本實(shí)用新型屬于工業(yè)供能系統(tǒng)，特別是煙草工業(yè)供能系統(tǒng)，特別涉及一種利用天然氣、電能、太陽能供熱的綜合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于一個(gè)工業(yè)系統(tǒng)，比如煙草工業(yè)系統(tǒng)，其系統(tǒng)的能源來自于天然氣、電能、太陽能，其用能系統(tǒng)為鍋爐系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等構(gòu)成，在實(shí)際應(yīng)用過程中，具有會(huì)發(fā)生供能不足、能源浪費(fèi)、費(fèi)用浪費(fèi)等現(xiàn)象，以及采用人為控制的供能系統(tǒng)帶來的一些弊端。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型公開了一種基于分布式供能的工業(yè)供能系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的一方面的技術(shù)方案為一種基于分布式供能的工業(yè)供能系統(tǒng)，其包括：
天然氣氣源、鍋爐、天然氣蒸汽調(diào)配控制裝置，天然氣氣氣源連接鍋爐，鍋爐蒸汽出口連接天然氣調(diào)配控制裝置，所述的天然氣調(diào)配控制裝置連接各鍋爐的蒸汽輸出管道；
所述鍋爐的第一蒸汽輸出管道連接制絲車間預(yù)處理蒸汽線路、制絲絲線前段蒸汽線路、制絲絲線后段蒸汽線路；
所述鍋爐的第二蒸汽輸出管道連接采暖系統(tǒng)；
所述鍋爐的第三蒸汽輸出管道連接制冷系統(tǒng)；
所述鍋爐的第四蒸汽輸出管道與制絲絲線前段、后段的輸出閃蒸汽管道進(jìn)入混合管路后連接輸出到空調(diào)系統(tǒng)；
所述鍋爐的煙氣輸出管路連接余熱回收裝置的入口；
所述余熱回收裝置的出口連接進(jìn)水系統(tǒng)；
所述進(jìn)水系統(tǒng)的出口連接澡堂的供水系統(tǒng)；
所述空調(diào)系統(tǒng)的第一冷凝水回收管路連接所述進(jìn)水系統(tǒng)；
所述空調(diào)系統(tǒng)的第二冷凝水回收管路連接所述澡堂的供水系統(tǒng)；
電能包括電力源、電力分配調(diào)節(jié)裝置，電力源通過電力分配調(diào)節(jié)裝置分別連接制冷系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)；
所述制冷系統(tǒng)的、空壓系統(tǒng)連接第三冷凝水回收管路、第四冷凝水回收管路，第三冷凝水回收管路連接所述進(jìn)水系統(tǒng)，第四冷凝水回收管路連接所述的澡堂的供水系統(tǒng)；
太陽能能源提供設(shè)備分別連接食堂、澡堂、區(qū)域照明系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)。
示例性地，所述的電力分配調(diào)節(jié)裝置，用于根據(jù)不同的供電優(yōu)先級(jí)別供電；
電力分配調(diào)節(jié)裝置分別連接高級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組、中級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組、低級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組，所述的高級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組包括空壓機(jī)、真空機(jī)、除塵系統(tǒng)、卷接機(jī)、包裝機(jī)、制冷機(jī)；
所述的中級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組包括空調(diào)、電梯；
所述的低級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組包括照明、辦公電器。
示例性地，所述的天然氣蒸汽調(diào)配控制裝置，用于根據(jù)不同的天然氣蒸汽的需求級(jí)別進(jìn)行智能調(diào)控分配蒸汽供應(yīng)比例，天然氣蒸汽調(diào)配控制裝置包括高級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口、中級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口、低級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口，
所述的高級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口連接所述的第一蒸汽輸出管道、第三蒸汽輸出管道的入口，所述的第一蒸汽輸出管道還連接真空回潮用蒸汽線路的輸入口；
所述的中級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口連接第四蒸汽輸出管道的入口，連接所述的空調(diào)系統(tǒng)的蒸汽輸入口，所述的空調(diào)系統(tǒng)包括卷包空調(diào)、輔料空調(diào)、成型空調(diào)、除氧器；
所述的低級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口連接第二蒸汽輸出管道的入口，所述的低級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口還通過管路連接澡堂用蒸汽輸入口、食堂用蒸汽輸入口。
供能系統(tǒng)的能源來自于天然氣、電能、太陽能，用能系統(tǒng)為鍋爐系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等構(gòu)成。通過對(duì)工廠的熱力系統(tǒng)圖和價(jià)值鏈?zhǔn)崂砹瞬煌媚懿块T對(duì)能源的需求情況進(jìn)行整合。按照不同系統(tǒng)的能源梯級(jí)利用來重新分配能源，以及通過考慮不同能源的技術(shù)特征不同且其使用效能不同而建立模型進(jìn)行智能優(yōu)化分布的供能系統(tǒng)。
本系統(tǒng)投資少，能源利用率高，浪費(fèi)低。通過對(duì)工廠的熱力系統(tǒng)圖和價(jià)值鏈?zhǔn)崂?，?duì)不同用能部門對(duì)能源的需求進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)化，按照不同系統(tǒng)的能源梯級(jí)利用來重新分配能源并對(duì)于功能管路與能源二次利用進(jìn)行智能管理的一種分布供能系統(tǒng)。
附圖說明
圖1本實(shí)用新型的基于分布式供能的工業(yè)供能系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)根據(jù)附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步地說明。
首先是把全年總需要的能源和全年電能使用總量、天然氣使用總量換算成標(biāo)煤，統(tǒng)一單位(比如全年總共需要用80單位標(biāo)煤，而當(dāng)年所購進(jìn)的電能和天然氣為100單位標(biāo)煤)。如圖1所示，通過對(duì)比可以看出，我們總的能源有效效率，并可以查找所有浪費(fèi)以及能回收的地方，就這樣我們考慮對(duì)空壓機(jī)余熱和鍋爐燃燒天然氣后的煙氣進(jìn)行回收，回收后加熱水大概能夠讓水加熱到70℃左右。
步驟1：對(duì)全年使用總能源量進(jìn)行折算，計(jì)算出共需要多少標(biāo)煤的能源。而后對(duì)全年使用的電能、天然氣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，全年共計(jì)使用的電能和天然氣所能提供多少標(biāo)煤。
步驟2：通過統(tǒng)一單位后，根據(jù)電能、天然氣兩種能源的效率、損失、預(yù)期費(fèi)用(如電費(fèi)實(shí)行階梯電價(jià)，天然氣費(fèi)用隨著滇緬燃?xì)夤芫€貫通的降價(jià)、燃燒天然氣造成的排污費(fèi)用等)利用蟻群算法，以成本為目標(biāo)函數(shù)建立f(Xmin)，尋找能源合理使用的全局最優(yōu)解，避免之前的考慮不周全，只得到局部最優(yōu)的情況。
在蟻群算法中需要考慮約束條件，基于本廠鍋爐產(chǎn)氣量、變壓器負(fù)荷等制定約束條件；
天然氣約束條件：
Hmin≤Hgas≤Hmax，
Hmin最小產(chǎn)氣量
Hmax最大產(chǎn)氣量
電能約束條件：
Hmin≤Hele≤Hmax
Hmin最小變壓器負(fù)荷
Hmax最大變壓器負(fù)荷。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，在所述的步驟2中，因本地電價(jià)實(shí)行階梯電價(jià)，冬季用電越多價(jià)格越貴。而使用蒸汽要考慮到熱損失，因蒸汽管道過長(zhǎng)導(dǎo)致熱量損耗等，且天然氣燃燒過多會(huì)導(dǎo)致全年排污NOX(氮氧化物)排放量有潛在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。綜合很多因素考慮用蟻群算法尋求全局最優(yōu)解，并合理安排天然氣和電能的使用。
步驟3，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到分配供能。對(duì)全年使用天然氣和電能進(jìn)行統(tǒng)籌計(jì)算，有許多設(shè)備是可以既用蒸汽(消耗天然氣獲得)也能使用電能，如制冷機(jī)分為蒸汽制冷機(jī)和電制冷機(jī)還有供暖，可以用蒸汽也可以用電。并根據(jù)之前計(jì)算的最佳組合，對(duì)既可以用天然氣，也可以用電能的設(shè)備，進(jìn)行能源分配。需要說明的是，此對(duì)于對(duì)于新設(shè)備購進(jìn)可以起到較好的指導(dǎo)意義。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并查找所有浪費(fèi)以及能回收的地方，對(duì)空壓機(jī)余熱和鍋爐燃燒天然氣后的煙氣進(jìn)行回收，回收后加熱水大概能夠讓水加熱到70℃左右。
步驟4，輸出能源梯級(jí)并進(jìn)行智能管理。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，分配了供能方式以后，又關(guān)注能源梯級(jí)，如制絲設(shè)備等，用的是蒸汽所含的熱量，其冷凝水依然有很高的潛熱，且蒸汽壓力還很高，完全可以滿足空調(diào)所需的蒸汽要求，故通過分布式供能思想的梳理，建立了一套能源合理利用，大幅降低浪費(fèi)及消耗的供能系統(tǒng)。
根據(jù)能源梯級(jí)劃分，對(duì)高品位能源余熱進(jìn)行回收后，根據(jù)情況加以利用。(如制絲真空回潮用蒸汽、前段、后段用蒸汽后，回收冷凝水中的余熱較多，通過閃蒸工藝將其用于空調(diào)設(shè)備及食堂、澡堂使用)。
下表為一個(gè)具體實(shí)施例中的能源等級(jí)表：
表1：能源等級(jí)表
將以上方法轉(zhuǎn)化為在工業(yè)系統(tǒng)上與多個(gè)技術(shù)特征組合形成的技術(shù)手段所組成的方案，得到一個(gè)本系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)上的一個(gè)實(shí)施例為：
基于分布式供能的工業(yè)供能系統(tǒng)，包括：
天然氣氣源、鍋爐、天然氣蒸汽調(diào)配控制裝置，天然氣氣氣源連接鍋爐，鍋爐蒸汽出口連接天然氣調(diào)配控制裝置，所述的天然氣調(diào)配控制裝置連接各鍋爐的蒸汽輸出管道；
鍋爐的第一蒸汽輸出管道連接制絲車間預(yù)處理蒸汽線路、制絲絲線前段蒸汽線路、制絲絲線后段蒸汽線路；
鍋爐的第二蒸汽輸出管道連接采暖系統(tǒng)；
鍋爐的第三蒸汽輸出管道連接制冷系統(tǒng)；
鍋爐的第四蒸汽輸出管道與制絲絲線前段、后段的輸出閃蒸汽管道進(jìn)入混合管路后連接輸出到空調(diào)系統(tǒng)；
鍋爐的煙氣輸出管路連接余熱回收裝置的入口；
余熱回收裝置的出口連接進(jìn)水系統(tǒng)；
進(jìn)水系統(tǒng)的出口連接澡堂的供水系統(tǒng)；
空調(diào)系統(tǒng)的第一冷凝水回收管路連接所述進(jìn)水系統(tǒng)；
空調(diào)系統(tǒng)的第二冷凝水回收管路連接所述澡堂的供水系統(tǒng)；
電能包括電力源、電力分配調(diào)節(jié)裝置，電力源通過電力分配調(diào)節(jié)裝置分別連接制冷系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)；
制冷系統(tǒng)的、空壓系統(tǒng)連接第三冷凝水回收管路、第四冷凝水回收管路，第三冷凝水回收管路連接所述進(jìn)水系統(tǒng)，第四冷凝水回收管路連接所述的澡堂的供水系統(tǒng)；
太陽能能源提供設(shè)備分別連接食堂、澡堂、區(qū)域照明系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)。
需要說明的是鍋爐為燃?xì)忮仩t。
在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的電力分配調(diào)節(jié)裝置，用于根據(jù)不同的供電優(yōu)先級(jí)別供電；
電力分配調(diào)節(jié)裝置分別連接高級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組、中級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組、低級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組，所述的高級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組包括空壓機(jī)、真空機(jī)、除塵系統(tǒng)、卷接機(jī)、包裝機(jī)、制冷機(jī)；
所述的中級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組包括空調(diào)、電梯；
所述的低級(jí)能源梯級(jí)設(shè)備組包括照明、辦公電器。
在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的天然氣蒸汽調(diào)配控制裝置，用于根據(jù)不同的天然氣蒸汽的需求級(jí)別進(jìn)行智能調(diào)控分配蒸汽供應(yīng)比例，天然氣蒸汽調(diào)配控制裝置包括高級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口、中級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口、低級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口，
所述的高級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口連接所述的第一蒸汽輸出管道、第三蒸汽輸出管道的入口，所述的第一蒸汽輸出管道還連接真空回潮用蒸汽線路的輸入口；
所述的中級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口連接第四蒸汽輸出管道的入口，連接所述的空調(diào)系統(tǒng)的蒸汽輸入口，所述的空調(diào)系統(tǒng)包括卷包空調(diào)、輔料空調(diào)、成型空調(diào)、除氧器；
所述的低級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口連接第二蒸汽輸出管道的入口，所述的低級(jí)能源梯級(jí)管路輸出口還通過管路連接澡堂用蒸汽輸入口、食堂用蒸汽輸入口。
上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。