一种蒸汽生产系统的制作方法

本技术属于蒸汽管网设备，具体涉及一种蒸汽生产系统。

背景技术：

1、现有技术工业生产中，蒸汽主要依赖天然气锅炉提供，其能耗占企业总能源成本的30%~50%。然而，近年来天然气成本持续上升，叠加低碳排放需求，传统天然气蒸汽锅炉的高成本、高污染问题日益突出。此外，天然气锅炉的热效率普遍低于90%，且低温余热严重浪费。因此，亟需一种高效、低碳的替代方案，而蒸汽热泵技术因具备余热回收与能量升级能力，成为工业节能改造的核心方向。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种蒸汽生产系统，设置热泵系统，吸收需要进行后续处理的废水中的余热生产低压水蒸气，后续采用增压机组将低压水蒸气加压为高压水蒸气，有效利用了废水中的余热；同时本实用新型还配置了固体蓄热机组，可以基于电源的时段性成本，选择性地执行不同的加热、储能方式，兼顾了降低生产成本和提高能源利用率。

2、为了实现上述技术目的，本实用新型所采用的具体技术方案为：

3、一种蒸汽生产系统，包括：

4、热泵装置，热源端入口连接废水管道，放热端的入口连接锅炉冷水，吸收废水管道的余热将所述锅炉冷水加热为锅炉热水和低压水蒸气；

5、气液分离器，入口连接所述放热端的出口，液相出口连接所述放热端的入口，对锅炉热水和低压水蒸气进行气液分离；

6、增压机组，入口连接所述气液分离器的气相出口，将所述低压水蒸气加压为高压水蒸气并通入高压蒸汽管道；

7、固体蓄热机组，选择性地将电源转化为热源进行存储和释放，放热端的入口连接锅炉冷水，放热端的出口产出高压水蒸气并通入高压蒸汽管道。

8、为了基于极简的配套部件调节蒸汽生产模式，所述固体蓄热机组的放热端的出口与所述高压蒸汽管道之间设置有第一阀门；所述增压机组的出口与所述高压蒸汽管道之间设置有第二阀门；

9、所述蒸汽生产系统基于调节所述第一阀门、所述第二阀门以及所述固体蓄热机组的电源，使所述固体蓄热机组在谷电时蓄热，在平电时保温，在峰电时生产水蒸气。

10、所述蒸汽生产系统基于调节所述第一阀门、所述第二阀门以及所述热泵装置的电源，使所述热泵装置在谷电和平电时生产低压水蒸气，在峰电时停止工作。

11、为了在保证生产效率的同时降低生产成本、节约能源，谷电时，所述热泵装置与其电源导通连接，所述固体蓄热机组接通其储热电路，所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启。

12、为了在保证生产效率的同时降低生产成本、节约能源，平电时，所述热泵装置与其电源导通连接，所述固体蓄热机组接通其保温电路，所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启。

13、为了在保证生产效率的同时降低生产成本、节约能源，峰电时，所述热泵装置与其电源开路连接，所述固体蓄热机组接通其放热电路，所述第一阀门开启，所述第二阀门关闭。

14、为了在无间隔工作环境中提高固体换热机组的使用寿命，所述固体蓄热机组包括：

15、支架；

16、外罩，与所述支架固定设置；

17、隔热层，套设在所述外罩内；

18、蓄热部，套设在所述隔热层内，包括多组依次堆叠设置的蓄热层；

19、加热部，安装在所述外罩内，用于通过电热丝加热各所述蓄热层；

20、换热部，安装在所述支架上，基于循环气或换热管道提取所述蓄热部中的热能；

21、其中：所述蓄热层包括耐火层和高热容层；所述耐火层与所述加热部热传导设置，并设置有与所述换热部连通的换热孔；所述耐火层与所述高热容层之间设置有热缓冲层，所述热缓冲层实现所述耐火层与所述高热容层之间热能的延迟传导。

22、为了使固体蓄热机组能够提供直接制备出高压水蒸气的温度，所述耐火层采用氧化铝陶瓷板结构；所述氧化铝陶瓷板上开设有便于换热循环气或换热管道通过的换热孔，还开设有便于电热丝通过的加热孔；

23、所述热缓冲层采用多孔陶瓷隔热板结构，一面与所述氧化铝陶瓷板结构贴合设置；

24、所述高热容层采用mgo-al2o3 基复合陶瓷板结构，一面与所述多孔陶瓷隔热板结构贴合设置。

25、具体地，所述热泵装置包括:

26、蒸发器，热源段连接所述废水管道，冷媒出口连接压缩机，基于冷媒汽化吸收所述废水管道中的废水余热；

27、压缩机，出口连接冷凝器，将汽化后冷媒压缩为液态；

28、冷凝器，加热端连接所述气液分离器，基于冷媒的液化热能加热锅炉冷水，冷媒出口连接膨胀阀；

29、膨胀阀，将液态的冷媒汽化。

30、具体地，所述蒸汽生产系统还包括补水管道；所述补水管道连接所述放热端的入口。

31、为了避免气压波动，提高蒸汽的输出稳定性，所述增压机组包括蒸汽压缩机和稳压罐；所述蒸汽压缩机的入口连接所述冷凝器的气相出口，出口连接所述高压蒸汽管道。

32、具体地，所述低压蒸汽的压力为0.1兆帕；

33、具体地，所述高压蒸汽的压力为0.5兆帕。

34、采用上述技术方案，本实用新型还能够带来以下有益效果：

35、本实用新型在谷电（阶梯电价的低点）时，热泵装置消耗低成本电能运行并产气，固体蓄热机组可充分利用谷电时段内的低成本电能进行蓄热；单位产出蒸汽耗电量低；本实用新型在平电（阶梯电价的中点）时，热泵装置消耗平价成本电能运行并产气，固体蓄热机组采用保温模式，单位产出蒸汽耗电量中等；本实用新型在峰电（阶梯电价的高点）时，热泵装置关闭，仅靠固体蓄热机组所储存的热能生产蒸汽，热泵装置和固体蓄热机组均不耗电；

36、本实用新型采用基于复合材料的固体蓄热机组，提高了使用寿命且降低了维护成本；

37、整体来说，本实用新型在仅基于控制两个产汽设备的电源通断和两个阀门的开启方式，便能够实现在阶梯用电规则下以最低成本保证蒸汽产出量，降低了蒸汽的平均生产成本，同时固体蓄热机组的使用寿命长、维护成本低。

1.一种蒸汽生产系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述固体蓄热机组的放热端的出口与所述高压蒸汽管道之间设置有第一阀门；所述增压机组的出口与所述高压蒸汽管道之间设置有第二阀门；

3.根据权利要求2所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述蒸汽生产系统基于调节所述第一阀门、所述第二阀门以及所述热泵装置的电源，使所述热泵装置在谷电和平电时生产低压水蒸气，在峰电时停止工作；

4.根据权利要求1所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述固体蓄热机组包括：

5.根据权利要求4所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述耐火层采用氧化铝陶瓷板结构；所述氧化铝陶瓷板上开设有便于换热循环气或换热管道通过的换热孔，还开设有便于电热丝通过的加热孔；

6.根据权利要求1所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述热泵装置包括:

7.根据权利要求6所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述蒸汽生产系统还包括补水管道；所述补水管道连接所述放热端的入口。

8.根据权利要求6所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述增压机组包括蒸汽压缩机和稳压罐；所述蒸汽压缩机的入口连接所述冷凝器的气相出口，出口连接所述高压蒸汽管道。

9.根据权利要求1所述的蒸汽生产系统，其特征在于，所述低压水蒸气的压力为0.1兆帕；所述高压水蒸气的压力为0.5兆帕。