[发明专利]一种蒸汽与低温余热联合用于制冷系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工园区低温余热利用的工艺，具体地说，涉及一种蒸汽与低温余热联合用于制冷系统的方法。

背景技术

为满足全球气候变化及绿色低碳发展的内在要求，现代生产企业节能降耗的要求日益严格，环保压力愈发增大。能量密集型工业存在着大量的节能潜力，企业的工艺过程中产生了大量的低温余热，这些低温余热主要通过冷公用工程向环境排弃，其回收利用在当前节约能源举措中占有重要地位。

由于低温热温位低、回收温差小，以及低温热源和热阱分散的特点，使得低温热换热设备庞大、回收技术复杂而难以有效实施。利用低温余热制冷是低温热有效回收利用的重要途径之一，而目前企业需要的冷量主要通过电制冷而获得。

在众多制冷方式中，溴化锂吸收式制冷以其环保、节能、高效等优势得到越来越多的关注，它是以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，消耗低品位热源来实现制冷。溴化锂吸收式制冷由于其本身特性限制，需保证其驱动热源温度稳定。而当前工业余热受工艺、原料和产品变化，尽管数量大，但温度不稳定。因此，本发明提出在热媒水进入溴化锂制冷机前先经过蒸汽加热器进行温度调节，并提出温度的控制方法。

与其他低温热利用技术或方案相比，本工艺优点在于：考虑到低温余热的温度随季节、厂区生产方案和加工量等因素变化，收集园区内生产企业的低温余热，经蒸汽加热器调节稳定其温度，利用溴化锂制冷机组，制取冷冻水，通过管网向工业区内有用冷需求的企业供冷。本工艺在低温热利用方面和园区节省能耗具有显著的优越性。

发明内容

本发明的目的是解决现有低温余热制冷系统中，经常会因季节、天气、装置生产等因素导致低温热源温度的波动，因此无法保证用于溴化锂吸收式制冷的热媒水温度稳定的问题，提供一种蒸汽与低温余热联合用于制冷系统的方法，该方法在热媒水送入制冷机前增设蒸汽加热器，该系统工艺具有结构简单、调节柔性好、节约成本等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种蒸汽与低温余热联合用于制冷系统的方法，包括如下步骤：增设蒸汽加热器，在热媒水进入溴化锂制冷机组前，先经过蒸汽加热器调节变化的低温热源，稳定热媒水进入溴化锂制冷机组的温度。

在上述方法中，所述蒸汽加热器采用分程与串级混合控制，热媒水经过蒸汽加热器前后两个温度为被控变量，蒸汽和热媒水进入蒸汽加热器的流量为操纵变量。

在上述方法中，所述蒸汽加热器的控制方法是：由控制器T₁C监测热媒水进入制冷机发生器前的温度λ₁，如λ₁处于相对稳定温度范围内，则保持热水阀在一定的开度，蒸汽阀关闭，热媒水无需蒸汽加热直接送入溴化锂制冷机的发生器里进行工作；如由于某些因素导致进入蒸汽加热器前的热媒水温度λ₂发生变化，它的变化使控制器T₂C进行工作，控制蒸汽阀改变蒸汽的流量，从而使蒸汽加热器前热媒水温度λ₂的偏差随之减小，同时，由于蒸汽加热器前的热媒水温度λ₂变化，或由于热媒水本身的进口流量发生变化，会使热媒水温度λ₁发生变化，λ₁的变化通过控制器T₁C不断地改变控制器T₂C的给定值，这样的分程与串级混合控制系统，可以使离开蒸汽加热器的热媒水温度λ₁稳定在所需的温度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）通过采用低温余热制冷，替代现代生产企业通常采用的电力分散制冷方法，可节约电力，而低温余热是园区内企业过剩的费用，若不加以利用，则会直接排放到环境而浪费。因此这种利用工业废热制冷的方法不仅大大降低了制冷成本，增加企业经济效益，还可以减少温室气体的排放，有利于改善园区内低温余热直接排弃浪费和以电力为主要能源的分散式直接制冷的现状。

（2）充分集成利用现有的资源，即低温余热和蒸汽集成使用，蒸汽主要是用于调节和稳定低温余热温度，通过二者联合，能显著提高制冷系统的柔性，可以克服低温热源的波动，有利于维持供冷系统正常运行，保证区域供冷用户的生产不受影响。

附图说明

图1为蒸发器制冷量与时间温度的关系图。

图2为本发明蒸汽与低温余热联合利用于制冷系统的工艺流程图。

其中，1蒸汽加热器，2发生器，3溶液热交换器，4膨胀阀A，5溶液泵，6吸收器，7冷凝器，8膨胀阀B，9蒸发器，10需冷用户