸收溶液，吸收由蒸發器生成的冷劑蒸汽，使冷劑蒸汽由氣態變液態，在冷凝過程中釋放出大量的熱量。吸收冷劑蒸汽時生成的吸收熱使吸收器傳熱管內的除鹽水升溫。吸收溶液吸收冷劑蒸汽后，濃度下降的吸收溶液變為稀溶液，稀溶液由溶液泵經過熱交換器與來自發生器的濃溶液熱交換后經發生器的輸入口送入發生器內部。除鹽水泵5的輸入口接收由除鹽水箱4的除鹽水輸出口，除鹽水泵5的輸出口連通所述吸收器的除鹽水輸入口(即傳熱管入口)，送入吸收器的傳熱管內，噴淋的吸收溶液在吸收冷劑蒸汽時生成的吸收熱便用來加熱該處的除鹽水。所述被加熱后的除鹽水由所述吸收器的熱除鹽水輸出口(即傳熱管出口)送至除氧器的輸入口。
[0031]在所述熱泵機組3的發生器，由吸收器輸出的并經過加熱后的稀溶液，被噴淋在發生器的傳熱管上，稀溶液被傳熱管內的循環氨水加熱，溶液中的水蒸發而產生冷劑蒸汽，同時稀溶液變成濃度較高的吸收溶液(即濃溶液)，生成的吸收溶液通過發生器的輸出口被送回吸收器，且是經過吸收器的輸入口送入其內部的，吸收溶液在由發生器向吸收器輸送的過程中經過了溶液熱交換器的加熱。循環氨水為來自循環氨水泵出口第一支路的第II支路的循環氨水，循環氨水通過發生器的循環氨水輸入口送入發生器的傳熱管，換熱后循環氨水溫度降低由發生器傳熱管的輸出口輸出，并與來自所述蒸發器的降溫后的循環氨水混合后，送至循環氨水泵2第二支路。發生器生成的冷劑蒸汽由發生器的輸出口送至冷凝器，并經冷凝器的輸入口進入其內部。
[0032]在所述熱泵機組3的冷凝器，由冷凝器的輸入口送入的冷劑蒸汽噴淋在冷凝器的換熱管上，冷劑蒸汽被降溫后變成冷劑液體，冷劑液體通過冷凝器的輸出口經冷劑泵輸送到蒸發器的輸入口處進入蒸發器內部。
[0033]總之，該技術就是以循環氨水為熱源，驅動熱泵機組3，加熱來自除鹽水泵5送入熱泵機組3的除鹽水，使除鹽水溫度升高后至除氧器6，從而降低了除氧器的蒸汽輸入。除氧器中的生產的除氧水可用于鍋爐給水。
[0034]除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【權利要求】
1.一種利用循環氨水余熱制取鍋爐除氧水的系統，包括循環氨水槽、除鹽水槽、除鹽水泵、熱泵、循環氨水泵、除氧器、冷卻水泵和涼水架，其特征在于， 所述熱泵機組為吸收式熱泵機組，包括蒸發器、吸收器、冷凝器和發生器；所述的蒸發器的輸出口連通所述的吸收器的輸入口，所述的吸收器的輸出口連通所述的發生器的輸入口且在兩者之間的連通管路上串接有溶液熱交換器；所述的發生器的輸出口連通所述的冷凝器的輸入口 ；所述的冷凝器的輸出口連通所述的蒸發器的輸入口且在冷凝器和蒸發器之間串接有冷劑泵；所述的發生器的輸出口連通所述的吸收器的輸入口且在兩者之間的連通管路上串接有溶液熱交換器；所述的冷凝器連通冷卻水源； 所述的循環氨水泵的輸出口在循環氨水泵出口閥門前通過第一支路連通所述蒸發器的熱源輸入口，通過第二支路連通所述發生器的熱源輸入口 ；所述蒸發器的熱源輸出口以及所述發生器的熱源輸出口分別連通所述的循環氨水泵出口閥門后的輸出端；所述除鹽水泵的輸出端連接所述吸收器的除鹽水輸入口 ；所述吸收器的除鹽水輸出口連通至除氧器的除鹽水輸入口 ；所述冷凝器的冷卻水輸入口連通至冷卻水泵出口 ；所述冷凝器的冷卻水輸出口連通至涼水架循環水輸入口 ；所述冷卻水泵輸入口連通至涼水架底部水槽的輸出口。
【文檔編號】F25B30/04GK203927884SQ201420342789
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】寧述芹, 甄玉科, 祝仰勇, 劉明波, 王健, 王華明, 牛愛寧, 劉亮 申請人:濟鋼集團有限公司, 煙臺天元方正熱電能源管理有限公司