СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ПРОМЫШЛЕННОГО КОНДЕНСАТА

Полезная модель относится к системам утилизации тепла вторичных энергоресурсов и может использоваться в теплоэнергетике, а также в различных областях промышленности для использования теплоты промышленного конденсата.
Известны различные способы утилизации вторичных энергоресурсов, где утилизацию осуществляют путем передачи тепла от источника вторичных энергоресурсов к традиционному теплоносителю, которым является вода.
В энергетической утилизационной установке, содержащей расширительную газовую турбину, включенную между трубопроводами высокого и низкого давления и соединенную с электрическим генератором, установленные после турбины сепаратор, циркуляционный насос конденсата, включенный в рассечку трубопровода конденсата, подогреватели газовой фазы и конденсата с трубопроводами подвода греющей среды, в рассечку трубопровода высокого давления на входе расширительной газовой турбины установлен смеситель, соединенный с одной стороны с сепаратором трубопроводом газовой фазы, в рассечку которого включен соединенный с расширительной турбиной газовый компрессор, а с другой - с трубопроводом конденсата, в рассечку которого включен регулятор расхода конденсата. (Патент РФ №2156368, МПК F02C 1/00, приоритет 15.01.1997, опубл. 20.09.2000).
Недостатком указанной установки является сложность конструкции и трудность регулирования отпуска тепловой энергии в тепловую сеть предприятия.
Наиболее близкой по назначению и совокупности существенных признаков и принятой за прототип является система утилизации тепла промышленного конденсата, включающая линию подачи парового конденсата, теплообменник, охладитель конденсата, линию сетевой воды, линию отвода конденсата в конденсатосборный бак и насос.(В.М. Боровков, А.А. Калютик, В.В. Сергеев «Теплотехническое оборудование» Учебник, Москва, Издательский центр «Академия», 2011 г., с.128).
Известная система позволяет утилизировать промышленный конденсат с одним потенциальным теплом. Основным недостатком такой системы является то, что она не позволяет полноценно использовать содержащееся тепло парового конденсата из-за невозможности утилизации высокотемпературных (более 100°C) потоков одновременно с низкотемпературными (менее 100°C) потоками вследствие возникновения теплогидравлических ударов, возникающих в точке смешения потоков из-за частичного вскипания жидкости с высокой температурой при ее попадании в область низкого давления.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей системы по утилизации тепла вторичных энергоресурсов.
Поставленная задача в заявляемой системе утилизации тепла промышленного конденсата, включающей линию подачи парового конденсата в основной теплообменник, линию отвода конденсата в конденсатосборный бак и линию сетевой воды, решается тем, что она дополнительно снабжена линией низкотемпературного потока парового конденсата, соединенной с линией подачи парового конденсата перед основным теплообменником, линией высокотемпературного потока парового конденсата с расположенным на ней дополнительным теплообменником, установленным параллельно основному теплообменнику и соединенным с линией сетевой воды, а также исполнительными механизмами, установленными на соответствующих линиях.
Отличием предлагаемого технического решения является то, что система утилизации тепла промышленного конденсата дополнительно снабжена линией низкотемпературного потока парового конденсата, соединенной с линией подачи парового конденсата перед основным теплообменником, и линией высокотемпературного потока парового конденсата с расположенным на ней дополнительным теплообменником, установленным параллельно основному теплообменнику и соединенным с линией сетевой воды, а также исполнительными механизмами, установленными на соответствующих линиях.
Наличие отличительных признаков в заявляемой системе обеспечивает возможность направлять на утилизацию высокотемпературный и низкотемпературный потоки парового конденсата по отдельным линиям без смешения потоков, что позволяет исключить теплогидравлические удары в точках смешения потоков с различной температурой и давлением. Кроме того, дополнительная линия высокотемпературного потока позволяет утилизировать тепловой потенциал парового конденсата без потерь в окружающую среду.
Таким образом, технический результат от использования отличительных признаков заявляемой системы состоит в обеспечении возможности получения дополнительного количества тепла для нужд предприятия в отопительный период.
Из доступных источников патентной и научно-технической информации сведений о технических решениях, содержащих признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемой полезной модели и дающие аналогичный технический результат, не выявлено.
На фиг.1 схематично представлена система утилизации тепла промышленного конденсата.
Система утилизации включает в себя линию 1 подачи парового конденсата через охладитель 2 (аппарат воздушного охлаждения) в основной теплообменник 3, который линией 4 отвода конденсата соединен с конденсатосборным баком 5. Система снабжена линией 6 низкотемпературного (менее 100°C) потока парового конденсата, которая соединена с линией 1 подачи парового конденсата перед основным теплообменником 3. Система снабжена также линией 7 высокотемпературного потока парового конденсата, с расположенным на ней дополнительным теплообменником 8, который установлен параллельно основному теплообменнику 3, а линией 9 отвода конденсата соединен с конденсатосборным баком 5, из которого насосом 10 охлажденный конденсат возвращается на источник теплоты. Система содержит линию 11 сетевой воды, которая снабжена насосом 12, обеспечивающим циркуляцию воды, и соединена с основным теплообменником 3. Дополнительный теплообменник 8 линией 13 параллельно подсоединен к линии 11 сетевой воды. Система снабжена также исполнительными механизмами (задвижками) 14-22, установленными на соответствующих линиях, и контрольно-измерительной аппаратурой: датчиками давления 23 и температуры 24. Исполнительные механизмы 15 и 16 обеспечивают перенаправление высокотемпературного (более 100°C) потока парового конденсата: для летнего режима через охладитель 2; для зимнего режима через дополнительный теплообменник 8. Сетевая вода, забравшая тепло в теплообменниках 3 и 8 направляется в заводскую теплосеть по линии 25.
Система утилизации тепла промышленного конденсата работает следующим образом.
Паровой конденсат с промышленных технологических установок с температурой 125-140°C через открытую задвижку 16 (задвижка 15 при этом закрыта) по линии 7 направляется в дополнительный теплообменник 8, где отдает тепло воде, подаваемой насосом 12 по линиям 11-»13 через открытую задвижку 19. Вода, забравшая тепло высокотемпературного парового конденсата, из теплообменника 8 при открытой задвижке 20 направляется по линии 25 потребителю в заводскую теплосеть. При этом паровой конденсат, охлажденный до 80°С, направляется по линии 9 через открытую задвижку 17 в конденсатосборный бак 5.
Паровой конденсат с промышленных технологических установок с температурой 90-95°C по линии 6 через открытую задвижку 14, далее по линии 1 направляется в основной теплообменник 3, где отдает тепло воде, поступающей из линии 11 сетевой воды через открытую задвижку 18. Вода, забравшая тепло парового конденсата, через открытую задвижку 21 направляется по линии 25 потребителю в заводскую теплосеть. Паровой конденсат, охлажденный при этом до 80°C, направляется по линии 4 при открытой задвижке 22 в конденсатосборный бак 5. Далее смешанный конденсат из бака 5 насосом 10 перекачивается на источник теплоты.
По описанной выше схеме заявляемая система работает в отопительный сезон.
В летний период заявляемая система работает следующим образом.
Паровой конденсат с промышленных технологических установок с температурой 125-140°C через открытую задвижку 15 (задвижка 16 при этом закрыта) по линии 1 направляется сначала в охладитель 2 (аппарат воздушного охлаждения), где охлаждается до температуры 85-90°C.При этом низкотемпературный поток конденсата с температурой 85-90°C по линии 6 через открытую задвижку 14 направляется в линию 1. Смешанный поток парового конденсата затем направляется в основной теплообменник 3, где отдает тепло воде, поступающей из линии 11 сетевой воды через открытую задвижку 18. Вода, забравшая тепло парового конденсата, через открытую задвижку 21 направляется по линии 25 потребителю в заводскую теплосеть. Паровой конденсат, охлажденный при этом до 80°C, направляется по линии 4 при открытой задвижке 22 в конденсатосборный бак 5, откуда потом насосом 10 возвращается на источник теплоты.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
- обеспечивает получение дополнительного количества тепла за счет раздельной утилизации высокотемпературных потоков парового конденсата;
- снижает нерациональные потери тепловой энергии в охладителе при эксплуатации системы в отопительный период;
- обеспечивает надежность и мобильность системы утилизации парового конденсата.
Использование заявляемой полезной модели обеспечивает расширение функциональных возможностей системы по утилизации тепла промышленного конденсата и позволяет утилизировать вторичные энергоресурсы в зависимости от тепловых нагрузок предприятия.