專利名稱：啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種啤酒生產(chǎn)行業(yè)的余熱回收利用技術，特別是涉及一種啤酒生產(chǎn)中 冷卻熱水再利用系統(tǒng)。
背景技術：
啤酒生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)啤酒的過程中，要產(chǎn)生大量用于冷卻產(chǎn)生的(85°C )熱水，這 部分熱水被自身再利用只能消化40%左右。啤酒生產(chǎn)首先要做麥汁，根據(jù)目前國內絕大部 分啤酒生產(chǎn)企業(yè)的實際狀況糖化工藝完成后的熱麥汁通過薄板冷卻器熱交換(逆向對流 冷卻)后，麥汁進入發(fā)酵罐發(fā)酵，冷卻水流入置于糖化車間樓頂?shù)臒崴畷簝迌?，糖化車間 熱水暫儲罐的冷卻熱水目前僅提供給糖化車間投料和洗糟、洗滌利用。由于這部分熱水被 自身再利用只能消化40%左右，糖化車間熱水暫儲罐內多余的冷卻后產(chǎn)生的熱水在儲罐滿 后自動溢流排掉，造成很大浪費，另外用于投料池的85°C水還需要加涼水降到60°C，仍然 造成能源和水資源浪費。以一個年產(chǎn)20萬噸啤酒的企業(yè)計算，冷卻一噸100 °C麥汁需要1. 2噸 的5°C冷卻水，熱 交換后的水溫85 °C，麥汁被冷卻至8°C。熱水產(chǎn)生量200000 噸X 1. 2 = 240000噸，剩余60 %無法利用而被排掉，這部分水的當量熱值 為240000000kgX60 % X (85-20) "C X4. 2j/ "C . kg = 3. 93X1010kj,折標煤 3. 93 X IO1Val X0. 03412kg/mj = 1340. 92噸標煤。按全國啤酒生產(chǎn)平均噸酒消 耗標煤66. 78公斤核算，采用本余熱回收利用技術，其節(jié)煤率1340. 92噸/ (200000 噸X66. 78/1000) = 0.1004 = 10.04%。未全部回收浪費資金一噸標煤按1000元、一 噸水按3. 5元計算，合計(僅熱水部分)浪費資金1340.92噸X 1000元/噸+240000 噸 X60% X3. 5/噸=1340920+504000 = 184. 49 萬元 / 年。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是基于現(xiàn)有技術的不足，提供一種啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)。技術方案一種啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，包括用于盛裝冷卻熱水的糖化車間熱水暫 儲罐、投料池，糖化車間熱水暫儲罐下端與投料池連通，其中，糖化車間熱水暫儲罐側壁分 別設有第一溢流管和第二溢流管，其中第二溢流管高于第一溢流管，其高度差為H，所述第 一溢流管通過液位自控閥Tl與鍋爐車間熱水儲罐連通，鍋爐車間熱水儲罐通過水軟化處 理裝置以及鍋爐上水泵與鍋爐連通，鍋爐的輸出蒸汽管通過蒸汽進氣閥T2與用熱單位19 連通；所述第二溢流管與罐裝車間熱水儲罐連通，罐裝車間熱水儲罐通過PLC控制系統(tǒng)與 用水單位連通。所述PLC控制系統(tǒng)為在罐裝車間熱水儲罐的底部設有出水口并安裝有水泵，在 罐裝車間熱水儲罐側壁安裝有液位傳感器，該傳感器的信號輸出端與PLC的信號輸入端 連接；所述水泵的電源線通過繼電器與變頻器的電源輸出端連接，變頻器的信號輸入端與PLC的一個信號輸出端連接；PLC的另一個信號輸出端與蒸汽進氣閥T2連接；當液位低于 特定限水位A時，PLC控制蒸汽進氣閥T2打開，當液位升到特定水位A時，液位傳感器向PLC 傳輸一個觸發(fā)信號INtl,此時PLC發(fā)出一控制信號OUT1通過變頻器控制水泵開始工作，同時 PLC發(fā)出另一控制信號OUT2控制蒸汽進氣閥T2關閉；在所述水泵出水管上安裝有壓力傳感 器，該壓力傳感器的信號輸出端與PLC的信號輸入端連通，當用熱單位19停止用熱時，水泵 出水管內水壓增加，當水壓達到特定值時，壓力傳感器向PLC發(fā)出觸發(fā)信號，PLC控制水泵 關閉。來自水泵出水管的熱源和蒸汽管內熱源通過PLC實現(xiàn)兩熱源互鎖控制。出水管上的壓力傳感器隨著壓力增加向PLC輸入不同信號，PLC根據(jù)該變化的壓 力信號向變頻器輸出不同的控制信號，使其輸出不同頻率的電源信號從而控制水泵轉速變 化。所述水泵的轉速隨其出水管內壓力增加而增加。糖化車間熱水暫儲罐上的兩溢流管之間高度差H為300 500mm。
在所述罐裝車間熱水儲罐上端還設有溢流管。在罐裝車間熱水儲罐設置有溫度傳感器，該溫度傳感器探頭與PLC的信號輸入端 連接，當溫度低于65度時，水泵停止工作，同時蒸汽進氣閥T2打開，PLC的信號輸出端與微 機或數(shù)字表頭顯示器連接以顯示罐裝車間熱水儲罐內側水溫。在鍋爐車間熱水儲罐內側設置有溫度傳感器，該溫度傳感器探頭與PLC的信號輸 入端連接，PLC的信號輸出端與微機或數(shù)字表頭顯示器連接以顯示鍋爐車間熱水儲罐內側 水溫。所述PLC型號為西門子S7-200或s7_300或S7-400系列，或者為三菱FXlN系列 或FX2N系列或FX3UX系列，或者為歐姆龍CPM系列或GQ系列或CPl系列或C200H系列或 CJ系列或CS系列。所述變頻器型號為西門子變頻器，或者為ABB變頻器。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明在糖化車間熱水暫儲罐上分別設有向鍋爐車間熱水儲罐提供熱水的第 一溢流管和向罐裝車間供熱水的第二溢流管，第二溢流管高于第一溢流管溢流管300mm 500mm。將糖化車間熱水暫儲罐內的冷卻熱水用于向投料用水之外，還將糖化車間內剩余熱 水資源分別排放至鍋爐車間熱水儲罐和罐裝車間熱水儲罐內，再通過PLC自動控制系統(tǒng)進 行合理控制利用，有效利用多余的熱水資源，從而達到節(jié)約資源、能源的目的，并且通過自 動控制系統(tǒng)適時供熱，大量減輕工人勞動量。2、糖化車間熱水暫儲罐冷卻用的熱水被全部利用，節(jié)煤率894. 22噸/200000 噸 X 66. 78/1000 = 0. 06695 = 6. 695 %。價值一噸標煤按 1000 元、一噸水按 3. 5 元計算，因冷卻熱水被回收利用合計的節(jié)約資金894. 22噸X 1000元/噸+240000 噸 X40% X3. 5/噸=894220+336000 = 123 萬元 / 年。鍋爐由于進水溫度有原來的20°C提高到85°C，鍋爐節(jié)煤11% (引用車得福、劉銀 河編寫的《供熱鍋爐及其系統(tǒng)節(jié)能》進水溫度每提高6°C，鍋爐節(jié)煤)。經(jīng)過實測罐裝 車間用于供熱能降低蒸汽消耗33%。3、本發(fā)明的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)通過采集水泵出水管內水壓大小，PLC控制變頻器為水泵提供不同頻率的電源，使罐裝車間內的熱能與來自蒸汽罐內的熱能實現(xiàn)互鎖配合使用，水泵出水管上的壓力傳感器不僅起到控制水泵轉速的作用，還能使PLC 自動控制水泵關閉，無需人工操作，自控效率高、節(jié)省人力、合理利用資源，非常利于推廣實 施。
四

圖1是本發(fā)明的自動控制系統(tǒng)結構示意圖之一；圖2是圖1中采用PLC自動控制電路示意圖；圖3是本發(fā)明的自動控制系統(tǒng)結構示意圖之二 ；圖4是圖3中采用PLC自動控制電路示意圖。圖中標號1為糖化車間熱水暫儲罐，2為鍋爐車間熱水儲罐，3為投料池，4為罐裝 車間熱水儲罐，5為PLC，6為鍋爐，7為液位自動控制閥Tl，8為手動閥，9為液位傳感器，10 為水泵，11為壓力傳感器，12為水泵輸出管道，13為水軟化處理裝置，14為蒸汽進氣控制閥 Τ2，15為與投料池連通的熱水水管，16為第一溢流管，17為第二溢流管，18為罐裝車間熱水 儲罐溢流管，19為用熱單位，20為冷水進水管，21為變頻器，22為蒸汽管，23為位于鍋爐車 間熱水儲罐內的溫度傳感器，24為鍋爐車間熱水儲罐溫度顯示表頭，25為位于罐裝車間內 溫度傳感器，26為鍋爐車間熱水儲罐溫度顯示表頭。
五具體實施例方式實施例一參見圖1、圖2，一種啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，包括用于盛裝冷 卻熱水的糖化車間熱水暫儲罐1、投料池3，糖化車間熱水暫儲罐1下端與投料池3連通，在 投料池3內還連通有冷水進管20，從糖化車間熱水暫儲罐1排出的大約40%的85°C的熱水 提供給糖化車間投料和洗糟、洗滌利用，其中投料池的進水管熱水與冷水混合后形成60°C 的投料水進入投料池3。糖化車間熱水暫儲罐1側壁分別設有第一溢流管16和第二溢流管17，其中第二溢 流管17高于第一溢流管16，其高度差為H。所述第一溢流管16通過液位自控閥Tl與鍋爐車間熱水儲罐2連通，鍋爐車間熱 水儲罐2通過水軟化處理裝置13以及鍋爐上水泵與鍋爐6連通，鍋爐的輸出蒸汽管通過蒸 汽進氣閥T2與用熱單位19連通。所述第二溢流管17與罐裝車間熱水儲罐4連通，罐裝車間熱水儲罐4通過PLC控 制系統(tǒng)與用水單位19連通。所述PLC控制系統(tǒng)為在罐裝車間熱水儲罐4的底部設有出水口并安裝有水泵 10，在罐裝車間熱水儲罐側壁安裝有液位傳感器9，該傳感器的信號輸出端9與PLC的信號 輸入端連接；所述水泵10的電源線通過繼電器與變頻器21的電源輸出端連接，變頻器21 的信號輸入端與PLC的一個信號輸出端連接；PLC的另一個信號輸出端與蒸汽進氣閥T2連 接；當液位低于特定限水位A時，PLC控制蒸汽進氣閥T2打開，當液位升到特定水位A時， 液位傳感器向PLC傳輸一個觸發(fā)信號IN。，此時PLC發(fā)出一控制信號OUT1通過變頻器控制 水泵10開始工作，同時PLC發(fā)出另一控制信號OUT2控制蒸汽進氣閥T2關閉；在所述水泵 出水管12上安裝有壓力傳感器11，該壓力傳感器11的信號輸出端與PLC的信號輸入端連通，當用熱單位19停止用熱時，水泵出水管12內水壓增加，當水壓達到特定值時，壓力傳感 器向PLC發(fā)出觸發(fā)信號，PLC控制水泵關閉。來自水泵出水管12的熱源和蒸汽管22內熱源通過PLC實現(xiàn)兩熱源互鎖控制。水泵出水管12上的壓力傳感器11隨著壓力增加向PLC輸入不同信號，PLC根據(jù) 該變化的壓力信號向變頻器輸出不同的控制信號，使其輸出不同頻率的電源信號從而控制 水泵10轉速變化。所述水泵10的轉速隨其出水管12內壓力增加而增加。 糖化車間熱水暫儲罐上的兩溢流管之間高度差H為300 500mm。所述PLC型號為西門子S7-200或s7_300或S7-400系列，或者為三菱FXlN系列 或FX2N系列或FX3UX系列，或者為歐姆龍CPM系列或CQ系列或CPl系列或C200H系列或 CJ系列或CS系列。所述變頻器型號為西門子變頻器，或者為ABB變頻器?？删幊炭刂破?PLC)可選 在西門子、三菱、歐姆龍型號。1、西門子，型號s7-200, s7-300, S7-400系列，具體型號部分列舉以下6ES7212-1AB23-0XB0 6ES7212-1BB23-0XB0 6ES7214-1AD23-0XB0 6ES7214-1AD23-0XB86ES7214-1BD23-0XB8 6ES7214-2AD23-0XB0 6ES7214-2AD23-0XB8 6ES7214-2BD23-0XB06ES7216-2AD23-0XA0 6ES7216-2AD23-0XB0 6ES7216-2AD23-0XB8 6ES7216-2BD23-0XB06ES7216-2BD23-0XB8 6ES7307-1BA00-0AA0 6ES7307-1EA00-0AA0 6ES7307-1KA01-0AA06ES7312-1AD10-0AB0 6ES7313-5BE01-0AB0 6ES7313-6CE01-0AB0 6ES7314-1AF11-0AB06ES7314-6CF02-0AB0 6ES7315-2AG10-0AB0 6ES7321-1BH02-0AA0 6ES7407-0KA01-0AA06ES7412-2XG04-0AB02、三菱，型號FXlN 系列，如FX1N-60MR-001 ；FX1N-40MR-001 ；FX1N-24MR-001 ；FX1N-14MR-001 ；FX1N-60MR-D ； FX1N-40MR-D ；FX1N-24MR-DFX2N系列，型號如FX2N-128MR-001 ；FX2N-80MR-00 1 ；FX2N-64MR-00 1 ； FX2N-48MR-00 1 ； FX2N-32MR-001 ；FX2N-16MR-001；FX2N-80MR-D ；FX2N-64MR-DFX3UX系列，型號如FX3U-128MR-ES-A ；FX3U-80MR-ES-A ；FX3U-64MR-ES-A ；FX3U-48MR-ES-A ； FX3U-32MR-ES-A ；FX3U-16MR-ES-A3、歐姆龍，型號
CPM 系列CPM1A、CPM2A、CPM2CCQ 系列CQM1HCPl 系列CP1H、CPlLC200H 系列；C200HxCJ 系列CJ1M、CJ1G、CJlHCS 系列CS1G、CS1H...... 變頻器可選擇西門子、ABB型號西門子變頻器型號6SE6440-2UC11-2AA1 ；6SE6440-2UC12-5AA1 ；6SE6440-2UC13-7AA1 ； 6SE6440-2UC15-5AA1 ；6SE6440-2UC17-5AA1 ；6SE6440-2UC21-1BA1 ；6SE6440-2UC21-5BA1 ； 6SE6440-2UC22-2BA1 ；6SE6440-2UC23-0CA1 ；6SE6440-2UC24-0CA1 ；6SE6440-2UC25-5CA1 ； 6SE6440-2UC27-5DA1 ；6SE6440-2UC31-1DA1 ；6SE6440-2UC31-5DA1 ；6SE6440-2UC31-8EA1ABB變頻器型號ACS550-01-044A-4 ACS550-01-059A-4 ACS550-01-096A-4 ；ACS550-01-124A-4 ACS550-01-03A3-4ACS550-01-04A1-4 ；ACS550-01-06A9-4 ACS550-01-08A8-4 ACS550-01-012A-4 ；ACS550-01-015A-4ACS550-01-023A-4 ACS550-01-031A-4 ； ACS550-01-038A-4 ACS550-01-072A-4 ACS550-01-157A-4ACS510-01-04A1-4 ACS510-01-05A6-4 ACS510-01-025A-4 ；ACS510-01-07A2-4 ACS510-01-09A4-4ACS510-01-012A-4 ；ACS510-01-017A-4 ACS510-01-031A-4 ACS510-01-195A-4 ；ACS510-01-03A 3-4+B05ACS510-01-04A1-4 ACS510-01-05A6-4 ；ACS510-01-07A2-4 ACS510-01-046A-4 ACS510-01-060A-4 ；ACS350-01E-02A4-2 ACS350-01E-04A7-2 ACS350-03E-01A2-4 ； ACS350-03E-02A4-4 ACS350-03E-05A6-4ACS350-03E-07A3-4 ；ACS350-03E-44A0-4 ACS350-01E-02A4-2 ACS350-01E-04A7-2 ；ACS350-01E-06A7-2ACS350-01E-07A5-2 ACS350-01E-09A8-2 ；ACS350-03E-01A2-4 ACS350-01E-06A7-2 ；ACS800-01-0003-3+P90AC S800-11-0100-7 ；ACS800-04-0003-3+P90 ACS800-11-0016-3 ACS800-11-0020-3 ；ACS800-11-0030-5ACS800-11-0040-5 ACS800-11-0050-5 ；ACS800-11-0120-5 ACS800-11-0060-7 ACS800-11-0070-7實施例二 參見圖3、圖4，編號與實施例一相同，意義相同，相同之處不重述，不同 的是在鍋爐車間熱水儲罐2內側設置有溫度傳感器探頭23，該溫度傳感器探頭9與PLC的 信號輸入端連接，當溫度低于65度時，水泵停止工作，同時蒸汽進氣閥T2打開，PLC的信號 輸出端與微機(附圖中為顯示)或數(shù)字表頭顯示器24連接以顯示鍋爐車間熱水儲罐2內 側水溫。在罐裝車間熱水儲罐4內側設置有溫度傳感器探頭25，該溫度傳感器探頭與PLC 的信號輸入端連接，PLC的信號輸出端與微機(附圖中為顯示)或數(shù)字表頭顯示器26連接 以顯示罐裝車間熱水儲罐4內側水溫。實施例三參見圖1，編號與實施例一相同，意義相同，相同之處不重述，不同的 是在所述罐裝車間熱水儲罐4上端還設有溢流管18。
權利要求
一種啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，包括用于盛裝冷卻熱水的糖化車間熱水暫儲罐、投料池，糖化車間熱水暫儲罐下端與投料池連通，其特征在于，糖化車間熱水暫儲罐側壁分別設有第一溢流管和第二溢流管，其中第二溢流管高于第一溢流管，其高度差為H，所述第一溢流管通過液位自控閥T1與鍋爐車間熱水儲罐連通，鍋爐車間熱水儲罐通過水軟化處理裝置以及鍋爐上水泵與鍋爐連通，鍋爐的輸出蒸汽管通過蒸汽進氣閥T2與用熱單位連通；所述第二溢流管與罐裝車間熱水儲罐連通，罐裝車間熱水儲罐通過PLC控制系統(tǒng)與用水單位連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制 系統(tǒng)為在罐裝車間熱水儲罐的底部設有出水口并安裝有水泵，在罐裝車間熱水儲罐側壁 安裝有液位傳感器，該傳感器的信號輸出端與PLC的信號輸入端連接；所述水泵的電源線 通過繼電器與變頻器的電源輸出端連接，變頻器的信號輸入端與PLC的一個信號輸出端連 接；PLC的另一個信號輸出端與蒸汽進氣閥T2連接；當液位低于特定限水位A時，PLC控制 蒸汽進氣閥T2打開，當液位升到特定水位A時，液位傳感器向PLC傳輸一個觸發(fā)信號INtl, 此時PLC發(fā)出一控制信號OUT1通過變頻器控制水泵開始工作，同時PLC發(fā)出另一控制信號 OUT2控制蒸汽進氣閥T2關閉；在所述水泵出水管上安裝有壓力傳感器，該壓力傳感器的信 號輸出端與PLC的信號輸入端連通，當用熱單位停止用熱時，水泵出水管內水壓增加，當水 壓達到特定值時，壓力傳感器向PLC發(fā)出觸發(fā)信號，PLC控制水泵關閉。
3.根據(jù)權利要求2所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，出水管上的 壓力傳感器隨著壓力增加向PLC輸入不同信號，PLC根據(jù)該變化的壓力信號向變頻器輸出 不同的控制信號，使其輸出不同頻率的電源信號從而控制水泵轉速變化。
4.根據(jù)權利要求3所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵的 轉速隨其出水管內壓力增加而增加。
5.根據(jù)權利要求1所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，糖化車間熱 水暫儲罐上的兩溢流管之間高度差H為300 500mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，在所述罐裝 車間熱水儲罐上端還設有溢流管。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，在 罐裝車間熱水儲罐內側設置有溫度傳感器探頭，該溫度傳感器探頭與PLC的信號輸入端連 接，當溫度低于65度時，水泵停止工作，同時蒸汽進氣閥T2打開，PLC的信號輸出端與微機 或數(shù)字表頭顯示器連接以顯示罐裝車間熱水儲罐內側水溫。
8.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，在 鍋爐車間熱水儲罐內側設置有溫度傳感器探頭，該溫度傳感器探頭與PLC的信號輸入端連 接，PLC的信號輸出端與微機或數(shù)字表頭顯示器連接以顯示鍋爐車間熱水儲罐內側水溫。
9.根據(jù)權利要求1所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC型 號為西門子S7-200或S7-300或S7-400系列，或者為三菱FXlN系列或FX2N系列或FX3UX 系列，或者為歐姆龍CPM系列或CQ系列或CPl系列或C200H系列或CJ系列或CS系列。
10.根據(jù)權利要求1所述的啤酒生產(chǎn)中冷卻熱水再利用系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器 型號為西門子變頻器，或者為ABB變頻器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種啤酒生產(chǎn)余熱回收利用控制系統(tǒng)，包括糖化車間熱水暫儲罐、鍋爐車間熱水儲罐、鍋爐車間蒸汽罐、投料水池，水管及閥門，糖化車間熱水暫儲罐其下部與投料池連通，其上部通過第一溢流管與鍋爐車間熱水儲罐連通、通過第二溢流管與灌裝車間熱水儲罐連通，鍋爐車間熱水儲罐與蒸汽罐連通，其中第一溢流管低于第二溢流管高度H。將糖化車間熱水暫儲罐直接用于向投料池內提供投料用水，不僅有利于防止原有糖化車間內多余熱水被排放造成資源浪費，還避免了用蒸汽再次將冷水加熱后用于投料水的麻煩和資源浪費，糖化車間內的多余熱水還可以被再次利用于其他領域，采用PLC自動控制實現(xiàn)多余熱水的自動合理利用，非常利于推廣實施。
文檔編號F22D11/02GK101839471SQ201010148078
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權日2010年4月16日
發(fā)明者喬志強, 喬降華, 張峰, 張紅榮, 李解放, 王淑芳, 陳亭玉 申請人:河南藍馬啤酒有限公司