一種實現能量階梯利用的區域內綜合能量回收利用系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種實現能量階梯利用的區域內綜合能量回收利用系統，特別涉及一種區域內部采暖、制冷、生活用水等所涉及的能源供應、輸配、使用以及回收的綜合系統。
【背景技術】
[0002]能源的高效利用與節能環保已成為決定人類社會能否長期可持續快速發展的關鍵問題，正日益受到人們的重視，而如何利用好各種生產過程中產生的余熱，對解決能源的高效利用與節能環保問題具有十分重要的意義。從總體上看，我國目前的能源供應及安全形勢日趨緊張，很多產品的單位能耗與發達國家相比差距很大。
[0003]以建筑能耗為例，目前我國每年建成的建筑物面積大20億平方米，其中95%以上屬高能耗建筑，單位建筑面積采暖能耗為發達國家3倍以上。采暖、空調能耗約占建筑能耗的一半以上，全國各電網空調制冷負荷相當于3個三峽電站。主要耗能設備效率較低，能源利用效率與國際先進水平相比有較大差距。
[0004]隨著能源結構向清潔低碳轉型，我國天然氣用量不斷加大，天然氣用能設備發展迅速，如何實現燃氣的高效利用逐步成為當今節能的重要課題。目前普通燃氣鍋爐等熱能動力設備排煙溫度約150?250°C，排煙熱損失達到20%以上，造成能源浪費和環境污染。目前市場上應用最多的是在燃氣鍋爐尾部加裝煙氣余熱利用回收裝置，由于受被加熱介質的溫度限制，即采暖回水溫度一般較高，經煙氣余熱回收利用裝置后排煙溫度仍在55°C以上，煙氣中還有近一半的余熱被浪費。
[0005]應用于余熱回收的鍋爐主要有火管余熱鍋爐、水管余熱鍋爐和熱管余熱鍋爐三大類，其中火管余熱鍋爐就是煙氣在火筒或煙管中流過，對火筒或煙管外水、汽或汽水混合物加熱；水管余熱鍋爐就是管子里面走水，通過外部煙氣對流/輻射換熱加熱管子中的水；熱管余熱鍋爐，就是利用熱管的蒸發段吸收煙氣或廢氣的余熱，而通過冷凝段將熱量傳遞給熱管外的水、汽或汽水混合物，火管余熱鍋爐具有結構簡單、對水質要求低、操作容易等優點，但存在金屬耗量大、煙氣縱向沖刷而傳熱效果差、排煙溫度較高的缺點；存在水容量大、啟動較慢的缺點；還存在煙管內易積灰、煙管外難清垢的問題；另外還存在無法適應于大容量和高參數工況的余熱回收工程的問題；水管余熱鍋爐的受熱面布置方便，傳熱性能好，在結構上可用于大容量和高參數的工況；但是水系統與主鍋爐(或生產過程)的高溫煙氣直接接觸，一旦發生泄露現象，不僅水管余熱鍋爐需立刻停爐檢修，提供余熱的主鍋爐(或生產過程)也可能需要緊急處理，甚至停產；另外，水管余熱鍋爐各不同位置的管道溫度差異很大，也無法準確控制煙氣出口溫度，故難以避免低溫酸腐蝕破壞現象；而且鍋爐初期運行時，鍋爐進的是冷水，預熱需要一段時間，水管余熱鍋爐因采用直接換熱，管壁溫度接近常溫水，這樣設備表面極易出現結露，粘灰等不良現象；熱管余熱鍋爐徹底隔離了熱源和冷源，不會產生冷熱流體的摻混，但現有的熱管大部分都是利用許多根重力型熱管組合而成，水路與煙道還是必須緊連在一起，工程布置難度大；幾十、幾百乃至幾千根熱管緊密布置，不易于檢修，也難以發現哪根熱管已失效；幾十、幾百乃至幾千根熱管的工作工況各不相同，整體換熱量無法控制，排煙溫度也無法有效控制，同樣難以避免出現酸露點而造成管道或換熱器的腐蝕現象；另外，實際應用時存在:熱管長時間運行后，會有不凝結氣體產生，造成氣塞，使得熱管內的工質無法自然循環而失效，有時甚至出現外壁干燒，爆管等現象。
【實用新型內容】
[0006]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種實現能量階梯利用的區域內綜合能量回收利用系統，特別地，包括控制系統，燃氣鍋爐，能量回收設備，中水池，熱栗，換熱設備，空調機組，空調熱栗機組，雙工況制冷主機；其中，控制系統包括數據采集系統、監控系統和傳感器，數據采集系統通過傳感器采集所述綜合能量回收利用系統各末端的參數，所述參數至少包括溫度、壓力參數，監控系統實時監測所述綜合能量回收利用系統的運行參數。
[0007]進一步地，燃氣鍋爐內輸入燃料燃燒后產生的煙氣進入能量回收設備的煙道的煙氣入口，并經能量回收設備的煙氣出口排出；
[0008]能量回收設備的主體結構包括煙氣入口、煙氣出口、煙道、冷凝水箱、PH值調節系統、熱力除氧器、氣液收集管、熱管蒸發器、均液管、分液器、節能器用熱管循環、沸騰段用熱管循環、過熱器用熱管循環、節能器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器、過熱器后溫度傳感器、氣液兩相流母管、熱管循環冷凝器、供液母管、汽包水位線、汽包、汽包壓力指示傳感器、飽和蒸汽管、飽和蒸汽溫度傳感器、過熱器熱管循環冷凝器出汽管、過熱器用熱管循環冷凝器進汽管、過熱蒸汽溫度傳感器、軟化水管、給水栗、氣液分配管、節能器用熱管循環冷凝器出水管、節能器用熱管循環冷凝器進水管、冷凝器高點排氣閥、汽包水位指示傳感器、多功能罐排氣閥、多功能儲液罐、排污閥、連接管、溶液栗、輸液管和中央控制器，按功能分為逆流氣液兩相流熱管余熱回收節能器子系統、氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統、逆流氣液兩相流熱管余熱回收過熱段子系統、水汽流動子系統和中央控制子系統；
[0009]η(Ι^η^ΙΟ)個節能器用熱管循環按照逆流結構形式布置構成逆流氣液兩相流熱管余熱回收節能器子系統，10)個沸騰段用熱管循環構成氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統，k(l < 10)個過熱器用熱管循環按照逆流結構形式布置構成逆流氣液兩相流熱管余熱回收過熱器子系統；煙道的兩端分別為煙氣入口和煙氣出口 ；每個熱管循環的上端均設有安裝在煙道內的熱管蒸發器，每個熱管蒸發器的兩側均分別設有氣液收集管和均液管；每個熱管循環的熱管蒸發器均對應一個熱管循環冷凝器，每個熱管循環冷凝器的一側均設有氣液分流管；氣液收集管通過氣液兩相流母管與氣液分流管連通，每個熱管循環冷凝器的下端均連接制有多功能儲液罐，多功能儲液罐的上下兩端分別設有多功能罐排氣閥和排污閥，多功能儲液罐和溶液栗之間通過連接管連通；均液管的下端設有分液器，分液器通過供液母管與溶液栗連通；每個節能器用熱管循環冷凝器的上端均設有冷凝器高點排氣閥，下端分別設有節能器用熱管循環冷凝器出水管和節能器用熱管循環冷凝器進水管，用于連通相鄰兩個節能器用熱管循環；第I個節能器用熱管循環冷凝器進水管與給水栗的一端連通，給水栗的另一端與軟化水管連通；沸騰段用熱管循環冷凝器之間通過汽包連通；汽包的一端與第η個節能器用熱管循環冷凝器出水管連通，另一端連接制有汽包水位指示傳感器；汽包內設有汽包水位線，汽包水位線指示汽包內水的允許范圍；汽包的上端設有汽包壓力指示傳感器；第m個沸騰段用熱管循環冷凝器處的汽包上端制有飽和蒸汽管，汽包通過飽和蒸汽管與第I個過熱器用熱管循環冷凝器連通，飽和蒸汽管上設有飽和蒸汽溫度傳感器；第I個過熱器用熱管循環冷凝器上端設有第I個過熱器用熱管循環冷凝器出汽管，其它過熱器用熱管循環冷凝器的上端分別設有過熱器用熱管循環冷凝器進汽管和過熱器用熱管循環冷凝器出汽管，第k個過熱器用熱管循環冷凝器出汽管上連接制有過熱蒸汽溫度傳感器；逆流氣液兩相流熱管余熱回收節能器子系統后設有節能器后溫度傳感器，氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統后設有沸騰段后溫度傳感器，逆流氣液兩相流熱管余熱回收過熱段子系統后設有過熱器后溫度傳感器，中央控制子系統的中央控制器分別通過節能器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器和過熱器后溫度傳感器獲得和控制煙氣溫度，并對溶液栗進行雙位控制或變頻連續控制；
[0010]冷凝水箱用于收集煙氣冷卻過程中析出的冷凝水，通過PH值調節系統調節冷凝水的PH值，并通過熱力除氧器對冷凝水進行熱力除氧，冷凝水箱的出水口通過閥門分兩路，其中一路連接中水池，另一路連接燃氣鍋爐用于補水，所述PH值調節系統包括PH值分析儀、加藥箱、加藥栗和加藥控制裝置；
[0011 ] 中水經進口送入中水池，中水池的出水口與中水熱栗的蒸發器的進水口相連，蒸發器的出水一路送入需要中水的區域，另一路與能量回收設備的的第I個節能器用熱管循環冷凝器進口連接；
[0012]換熱設備包括板式換熱器、乙二醇-水板式換熱器、取冷板式換熱器；其中，板式換熱器的高溫側出水口與能量回收設備的第I個節能器用熱管循環冷凝器進口相連；生活熱水回水或其與自來水的混合水分別進入板式換熱器的低溫側、中水熱栗的冷凝器、空調熱