采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组及其工作方法与流程

本发明涉及焦化余热利用制冷，尤其涉及一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组。

背景技术：

1、炼焦过程中，荒煤气以650～700℃温度离开焦炉，经上升管至桥管，在集气管内用氨水喷洒降温至80～85℃，然后经初冷器将煤气冷却至21～35℃。荒煤气带出的显热大部分转移至循环氨水和初冷器的冷却水中，对煤气初冷系统的余热回收主要是回收利用循环氨水和初冷器循环水(余热水)的热能。

2、目前，初冷器余热水的余热利用技术已经日趋成熟，即采用热水型溴化锂吸收式制冷机组，将初冷器上段具有较高温度的循环水余热转化成生产所需的低温水，实现能源的二次开发和利用，不仅节约煤气资源，而且足够量的低温水能够温度生产系统的工艺技术指标，有利于生产操作的同时还能提高化学产品的回收率，产生附加经济效益。

3、但是随着初冷器余热水余热利用技术的推广应用，在工程实践中也发现了一些不足，例如当初冷器余热水的温度低于设定值时，由于热量供应不足，导致制冷机组的制冷量不达标。

技术实现思路

1、本发明提供了一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组及其工作方法，采用蒸汽作为制冷机的补充热源，当初冷器余热水温度过低时蒸汽系统投入，并且通过控制系统能够实现自动切换，从而保证了制冷机组制冷量的稳定。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组，包括制冷机、循环冷却水系统、余热水系统、蒸汽系统、低温水系统及换热装置；所述循环冷却水系统包括循环冷却水进口管道及循环冷却水出口管道；所述余热水系统包括余热水进口管道及余热水出口管道；所述蒸汽系统包括依次连接的蒸汽进口管道、调节阀组、蒸汽凝结水管道及疏水阀组；所述低温水系统包括低温水进口管道及低温产品水出口管道；所述制冷机设循环冷却水进口与循环水冷却水进口管道相连，设循环冷却水出口与循环冷却水出口管道相连，设余热水进口与余热水进口管道相连，设余热水出口与余热水出口管道相连，设低温水进口与低温水进口管道相连，设低温产品水出口与低温产品水出口管道相连；所述换热装置设于余热水进口管道及蒸汽进口管道之间，余热水进口管道连接换热装置的第一换热介质通道，蒸汽进口管道连接换热装置的第二换热介质通道。

4、进一步的，所述制冷机包括制冷机控制系统；余热水进口管道上设温度监测装置一，低温产品水出口管道上设温度监测装置二，温度监测装置一、温度监测装置二及调节阀组分别连接制冷机控制系统。

5、进一步的，所述换热装置由串联设置的汽水换热器及水水换热器组成，汽水换热器设于水水换热器的上游。

6、进一步的，所述调节阀组由阀门一、调节阀、阀门二及阀门三组成，阀门一、调节阀、阀门二沿蒸汽输送方向依次设置在蒸汽进口管道上，阀门一上游的蒸汽进口管道与阀门二下游的蒸汽进口管道通过旁通管道一相连，阀门三设于旁通管道一上。

7、进一步的，所述疏水阀组由阀门四、疏水阀、阀门五及阀门六组成，阀门四、疏水阀、阀门五沿蒸汽凝结水流动方向依次设置在蒸汽凝结水管道上，阀门四上游的蒸汽凝结水管道与阀门五下游的蒸汽凝结水管道通过旁通管道二相连，阀门六设于旁通管道二上。

8、一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组的工作方法，包括如下步骤：

9、1)初冷器余热水作为制冷机的主要热源，通过余热水进口管道进入制冷机，回收余热后通过余热水出口管道送出；

10、2)当初冷器余热水的温度达不到设定要求时，采用蒸汽作为补充热源；此时蒸汽进入蒸汽进口管道，通过换热装置与余热水进口管道内的初冷器余热水换热，使进入制冷器时的初冷器余热水达到设定温度；

11、3)温度监测装置一测量换热装置上游初冷器余热水的温度并将测量结果送至制冷机控制系统，温度监测装置二测量低温产品水的温度并将测量结果送至制冷机控制系统，制冷机控制系统根据2个测量结果控制调节阀组中调节阀的开度，通过调节蒸汽流量保证制冷机的制冷量恒定。

12、进一步的，所述步骤2)中，蒸汽先经汽水换热器换热成为130℃以下的高温过热水，再经水水换热器换热成为90℃以下的蒸汽凝结水。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1)将蒸汽作为初冷器余热水的补充热源，根据初冷器余热水的供水温度调节蒸汽补充量，在初冷器余热水供热量不稳定的情况下，能够稳定低温产品水的供应量和温度指标；

15、2)初冷器余热水制冷系统中冷源和热源的系统匹配度更加灵活；在初冷器余热水流量较小的情况下，也能产生较多的低温水；

16、3)不仅适用于初冷器余热水余热回收利用的制冷系统，也适用于其它相似工质的余热回收制冷系统。

技术特征：

1.一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组，其特征在于，包括制冷机、循环冷却水系统、余热水系统、蒸汽系统、低温水系统及换热装置；所述循环冷却水系统包括循环冷却水进口管道及循环冷却水出口管道；所述余热水系统包括余热水进口管道及余热水出口管道；所述蒸汽系统包括依次连接的蒸汽进口管道、调节阀组、蒸汽凝结水管道及疏水阀组；所述低温水系统包括低温水进口管道及低温产品水出口管道；所述制冷机设循环冷却水进口与循环水冷却水进口管道相连，设循环冷却水出口与循环冷却水出口管道相连，设余热水进口与余热水进口管道相连，设余热水出口与余热水出口管道相连，设低温水进口与低温水进口管道相连，设低温产品水出口与低温产品水出口管道相连；所述换热装置设于余热水进口管道及蒸汽进口管道之间，余热水进口管道连接换热装置的第一换热介质通道，蒸汽进口管道连接换热装置的第二换热介质通道。

2.根据权利要求1所述的一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组，其特征在于，所述制冷机包括制冷机控制系统；余热水进口管道上设温度监测装置一，低温产品水出口管道上设温度监测装置二，温度监测装置一、温度监测装置二及调节阀组分别连接制冷机控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组，其特征在于，所述换热装置由串联设置的汽水换热器及水水换热器组成，汽水换热器设于水水换热器的上游。

4.根据权利要求1或2所述的一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组，其特征在于，所述调节阀组由阀门一、调节阀、阀门二及阀门三组成，阀门一、调节阀、阀门二沿蒸汽输送方向依次设置在蒸汽进口管道上，阀门一上游的蒸汽进口管道与阀门二下游的蒸汽进口管道通过旁通管道一相连，阀门三设于旁通管道一上。

5.根据权利要求1所述的一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组，其特征在于，所述疏水阀组由阀门四、疏水阀、阀门五及阀门六组成，阀门四、疏水阀、阀门五沿蒸汽凝结水流动方向依次设置在蒸汽凝结水管道上，阀门四上游的蒸汽凝结水管道与阀门五下游的蒸汽凝结水管道通过旁通管道二相连，阀门六设于旁通管道二上。

6.如权利要求1～5任意一种所述采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组的工作方法，其特征在于，所述步骤2)中，蒸汽先经汽水换热器换热成为130℃以下的高温过热水，再经水水换热器换热成为90℃以下的蒸汽凝结水。

技术总结本发明涉及一种采用蒸汽辅助加热的初冷器余热水制冷机组及其工作方法，初冷器余热水制冷机组包括制冷机、循环冷却水系统、余热水系统、蒸汽系统、低温水系统及换热装置；所述蒸汽系统包括依次连接的蒸汽进口管道、调节阀组、蒸汽凝结水管道及疏水阀组；所述换热装置设于余热水进口管道及蒸汽进口管道之间，余热水进口管道连接换热装置的第一换热介质通道，蒸汽进口管道连接换热装置的第二换热介质通道。本发明采用蒸汽作为制冷机的补充热源，当初冷器余热水温度过低时蒸汽系统投入，并且通过控制系统能够实现自动切换，从而保证了制冷机组制冷量的稳定。技术研发人员：张新春,李桦,任众,李旭东,何玉涛,陈毅受保护的技术使用者：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16