一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统及方法

技术领域

本发明涉及火电厂技术领域，特别是涉及一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统及方法。

背景技术

真空泵进行能量转换时，总是有一小部分损耗转变成热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，称为冷却。而且真空泵工作时会产生一定的热量，这些热量如果得不到及时散热的话，时间一长就会对真空泵内部零件造成影响，甚至损坏。这就会影响到真空泵的正常工作，甚至会损坏真空泵。

然而现有技术中，对于真空泵的冷却方式都是通过循环水对真空泵进行冷却，由于夏季循环水水温高，通常在20－35℃之间，导致机组真空不佳，真空每下降1KPa，就会导致机组煤耗增加2.045g/KWh，有时为了保证真空泵正常运行，需要加强对真空泵的冷却，还需要提高循环水泵的频率，导致循环水泵的电耗增加，造成成本的大量提高，因此，如何提供一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统及方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统及方法，本发明通过改进化设计，使夏季真空泵的冷却能力大大提高，提高机组真空，提高机组经济性。同时冷却过的水送入城市热水系统，可降低城市热水制备的耗汽量，提高经济性。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统，包括：

真空泵冷却塔，所述真空泵冷却塔用于接收冷却水，并通过所述冷却水进行冷却；

生活水处理中心，所述生活水处理中心与所述真空泵冷却塔连接，所述生活水处理中心用于接收所述冷却水，并对所述冷却水进行升温处理；

城市热水加热器，所述城市热水加热器与所述生活水处理中心连接，所述城市热水加热器用于接收升温处理后的所述冷却水；

加热单元，所述加热单元与所述城市热水加热器连接，所述加热单元用于对所述城市热水加热器内的所述冷却水进行加热；

热水储存箱，所述热水储存箱与所述城市热水加热器连接，所述热水储存箱用于储存加热后的所述冷却水。

在本申请的一些实施例中，所述城市热水加热器与所述生活水处理中心之间设置有第一水泵；

所述生活水处理中心内设置有第一检测单元，所述第一检测单元用于实时检测升温处理后的所述冷却水的温度T；

所述生活水处理中心内还设置有第一控制单元，所述第一控制单元用于根据所述冷却水的温度T控制所述第一水泵，并根据所述第一水泵控制所述冷却水的流量。

在本申请的一些实施例中，所述第一控制单元内预先设定有预设升温处理后冷却水温度矩阵T0和预设冷却水流量矩阵A，对于所述预设冷却水流量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中A1为第一预设冷却水流量，A2为第二预设冷却水流量，A3为第三预设冷却水流量，A4为第四预设冷却水流量，且A1＜A2＜A3＜A4；对于所述预设升温处理后冷却水温度矩阵T0，设定T0(T01，T02，T03，T04)，其中，T01为第一预设升温处理后冷却水温度，T02为第二预设升温处理后冷却水温度，T03为第三预设升温处理后冷却水温度，T04为第四预设升温处理后冷却水温度，且T01＜T02＜T03＜T04；

所述第一控制单元用于根据T与所述预设升温处理后冷却水温度矩阵T0之间的关系选定相应的冷却水流量作为根据所述第一水泵控制所述冷却水的流量；

当T＜T01时，选定所述第一预设冷却水流量A1作为根据所述第一水泵控制所述冷却水的流量；

当T01≤T＜T02时，选定所述第二预设冷却水流量A2作为根据所述第一水泵控制所述冷却水的流量；

当T02≤T＜T03时，选定所述第三预设冷却水流量A3作为根据所述第一水泵控制所述冷却水的流量；

当T03≤T＜T04时，选定所述第四预设冷却水流量A4作为根据所述第一水泵控制所述冷却水的流量。

在本申请的一些实施例中，所述城市热水加热器内设置有第二检测单元，所述第二检测单元用于实时检测所述城市热水加热器内的所述冷却水的加热温度K；

所述加热单元内还设置有第二控制单元，所述第二控制单元用于根据所述冷却水的加热温度K控制所述加热单元的加热功率；

所述第二控制单元内预先设定有预设冷却水加热温度矩阵R0和预设加热功率矩阵B，对于所述预设加热功率矩阵B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中B1为第一预设加热功率，B2为第二预设加热功率，B3为第三预设加热功率，B4为第四预设加热功率，且B1＜B2＜B3＜B4；

对于所述预设冷却水加热温度矩阵R0，设定R0(R01，R02，R03，R04)，其中，R01为第一预设冷却水加热温度，R02为第二预设冷却水加热温度，R03为第三预设冷却水加热温度，R04为第四预设冷却水加热温度，且R01＜R02＜R03＜R04；

所述第二控制单元用于根据K与所述预设冷却水加热温度矩阵R0之间的关系选定相应的加热功率作为控制所述加热单元的加热功率；

当K＜R01时，选定所述第四预设加热功率B4作为控制所述加热单元的加热功率；

当R01≤K＜R02，选定所述第三预设加热功率B3作为控制所述加热单元的加热功率；

当R02≤K＜R03，选定所述第二预设加热功率B2作为控制所述加热单元的加热功率；

当R03≤K＜R04，选定所述第一预设加热功率B1作为控制所述加热单元的加热功率。

在本申请的一些实施例中，所述真空泵冷却塔接收的所述冷却水的温度为0－10℃，所述热水储存箱储存加热后的所述冷却水的温度不低于85℃且不高于90℃。

为了实现上述目的，本发明还相应地提供了一种基于真空泵冷却装置的热能利用方法，应用于所述的基于真空泵冷却装置的热能利用系统中，包括：

接收冷却水，并通过所述冷却水对真空泵冷却塔进行冷却；

接收所述冷却水，并对所述冷却水进行升温处理；

接收升温处理后的所述冷却水；

对所述城市热水加热器内的所述冷却水进行加热；

储存加热后的所述冷却水。

在本申请的一些实施例中，还包括：

实时检测升温处理后的所述冷却水的温度T；

根据所述冷却水的温度T控制所述冷却水的流量。

在本申请的一些实施例中，预先设定有预设升温处理后冷却水温度矩阵T0和预设冷却水流量矩阵A，对于所述预设冷却水流量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中A1为第一预设冷却水流量，A2为第二预设冷却水流量，A3为第三预设冷却水流量，A4为第四预设冷却水流量，且A1＜A2＜A3＜A4；对于所述预设升温处理后冷却水温度矩阵T0，设定T0(T01，T02，T03，T04)，其中，T01为第一预设升温处理后冷却水温度，T02为第二预设升温处理后冷却水温度，T03为第三预设升温处理后冷却水温度，T04为第四预设升温处理后冷却水温度，且T01＜T02＜T03＜T04；

根据T与所述预设升温处理后冷却水温度矩阵T0之间的关系选定相应的冷却水流量作为控制所述冷却水的流量；

当T＜T01时，选定所述第一预设冷却水流量A1作为控制所述冷却水的流量；

当T01≤T＜T02时，选定所述第二预设冷却水流量A2作为控制所述冷却水的流量；

当T02≤T＜T03时，选定所述第三预设冷却水流量A3作为控制所述冷却水的流量；

当T03≤T＜T04时，选定所述第四预设冷却水流量A4作为控制所述冷却水的流量。

在本申请的一些实施例中，还包括：

实时检测所述城市热水加热器内的所述冷却水的加热温度K；

根据所述冷却水的加热温度K控制所述加热单元的加热功率；

预先设定有预设冷却水加热温度矩阵R0和预设加热功率矩阵B，对于所述预设加热功率矩阵B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中B1为第一预设加热功率，B2为第二预设加热功率，B3为第三预设加热功率，B4为第四预设加热功率，且B1＜B2＜B3＜B4；

对于所述预设冷却水加热温度矩阵R0，设定R0(R01，R02，R03，R04)，其中，R01为第一预设冷却水加热温度，R02为第二预设冷却水加热温度，R03为第三预设冷却水加热温度，R04为第四预设冷却水加热温度，且R01＜R02＜R03＜R04；

根据K与所述预设冷却水加热温度矩阵R0之间的关系选定相应的加热功率作为控制的加热功率；

当K＜R01时，选定所述第四预设加热功率B4作为控制所述加热单元的加热功率；

当R01≤K＜R02，选定所述第三预设加热功率B3作为控制所述加热单元的加热功率；

当R02≤K＜R03，选定所述第二预设加热功率B2作为控制所述加热单元的加热功率；

当R03≤K＜R04，选定所述第一预设加热功率B1作为控制所述加热单元的加热功率。

在本申请的一些实施例中，所述真空泵冷却塔接收的所述冷却水的温度为0－10℃，储存加热后的所述冷却水的温度不低于85℃且不高于90℃。

本发明提供了一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明通过利用水处理中心入口的5－10℃的低温水，送入真空泵冷却器，替代目前的20－35℃的冷却水源开式水，使其冷却效果大大增加，提高机组真空，进而提高机组的经济性，并且还同时提高了城市热水的来水温度，节省了加热汽源，使城市外卖热水的成本降低，有效提高了夏季真空泵的冷却效果，使得机组真空提高，增加机组的经济性和带负荷能力。

附图说明

图1是本发明实施例中基于真空泵冷却装置的热能利用系统的结构框图；

图2是本发明实施例中基于真空泵冷却装置的热能利用方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内侧的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参阅图1所示，本发明的公开实施例提供了一种基于真空泵冷却装置的热能利用系统，包括：

真空泵冷却塔，真空泵冷却塔用于接收冷却水，并通过冷却水进行冷却；

生活水处理中心，生活水处理中心与真空泵冷却塔连接，生活水处理中心用于接收冷却水，并对冷却水进行升温处理；

城市热水加热器，城市热水加热器与生活水处理中心连接，城市热水加热器用于接收升温处理后的冷却水；

加热单元，加热单元与城市热水加热器连接，加热单元用于对城市热水加热器内的冷却水进行加热；

热水储存箱，热水储存箱与城市热水加热器连接，热水储存箱用于储存加热后的冷却水。

在本申请的一种具体实施例中，城市热水加热器与生活水处理中心之间设置有第一水泵；

生活水处理中心内设置有第一检测单元，第一检测单元用于实时检测升温处理后的冷却水的温度T；

生活水处理中心内还设置有第一控制单元，第一控制单元用于根据冷却水的温度T控制第一水泵，并根据第一水泵控制冷却水的流量。

在本申请的一种具体实施例中，第一控制单元内预先设定有预设升温处理后冷却水温度矩阵T0和预设冷却水流量矩阵A，对于预设冷却水流量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中A1为第一预设冷却水流量，A2为第二预设冷却水流量，A3为第三预设冷却水流量，A4为第四预设冷却水流量，且A1＜A2＜A3＜A4；对于预设升温处理后冷却水温度矩阵T0，设定T0(T01，T02，T03，T04)，其中，T01为第一预设升温处理后冷却水温度，T02为第二预设升温处理后冷却水温度，T03为第三预设升温处理后冷却水温度，T04为第四预设升温处理后冷却水温度，且T01＜T02＜T03＜T04；

第一控制单元用于根据T与预设升温处理后冷却水温度矩阵T0之间的关系选定相应的冷却水流量作为根据第一水泵控制冷却水的流量；

当T＜T01时，选定第一预设冷却水流量A1作为根据第一水泵控制冷却水的流量；

当T01≤T＜T02时，选定第二预设冷却水流量A2作为根据第一水泵控制冷却水的流量；

当T02≤T＜T03时，选定第三预设冷却水流量A3作为根据第一水泵控制冷却水的流量；

当T03≤T＜T04时，选定第四预设冷却水流量A4作为根据第一水泵控制冷却水的流量。

在本申请的一种具体实施例中，城市热水加热器内设置有第二检测单元，第二检测单元用于实时检测城市热水加热器内的冷却水的加热温度K；

加热单元内还设置有第二控制单元，第二控制单元用于根据冷却水的加热温度K控制加热单元的加热功率；

第二控制单元内预先设定有预设冷却水加热温度矩阵R0和预设加热功率矩阵B，对于预设加热功率矩阵B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中B1为第一预设加热功率，B2为第二预设加热功率，B3为第三预设加热功率，B4为第四预设加热功率，且B1＜B2＜B3＜B4；

对于预设冷却水加热温度矩阵R0，设定R0(R01，R02，R03，R04)，其中，R01为第一预设冷却水加热温度，R02为第二预设冷却水加热温度，R03为第三预设冷却水加热温度，R04为第四预设冷却水加热温度，且R01＜R02＜R03＜R04；

第二控制单元用于根据K与预设冷却水加热温度矩阵R0之间的关系选定相应的加热功率作为控制加热单元的加热功率；

当K＜R01时，选定第四预设加热功率B4作为控制加热单元的加热功率；

当R01≤K＜R02，选定第三预设加热功率B3作为控制加热单元的加热功率；

当R02≤K＜R03，选定第二预设加热功率B2作为控制加热单元的加热功率；

当R03≤K＜R04，选定第一预设加热功率B1作为控制加热单元的加热功率。

在本申请的一种具体实施例中，真空泵冷却塔接收的冷却水的温度为0－10℃，热水储存箱储存加热后的冷却水的温度不低于85℃且不高于90℃。

基于相同的技术构思，参阅图2所示，本发明还相应地提供了一种基于真空泵冷却装置的热能利用方法，应用于基于真空泵冷却装置的热能利用系统中，包括：

接收冷却水，并通过冷却水对真空泵冷却塔进行冷却；

接收冷却水，并对冷却水进行升温处理；

接收升温处理后的冷却水；

对城市热水加热器内的冷却水进行加热；

储存加热后的冷却水。

在本申请的一种具体实施例中，还包括：

实时检测升温处理后的冷却水的温度T；

根据冷却水的温度T控制冷却水的流量。

在本申请的一种具体实施例中，预先设定有预设升温处理后冷却水温度矩阵T0和预设冷却水流量矩阵A，对于预设冷却水流量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中A1为第一预设冷却水流量，A2为第二预设冷却水流量，A3为第三预设冷却水流量，A4为第四预设冷却水流量，且A1＜A2＜A3＜A4；对于预设升温处理后冷却水温度矩阵T0，设定T0(T01，T02，T03，T04)，其中，T01为第一预设升温处理后冷却水温度，T02为第二预设升温处理后冷却水温度，T03为第三预设升温处理后冷却水温度，T04为第四预设升温处理后冷却水温度，且T01＜T02＜T03＜T04；

根据T与预设升温处理后冷却水温度矩阵T0之间的关系选定相应的冷却水流量作为控制冷却水的流量；

当T＜T01时，选定第一预设冷却水流量A1作为控制冷却水的流量；

当T01≤T＜T02时，选定第二预设冷却水流量A2作为控制冷却水的流量；

当T02≤T＜T03时，选定第三预设冷却水流量A3作为控制冷却水的流量；

当T03≤T＜T04时，选定第四预设冷却水流量A4作为控制冷却水的流量。

在本申请的一种具体实施例中，还包括：

实时检测城市热水加热器内的冷却水的加热温度K；

根据冷却水的加热温度K控制加热单元的加热功率；

预先设定有预设冷却水加热温度矩阵R0和预设加热功率矩阵B，对于预设加热功率矩阵B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中B1为第一预设加热功率，B2为第二预设加热功率，B3为第三预设加热功率，B4为第四预设加热功率，且B1＜B2＜B3＜B4；

对于预设冷却水加热温度矩阵R0，设定R0(R01，R02，R03，R04)，其中，R01为第一预设冷却水加热温度，R02为第二预设冷却水加热温度，R03为第三预设冷却水加热温度，R04为第四预设冷却水加热温度，且R01＜R02＜R03＜R04；

根据K与预设冷却水加热温度矩阵R0之间的关系选定相应的加热功率作为控制的加热功率；

当K＜R01时，选定第四预设加热功率B4作为控制加热单元的加热功率；

当R01≤K＜R02，选定第三预设加热功率B3作为控制加热单元的加热功率；

当R02≤K＜R03，选定第二预设加热功率B2作为控制加热单元的加热功率；

当R03≤K＜R04，选定第一预设加热功率B1作为控制加热单元的加热功率。

在本申请的一种具体实施例中，真空泵冷却塔接收的冷却水的温度为0－10℃，储存加热后的冷却水的温度不低于85℃且不高于90℃。

综上所述，本发明通过利用水处理中心入口的5－10℃的低温水，送入真空泵冷却器，替代目前的20－35℃的冷却水源开式水，使其冷却效果大大增加，提高机组真空，进而提高机组的经济性，并且还同时提高了城市热水的来水温度，节省了加热汽源，使城市外卖热水的成本降低，有效提高了夏季真空泵的冷却效果，使得机组真空提高，增加机组的经济性和带负荷能力。本发明具有系统高效性、成本经济性以及运行可靠性等优点。

以上所述仅为本发明的一个实施例子，但不能以此限制本发明的范围，凡依据本发明所做的结构上的变化，只要不失本发明的要义所在，都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD－ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。