專利名稱：一種利用余熱生產(chǎn)低溫水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用余熱生產(chǎn)低溫水的工藝及裝置，尤其是一種利用余熱熱能驅(qū) 動的溴化鋰吸收法生產(chǎn)低溫水的工藝和裝置，屬于制冷及低溫工程應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溴化鋰吸收制冷是一種利用熱能驅(qū)動的制冷技術(shù)，使二元工質(zhì)水-溴化鋰中的低 沸點組分水在系統(tǒng)中產(chǎn)生冷凝和蒸發(fā)而實現(xiàn)制冷和制熱。與蒸氣壓縮制冷相比，利用熱能驅(qū)動的溴化鋰吸收制冷，制冷性能系數(shù)COP要低 一些，但溴化鋰制冷可利用石化企業(yè)的低品位熱能作驅(qū)動力，節(jié)約高品位能量，實現(xiàn)制冷和 制熱，因此，近年來得到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。石化企業(yè)中存在大量的80 150°C的低溫位熱能，此外還有大量的熱能通過空冷 系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)帶走，這一方面浪費了大量的能源，另一方面又對環(huán)境造成熱污染。如何 充分利用石化企業(yè)的低溫位能量，同時減少空冷系統(tǒng)和涼水塔帶走的熱量，成為石化企業(yè) 節(jié)能降耗的關(guān)鍵。而溴化鋰吸收制冷技術(shù)，正好可以利用80 150°C的低溫位廢熱作為驅(qū) 動力實現(xiàn)制冷的目的，制取7 15°C的低溫水供工藝裝置冷卻循環(huán)水使用，進而改進生產(chǎn) 裝置的換熱流程，取消或減少涼水塔的使用。中國專利CNO3143158. 5給出了一種利用余熱的吸收制冷方法，該方法可利用 85 140°C的含二氧化碳的蒸汽為驅(qū)動力，實現(xiàn)制冷和制熱，但該方案存在吸收制冷系統(tǒng) 設(shè)備布置分散，占地面積大，吸收器內(nèi)溶液自流或泵送進入再生器，操作中容易導(dǎo)致流動不 暢，管路堵塞等問題，當堵塞發(fā)生時，裝置必需停車檢修，影響了裝置的穩(wěn)定操作。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種布置緊湊，帶有溢流結(jié)構(gòu) 的溴化鋰吸收制冷生產(chǎn)低溫水的工藝及裝置，可利用低溫位熱能作驅(qū)動力實現(xiàn)制冷，采用 高效換熱器，改善優(yōu)化煉廠換熱工藝流程。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種利用余熱生產(chǎn)低溫水的裝置，包括溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)和載冷劑循環(huán)冷卻系 統(tǒng)。其中溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)包括蒸氣發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、發(fā)生器送液泵、吸 收器循環(huán)噴淋泵、蒸發(fā)器循環(huán)噴淋泵、套管換熱器、噴射器、U形管節(jié)流器和管道閥門。吸收 制冷工質(zhì)采用水-溴化鋰溶液。載冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括冷水儲罐、冷水循環(huán)泵、高效換熱 器、罐內(nèi)冷媒水。所述的溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)為雙筒結(jié)構(gòu)，冷凝器和發(fā)生器設(shè)置在一個筒體 內(nèi)，為上下布置，冷凝器兩邊設(shè)置有通氣隔板；蒸發(fā)器和吸收器設(shè)置在另一個筒體內(nèi)，采用 上下布置，蒸發(fā)器兩邊設(shè)置有內(nèi)外向下傾斜的人字形通氣隔板，冷凝器和蒸發(fā)器之間設(shè)置 有一個帶U形節(jié)流管的連通管，連通管在蒸發(fā)器內(nèi)的出口設(shè)置有噴淋頭；蒸發(fā)器設(shè)置循環(huán) 噴淋泵，通過循環(huán)噴淋強化換熱效果；吸收器設(shè)置噴淋循環(huán)泵，泵出口設(shè)有噴射器，用于抽 吸發(fā)生器內(nèi)的高濃度溶液；吸收器內(nèi)的吸收液通過發(fā)生器送液泵與發(fā)生器流出的濃溶液換熱后送到發(fā)生器內(nèi)；發(fā)生器與吸收器間設(shè)置有相連的溢流管，使得當發(fā)生器進入吸收器正 常管道堵塞時，濃溶液可溢流進入吸收器，以保證裝置仍可正常工作。載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中，與工藝循環(huán)水換熱器為無機熱管換熱器，例如可采用板式換 熱或熱管式換熱，蒸發(fā)器內(nèi)換熱盤管采用U形結(jié)構(gòu)，表面帶有強化傳質(zhì)翅片，以提高噴淋換 熱的傳熱效果。溴化鋰-吸收制冷系統(tǒng)工作時，溴化鋰-水溶液在裝置中進行兩個循環(huán)操作，一個 是溶液循環(huán)，另一個是水循環(huán)。利用60 150°C熱水或蒸氣余熱，通過換熱管加熱發(fā)生器內(nèi) 溴化鋰-水溶液，使溶液中的水分蒸發(fā)汽化，汽化后的水蒸汽通過通氣隔板進入冷凝器，與 冷卻水盤管接觸冷凝為液態(tài)后，在重力和壓差作用下經(jīng)過節(jié)流U形管噴淋進入蒸發(fā)器；在 溴化鋰的強烈吸收作用下，蒸發(fā)器中的水發(fā)生汽化并通過隔板進入吸收器中被吸收，完成 了水循環(huán)，并實現(xiàn)了蒸發(fā)制冷。在吸收器內(nèi)，吸收水后的溴化鋰-水溶液的吸收熱被冷卻水 換熱取走后，通過發(fā)生器送液泵與來自發(fā)生器的高溫濃溶液熱交換后，輸送到發(fā)生器內(nèi)；在 發(fā)生器內(nèi)，溴化鋰水溶液經(jīng)過蒸汽加熱使水汽化蒸發(fā)，留下的高溫濃溶液通過噴射器吸入， 混合后進入吸收器中，完成溶液循環(huán)。在載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中，通過溴化鋰制冷系統(tǒng)實現(xiàn)的蒸發(fā)冷量，經(jīng)過蒸發(fā)器循環(huán)噴 淋泵強制循環(huán)噴淋取熱后，被蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管內(nèi)冷媒水取走，進入冷水儲罐中，通過冷水 循環(huán)泵抽出經(jīng)過換熱器與工藝循環(huán)水換熱后循環(huán)流動，不斷將冷量傳給工藝循環(huán)水，實現(xiàn) 了低溫工藝循環(huán)水的生產(chǎn)。本發(fā)明通過采用溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)和高效強化傳熱構(gòu)件和設(shè)備，利用80 150°C的低溫位熱能做動力，實現(xiàn)了生產(chǎn)低溫7 15°C工藝用冷水的目的。本發(fā)明具有明顯 的節(jié)能、環(huán)保和節(jié)約資源的效果，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明的工藝流程和裝置圖，也是本發(fā)明的一個具體實施例圖。圖2為本發(fā)明中的一種單管式無機熱管換熱器的結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明中的一種帶強化換熱翅片的換熱管結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的利用余熱生產(chǎn)低溫水的裝置進行詳細說明。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的裝置包括溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)和載冷劑循環(huán) 冷卻系統(tǒng)。其中溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)包括蒸氣發(fā)生器5、冷凝器3、吸收器9、蒸發(fā)器4、發(fā) 生器送液泵10、吸收器循環(huán)噴淋泵11、蒸發(fā)器循環(huán)噴淋泵12、套管換熱器1、噴射器2、U形 管節(jié)流器6和管道閥門等。吸收制冷工質(zhì)采用水-溴化鋰溶液。載冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括 冷水儲罐7、冷水循環(huán)泵13、高效換熱器8a、8b，罐內(nèi)載冷劑為水。其特征是吸收冷凝系統(tǒng) 為雙筒結(jié)構(gòu)，冷凝器3和發(fā)生器5設(shè)置在一個筒體內(nèi)，為上下布置，冷凝器3兩邊設(shè)置有向 外下傾斜的通氣隔板對，方便蒸汽導(dǎo)流進入冷凝器；蒸發(fā)器4和吸收器9設(shè)置在另一個筒 體內(nèi)，為上下布置，蒸發(fā)器4兩邊設(shè)置有內(nèi)外向下傾斜的人字形通氣隔板26，防止噴淋液外 濺，并起到蒸發(fā)氣體導(dǎo)流作用；冷凝器3和蒸發(fā)器4之間設(shè)置有一個帶U形節(jié)流管6的連通 管，連通管在蒸發(fā)器內(nèi)的出口設(shè)置有噴淋頭25 ；蒸發(fā)器4設(shè)置循環(huán)噴淋泵12，通過循環(huán)噴淋強化換熱效果；吸收器9設(shè)置噴淋循環(huán)泵11，泵出口設(shè)有噴射器2，用于抽吸發(fā)生器5內(nèi)的 高濃度溶液；吸收器9內(nèi)的吸收液通過發(fā)生器送液泵10與發(fā)生器5流出的濃溶液經(jīng)過換熱 器1換熱后送到發(fā)生器5內(nèi)，發(fā)生器與吸收器間設(shè)置有相連的溢流管觀，使得當發(fā)生器5進 入吸收器9之間正常溶液主流通管道27堵塞時，濃溶液可通過28溢流進入吸收器9，保證 溴化鋰吸收制冷裝置仍可正常工作。載冷循環(huán)系統(tǒng)中，與工藝循環(huán)水換熱器為板式換熱器8a或無機熱管式換熱器8b， 蒸發(fā)器內(nèi)換熱盤管23采用U形結(jié)構(gòu)，表面帶有強化傳質(zhì)翅片22，以提高噴淋換熱的傳熱效果。無機熱管換熱器8b結(jié)構(gòu)如圖2示，換熱器由多根換熱單管組成，每根換熱單管由 冷凍水進口 14、殼體15、無機換熱管16熱管上的翅片17、冷熱流間隔板18、冷凍水出口 19、 循環(huán)水進口 21、循環(huán)水出口 20組成。溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)工作時，60 150°C熱水或蒸氣通入發(fā)生器5內(nèi)的換熱管對 溴化鋰-水溶液加熱，溶液中的水分蒸發(fā)汽化后經(jīng)過通氣隔板M進入冷凝器3中，與冷卻 水盤管接觸冷凝后，在重力和壓差作用下經(jīng)過節(jié)流U形管6噴淋進入蒸發(fā)器4 ；在蒸發(fā)器4 內(nèi)的水在吸收器9中的溴化鋰強烈吸收作用下，通過隔板沈進入吸收器9，實現(xiàn)了蒸發(fā)器4 內(nèi)水蒸發(fā)汽化制冷，產(chǎn)生的冷量被載冷系統(tǒng)循環(huán)取走。在吸收器9內(nèi)，通過冷卻水換熱取走 吸收熱，吸收后溴化鋰水溶液通過發(fā)生器送液泵10經(jīng)過換熱器1與熱溶液熱交換后輸送到 發(fā)生器5內(nèi)；在發(fā)生器5內(nèi)，溴化鋰水溶液經(jīng)過蒸汽加熱使水汽化蒸發(fā)，余下的高溫高濃度 溴化鋰-水溶液通過噴射器2吸入，與來自泵11的循環(huán)溶液混合進入吸收器9中。在載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中，通過溴化鋰制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)冷量，經(jīng)過蒸發(fā)器循環(huán)噴 淋泵12強制循環(huán)噴淋后，被蒸發(fā)器4內(nèi)換熱管23中的冷媒水換熱取走，載冷劑水進入冷水 儲罐7中，通過冷水循環(huán)泵13抽出，經(jīng)過換熱器8與工藝循環(huán)水換熱后循環(huán)回到蒸發(fā)器4 中通過換熱管23繼續(xù)進行換熱，通過這種載冷劑循環(huán)不斷將冷量傳給工藝循環(huán)水，實現(xiàn)了 低溫工藝循環(huán)水的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種利用余熱生產(chǎn)低溫水的裝置，包括溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)和載冷劑循環(huán)系統(tǒng)，其 中溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)包括發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器和循環(huán)泵、噴射器和管道閥門， 所述載冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器；所述的溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)為雙筒結(jié)構(gòu)，冷凝器和發(fā)生 器設(shè)置在一個筒體內(nèi)，為上下布置，冷凝器周邊設(shè)置有通氣隔板；蒸發(fā)器和吸收器設(shè)置在另 一個筒體內(nèi)，采用上下布置，蒸發(fā)器周邊設(shè)置通氣隔板；吸收器設(shè)置循環(huán)噴淋泵，循環(huán)噴淋 泵出口連接一個噴射器，用于引射發(fā)生器內(nèi)的濃溶液。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述載冷劑循環(huán)系統(tǒng)與外界工藝循環(huán)水 間的換熱器為板式換熱器或者無機熱管換熱器。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)生器與吸收器間設(shè)置有相連的溢 流管，使得當發(fā)生器進入吸收器正常管道堵塞時，濃溶液可溢流進入吸收器。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的蒸發(fā)器內(nèi)的換熱盤管采用U形結(jié) 構(gòu)，表面帶有翅片。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的冷凝器和蒸發(fā)器間的冷凝液導(dǎo)管 上設(shè)有U形節(jié)流管，節(jié)流管在蒸發(fā)器內(nèi)的端部設(shè)有噴淋結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的無機導(dǎo)熱管換熱器單管并列式結(jié) 構(gòu)，每個單管由冷凍水進、出口，循環(huán)水進、出口，中間隔板、無機導(dǎo)熱管構(gòu)成，無機導(dǎo)熱管上 設(shè)置有翅片。
7.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的冷凝器周邊設(shè)置向外下傾斜的通 氣隔板，所述的蒸發(fā)器周邊設(shè)置向內(nèi)、外下傾斜的人字形通氣隔板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用余熱生產(chǎn)低溫水的裝置。所述裝置包括溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)和載冷劑循環(huán)系統(tǒng)。在所述溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)中，冷凝器與發(fā)生器設(shè)置在一個筒體內(nèi)，蒸發(fā)器和吸收器設(shè)置在一個筒體內(nèi)；發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰濃溶液由吸收器循環(huán)泵下游的噴射器引射進入噴射器，在此與循環(huán)泵噴入的溴化鋰溶液混合后，從噴射器噴入吸收器實現(xiàn)噴淋；所述載冷劑循環(huán)系統(tǒng)與外界工藝循環(huán)水間采用板式換熱器或者無機導(dǎo)熱管換熱器進行換熱。本發(fā)明的裝置設(shè)計合理，制冷性能系數(shù)高，能夠高效利用80～150℃低溫位熱能生產(chǎn)7～15℃低溫水，因而可廣泛應(yīng)用于利用低溫位熱源制冷的各種場合。
文檔編號F25B15/06GK102052799SQ200910188168
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者姜陽, 方向晨, 王明星, 王海波, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院