一种洞库换热器循环水系统的制作方法

1.本实用新型涉及洞库循环水能源利用系统工程领域，具体为一种洞库换热器循环水系统。


背景技术：

2.换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现热量传递的设备，使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，以使流体温度达到预设指标。
3.以某化工厂储存丙烷原料的洞库为例，洞库换热器的作用是将码头卸出的低温丙烷从约-45℃加热到 2～ 7℃，升温后的丙烷进入洞库储存。该洞库换热器为管壳式换热器，其中，管程内的流体是低温丙烷，壳程内的流体是水。如图1所示，现有技术下，循环水厂20的水经第一出水管21和壳程进水管11a接入洞库换热器10的壳程入口，接入的循环水温度为29℃，经与洞库换热器10管程内的低温丙烷换热后，丙烷升温、经洞库换热器10的管程出口流出并进入洞库，循环水降温、经洞库换热器10的壳程出口流出，经壳程出水管12a和回水管27流回循环水厂20，从洞库换热器10流出的循环水温度约为10℃，与循环水厂20的原水混合后恢复到29℃。
4.另外，化工厂内还布设有其它产线，如pdh(丙烷脱氢)装置和pp(聚丙烯)装置。如图1所示，对pdh装置30而言，循环水厂20的水经第二出水管23和pdh装置进水管31接入pdh装置30，经与pdh装置30内设备换热后，再经pdh装置出水管32流回循环水厂20，从pdh装置30流出的循环水温度约为34℃，与循环水厂20的原水混合后恢复到29℃。同样地，对pp装置40而言，循环水厂20的水经第三出水管25和pp装置进水管41接入pp装置40，经与pp装置40内设备换热后，再经pp装置出水管42流回循环水厂20，从pp装置40流出的循环水温度约为34℃，与循环水厂20的原水混合后恢复到29℃。
5.由上述可知，现有技术下，洞库换热器10、pdh装置30和pp装置40分别与循环水厂20之间形成彼此独立的循环水系统，洞库换热器10循环水系统并没有有效利用化工厂内其它产线(即pdh装置和pp装置)输出的循环水热量，存在热量浪费严重的问题，增加了循环水的使用成本。有鉴于此，本实用新型提出一种洞库换热器循环水系统来解决上述问题。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种洞库换热器循环水系统，充分利用化工厂内其它产线输出的循环水热量，提高洞库换热器壳程的进水温度，从而提高洞库换热器的换热效率，降低循环水的使用成本。
8.(二)技术方案
9.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
10.一种洞库换热器循环水系统，应用于化工厂内的洞库换热器壳程的循环水路中，与化工厂内的循环水厂、pdh装置和pp装置均有连接；所述洞库换热器上具有壳程出水管和
壳程进水管，所述pdh装置上具有pdh装置进水管和pdh装置出水管，所述pp装置上具有pp装置进水管和pp装置出水管，其中，所述壳程出水管与pdh装置进水管和pp装置进水管均相连，所述pdh装置出水管和pp装置出水管均与壳程进水管相连，以使水由所述pdh装置和pp装置流出进入洞库换热器，再由洞库换热器流出分别进入pdh装置和pp装置，循环往复形成洞库换热器的水循环。
11.优选的，所述pdh装置出水管与壳程进水管之间设有pdh装置出水增压泵。
12.优选的，所述pdh装置出水管上还设有与pdh装置出水增压泵并联的第一闸阀。
13.优选的，所述pp装置出水管与壳程进水管之间设有pp装置出水增压泵。
14.优选的，所述pp装置出水管上还设有与pp装置出水增压泵并联的第二闸阀。
15.优选的，所述循环水厂连接有第一出水管、第二出水管、第三出水管和回水管；其中，所述第一出水管与壳程出水管相连，所述第一出水管上设有第一增压泵；所述第二出水管与pdh装置进水管相连，所述第二出水管上设有第二增压泵；所述第三出水管与pp装置进水管相连，所述第三出水管上设有第三增压泵；所述回水管与壳程进水管、pdh装置出水管以及pp装置出水管均相连，所述回水管上设有回水闸阀。
16.(三)有益效果
17.与现有技术相比，本实用新型提供了一种洞库换热器循环水系统，具备以下有益效果：
18.1、该洞库换热器循环水系统，通过将pdh装置和pp装置输出的较高温度循环水引入洞库换热器壳程进水管内，提高了洞库换热器壳程的进水温度，增大了洞库换热器壳程的进出水温差，使洞库换热器壳程内的循环水与管程内的低温丙烷进行更高效的换热，从而提高了洞库换热器的换热效率，避免pdh装置和pp装置输出的循环水热量的浪费，降低了循环水的使用成本；同时，通过将洞库换热器壳程输出的较低温度的循环水引入pdh装置进水管和pp装置进水管内，也提高了pdh装置和pp装置内的换热效率，同样降低了循环水的使用成本；
19.2、该洞库换热器循环水系统，通过pdh装置出水增压泵和pp装置出水增压泵的设置，将pdh装置和pp装置输出的循环水泵入洞库换热器壳程进水管内，并实现循环水流量的可调节性；
20.3、该洞库换热器循环水系统，通过pdh装置出水管上第一闸阀以及pp装置出水管上第二闸阀的设置，在pdh装置出水增压泵和pp装置出水增压泵临时检修或故障等情况时，对应开启第一闸阀或第二闸阀，确保pdh装置和pp装置的循环水正常运行；
21.4、该洞库换热器循环水系统，通过第一进水管上第一增压泵、第二进水管上第二增压泵、第三进水管上第三增压泵以及回水管上回水闸阀的设置，在某些特殊检修或停线情况下，在需要断开洞库换热器与pdh装置以及pp装置之间的循环水连接时，开启第一增压泵、第二增压泵、第三增压泵以及回水闸阀，使洞库换热器、pdh装置以及pp装置分别与循环水厂之间形成彼此独立的循环水系统，满足应急情况下循环水的运行需求。
附图说明
22.图1为现有技术的洞库换热器、pdh装置及pp装置的循环水流向的原理示意图；
23.图2为本实用新型的洞库换热器、pdh装置及pp装置的循环水流向的原理示意图。
24.图中：10、洞库换热器；11、壳程出水管；12、壳程进水管；13、分水管；14、合水管；20、循环水厂；21、第一出水管；22、第一增压泵；23、第二出水管；24、第二增压泵；25、第三出水管；26、第三增压泵；27、回水管；28、回水闸阀；30、pdh装置；31、pdh装置进水管；32、pdh装置出水管；33、pdh装置出水增压泵；34、第一闸阀；40、pp装置；41、pp装置进水管；42、pp装置出水管；43、pp装置出水增压泵；44、第二闸阀；11a、壳程进水管(现有技术)；12a、壳程出水管(现有技术)。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参阅图1，一种洞库换热器循环水系统，应用于化工厂内的洞库换热器10壳程的循环水路中，与化工厂内的循环水厂20、pdh装置30和pp装置40均有连接。可以理解的是，洞库换热器10上具有壳程出水管11和壳程进水管12，pdh装置30上具有pdh装置进水管31和pdh装置出水管32，pp装置40上具有pp装置进水管41和pp装置出水管42。本实施例中，壳程出水管11与pdh装置进水管31和pp装置进水管41均相连，pdh装置出水管32和pp装置出水管42均与壳程进水管12相连，以使水由pdh装置30和pp装置40流出进入洞库换热器10，再由洞库换热器10流出分别进入pdh装置30和pp装置40，循环往复形成洞库换热器10的水循环。
27.进一步说明，壳程出水管11与pdh装置进水管31和pp装置进水管41之间设有分水管13，通过分水管13将壳程出水管11流出的循环水分流至pdh装置进水管31和pp装置进水管41内。pdh装置出水管32和pp装置出水管42与壳程进水管12之间设有合水管14，通过合水管14将pdh装置出水管32和pp装置出水管42流出的循环水汇合至壳程进水管12内。
28.需要说明的是，现有技术中进入洞库换热器10壳程进水管11a内的循环水来自循环水厂20，温度约为29℃；本实施例中进入洞库换热器10壳程进水管12内的循环水来自pdh装置30和pp装置40，温度约为34℃；而洞库换热器10壳程流出的循环水温度均约为10℃。根据换热器换热效率公式q＝kaδtm可知，在传热系统k、传热面积a不变的情况下，洞库换热器10壳程进出水的温差越大，换热效率越高；因而本实用新型相比于现有技术，提高了洞库换热器10壳程的进水温度，进而增大了洞库换热器10壳程进出水的温差，因而提高了换热效率。进一步举例说明，通常进入洞库换热器10管程内的低温丙烷的进料速度为1100t/h，在此进料速度下为满足丙烷的换热需求，现有技术的洞库换热器10壳程进入的循环水流量平均为500m3左右，而本实用新型的洞库换热器10壳程进入的循环水流量降至450m3左右，极大降低了循环水的使用成本。
29.另外，结合图1、图2所示可知，本实用新型的洞库换热器循环水系统，相当于将现有技术中洞库换热器10壳程进水管11a作为本实施例的壳程出水管11，将现有技术中洞库换热器10壳程出水管12a作为本实施例的壳程进水管12，也就是说，本实施例将现有技术中洞库换热器10壳程的进出水方向对调，以实现与pdh装置出水管32和pp装置出水管42的连接，进而得以将pdh装置30和pp装置40输出的较高温度的循环水引入洞库换热器10壳程进水中，进而实现热量的充分利用和换热效率的提高。
30.本方案所要表达的有益效果：通过将pdh装置30和pp装置40输出的较高温度循环水引入洞库换热器10壳程进水管12内，提高了洞库换热器10壳程的进水温度，增大了洞库换热器10壳程的进出水温差，使洞库换热器10壳程内的循环水与管程内的低温丙烷进行更高效的换热，从而提高了洞库换热器10的换热效率，降低了循环水的使用成本，避免pdh装置30和pp装置40输出的循环水热量的浪费；同时，通过将洞库换热器10壳程输出的较低温度的循环水引入pdh装置进水管31和pp装置进水管42内，也提高了pdh装置30和pp装置40内的换热效率，同样降低了循环水的使用成本。
31.进一步地，pdh装置出水管32与壳程进水管12之间设有pdh装置出水增压泵33，以将pdh装置30输出的循环水泵入洞库换热器10壳程进水管12内，并实现循环水流量的可调节性。
32.进一步地，pdh装置出水管32上还设有与pdh装置出水增压泵33并联的第一闸阀34。第一闸阀34起到开关的作用，在pdh装置出水增压泵33临时检修或故障等情况时，开启第一闸阀34，确保pdh装置30的循环水正常运行。
33.进一步地，pp装置出水管42与壳程进水管12之间设有pp装置出水增压泵43，以将pp装置40输出的循环水泵入洞库换热器10壳程进水管12内，并实现循环水流量的可调节性。
34.进一步地，pp装置出水管42上还设有与pp装置出水增压泵43并联的第二闸阀44。第二闸阀44起到开关的作用，在pp装置出水增压泵43临时检修或故障等情况时，开启第二闸阀44，确保pp装置40的循环水正常运行。
35.进一步地，循环水厂20连接有第一出水管21、第二出水管23、第三出水管25和回水管27。其中，第一出水管21与壳程出水管11相连，第一出水管21上设有第一增压泵22；第二出水管23与pdh装置进水管31相连，第二出水管23上设有第二增压泵24；第三出水管25与pp装置进水管41相连，第三出水管25上设有第三增压泵26；回水管27与壳程进水管12、pdh装置出水管32以及pp装置出水管42均相连，回水管27上设有回水闸阀28。
36.需要说明的是，本实施例的洞库换热器循环水系统运行初始时，开启第二增压泵24和第三增压泵26，以将循环水厂20内的水通过第二出水管23和第三出水管25对应引入pdh装置30和pp装置40内，满足pdh装置30、pp装置40以及洞库换热器10的循环水用量需求，完成洞库换热器循环水系统的初始循环水导入，而后关闭第二增压泵24和第三增压泵26。在此期间，第一增压泵22、回水闸阀28均保持关闭状态。也就是说，除初始循环水导入的情况，在洞库换热器循环水系统正常运行过程中，第一增压泵22、第二增压泵24、第三增压泵26和回水闸阀28均为关闭状态，以确保循环水始终在洞库换热器、pp装置和pdh装置之间单方向循环流动，如图2所示，实线上的箭头方向示意洞库换热器循环水系统正常运行时的循环水的流向。
37.另外，需要说明的是，在某些特殊检修或停线情况下，在需要断开洞库换热器10与pdh装置30以及pp装置40之间的循环水连接时，开启第一增压泵22、第二增压泵24、第三增压泵26以及回水闸阀28，使洞库换热器10、pdh装置30以及pp装置40分别与循环水厂20之间形成彼此独立的循环水系统，满足应急情况下循环水的运行需求。可以理解的是，此种情况下，本实用新型的洞库换热器10、pdh装置30及pp装置40的循环水系统临时恢复为现有技术的水循环状态。
38.需要说明的是，本技术中的各设备均为市场常见设备，具体使用时可根据需求选择，且各设备的电路连接关系均属于简单的串联、并联连接电路，在电路连接这一块并不存在创新点，本领域技术人员可以较为容易的实现，属于现有技术，不再赘述。
39.工作原理：通过将pdh装置30和pp装置40输出的较高温度循环水引入洞库换热器10壳程进水管12内，提高了洞库换热器10壳程的进水温度，增大了洞库换热器10壳程的进出水温差，使洞库换热器10壳程内的循环水与管程内的低温丙烷进行更高效的换热，从而提高了洞库换热器10的换热效率，充分利用pdh装置30和pp装置40输出的循环水热量，避免了热量的浪费，降低了循环水的使用成本。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。