一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法與流程

2023-06-15 07:43:06 3

本發明涉及一種集中供熱系統及其使用方法，尤其涉及一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法。

背景技術：

由於基本化學原理的影響，工業生產的能源利用效率普遍不高，大量餘熱在生產過程中以氣、液、固的形式排放到環境中，造成了能源浪費，而低品位工業餘熱在其中佔50％以上。於此同時，我國供暖規模以年均10％的增速飛速增長，導致我國北方地區供暖熱源緊缺的局面。供暖時室溫一般要求在20℃左右，理論上20℃以上的熱源都可以被用於供暖。這一穩定而巨大的熱需求為工業生產中低品位餘熱的應用提供了解決途徑，同時也減少了新建大型集中供暖熱源而帶來的化石能源消耗，產生經濟效益的同時降低對環境的汙染，所以將低品位工業餘熱用於供暖有著良好的發展前景。

經調研分析後發現，以煉油化工廠為例，廠內低於50℃的低溫熱較多，中高溫熱量較少，常規供熱方式利用難度很大。目前的工業餘熱供暖系統主要由余熱採集系統、輸送系統、末端換熱器等組成。檢索現有相關技術，發現主要存在以下幾個問題：

1、廠內換熱流程不合理。現有餘熱回收技術通常只考慮電廠和其他工業中的循環水餘熱，換熱熱源過於單一，且往往直接將循環水送至末端機組或者採用熱泵直接取熱後送至末端用戶，缺乏對餘熱進行梯級利用的概念。另外，對於循環水以外的工藝內餘熱，如煉油廠中的常頂油氣、中段回流等50℃以上餘熱未做考慮，沒有將取熱環節的效果達到最優。

2、熱網供回水溫差小，管網投資大，遠距離輸送困難。現有餘熱供熱技術大多數僅利用了工藝內的循環水餘熱，有的將循環水餘熱在工廠內採出後供暖；也有的將循環水直接送至末端用戶，再通過熱泵提取餘熱供暖。這兩種方式均存在輸送溫差過小的問題，導致實際工程中管網投資大、輸送成本高等困難。如申請號為「201220146128.5」的專利中，一次網供水溫度為60～70℃，回水溫度為40～50℃，供回水溫差僅為20℃。同時，雖然熱源採用熱泵提取循環水餘熱，但熱網水流量巨大，無法實現遠距離輸送。

3、末端沒有進行合理配置，換熱過程存在熱量損失。在申請號為「201210075294.5」的專利中提出的針對電廠工業餘熱的大溫差集中供熱系統，其供回水溫度為130℃和30℃，在用戶末端採用熱冷卻塔的形式，通過內部不同的換熱盤管與用戶二次網換熱，將不同溫度等級的熱水分配到末端用戶。但是，實際上用戶側二次網供水需求溫度往往在60℃以下，將130℃的一次網水直接與二次網水換熱，浪費了一次網供水的驅動力。同時，該專利中二次網用戶需要滿足不同溫度段的合理配比，只有一次網水在40℃到30℃的供熱量與地板採暖用戶負荷相匹配時，才有可能將一次網回水溫度降低至30℃。所以，實際運行時一次網回水溫度受末端用戶側需求影響較大。

4、電熱泵耗電量大，運行成本高。現有餘熱供暖方式是直接通過電熱泵提取低品位工業餘熱，但電熱泵運行小時數較長，耗電量大，電價貴，雖然節能環保，但經濟性通常較差。

5、餘熱供熱規模小，無法滿足城市量級集中供暖的需求。由於取熱不合理性和輸送距離的限制，現有餘熱供暖技術往往著眼於工廠家屬區等近距離用戶的供暖，無法解決大規模城市量級的工業餘熱集中供暖問題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的是提供一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，克服現有低品位工業餘熱供熱系統的缺點，注重工業餘熱的梯級利用，能夠最優化地利用廠區內的餘熱資源，且熱網輸配溫差達50℃以上，大幅降低管網投資和輸配費用，為低品位餘熱遠距離輸送創造有利條件。

為實現上述目的，本發明採取以下技術方案：一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其特徵在於，該系統包括工業餘熱採集子系統、輸送熱網和末端熱利用子系統；其中，所述工業餘熱採集子系統包括循環水餘熱採集裝置、低溫餘熱物料換熱器和廠內電熱泵，所述輸送熱網包括一次網供水管道、一次網回水管道、二次網供水管道、二次網回水管道、循環水供水管道、循環水回水管道和低溫餘熱物流管道，所述末端熱利用子系統包括熱網水熱量提取裝置和末端電熱泵；

所述循環水餘熱採集裝置的放熱側的進口和出口分別連接所述一次網回水管道和低溫餘熱物料換熱器的放熱側的入口，所述循環水餘熱採集裝置的取熱側的入口和出口分別連接所述循環水供水管道和循環水回水管道；所述低溫餘熱物料換熱器的放熱側的出口連接所述廠內電熱泵的放熱側的入口，所述低溫餘熱物料換熱器的取熱側的入口和出口連接所述低溫餘熱物流管道；所述廠內電熱泵的放熱側的出口與所述一次網供水管道相連接，所述廠內電熱泵的取熱側的入口和出口分別與所述循環水供水管道和循環水回水管道相連接；

所述二次網供水管道和二次網回水管道用於與熱用戶相連接，所述循環水供水管道和循環水回水管道用於與廠內冷卻裝置相連接，所述低溫餘熱物流管道用於與廠內餘熱產生裝置相連接；

所述熱網水熱量提取裝置的取熱側的入口和出口分別與所述一次網供水管道和末端電熱泵的取熱側的入口相連接，所述熱網水熱量提取裝置的放熱側的入口和出口分別與所述二次網回水管道和二次網供水管道相連接；所述末端電熱泵的取熱側的出口與所述一次網回水管道相連接，所述末端電熱泵的放熱側的入口和出口分別與所述二次網回水管道和二次網供水管道相連接。

所述循環水餘熱採集裝置為循環水換熱器；所述熱網水熱量提取裝置為熱網水換熱器或者吸收式換熱機組；所述廠內電熱泵和末端電熱泵由風能或太陽能發電驅動。

還包括蓄熱子系統，所述蓄熱子系統包括循環水蓄熱罐和廠內一次網蓄熱罐；所述循環水蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述廠內電熱泵的取熱側的入口和出口相連接，所述廠內一次網蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述廠內電熱泵的放熱側的出口和入口相連接；所述廠內電熱泵的取熱側和放熱側的入口分別設置有廠內第一閥門和廠內第二閥門，所述循環水蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設置有廠內第三閥門和廠內第四閥門，所述廠內一次網蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設置有廠內第五閥門和廠內第六閥門。

所述蓄熱子系統還包括末端一次網蓄熱罐和末端二次網蓄熱罐；所述末端一次網蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述末端電熱泵的取熱側的入口和出口相連接，所述末端二次網蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述末端電熱泵的放熱側的出口和入口相連接；所述末端電熱泵的取熱側和放熱側的入口分別設置有末端第一閥門和末端第二閥門，所述末端一次網蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設置有末端第三閥門和末端第四閥門，所述末端二次網蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別設置有末端第五閥門和末端第六閥門。

還包括調峰子系統，所述調峰子系統包括調峰鍋爐和調峰鍋爐蓄熱罐；所述調峰鍋爐設置在所述二次網供水管道上，所述調峰鍋爐的入口設置有調峰第一閥門；所述調峰鍋爐蓄熱罐的罐頂接口和罐底接口分別與所述調峰鍋爐的出口和入口相連接，所述調峰鍋爐蓄熱罐的罐底接口和罐頂接口分別設置有調峰第二閥門和調峰第三閥門。

所述工業餘熱採集子系統還包括廠內吸收式熱泵，所述廠內吸收式熱泵的取熱側的入口和出口分別與所述循環水供水管道和循環水回水管道相連接，所述廠內吸收式熱泵的放熱側的入口和出口分別與所述低溫餘熱物料換熱器的放熱側的出口和一次網供水管道相連接；

所述末端熱利用子系統還包括末端吸收式熱泵，所述末端吸收式熱泵的取熱側的入口和出口分別與所述熱網水熱量提取裝置的取熱側的出口和末端電熱泵的取熱側的入口相連接，所述末端吸收式熱泵的放熱側的入口和出口分別與所述二次網回水管道和二次網供水管道相連接。

一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統的使用方法，包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道中的一次網回水進入循環水餘熱採集裝置中，與來自循環水供水管道的循環冷卻水換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器中，與來自低溫餘熱物流管道的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱；進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵，採用電驅動回收來自循環水供水管道的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道中，成為一次網供水；從循環水餘熱採集裝置和廠內電熱泵中出來的冷卻循環水匯合後進入循環水回水管道成為冷卻水；

2)一次網供水管道中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水熱量提取裝置中，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；降溫後的一次網供水進入末端電熱泵中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；熱網水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道中，成為一次網回水；

3)重複步驟1)和2)，完成下一個換熱循環。

一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統的使用方法，包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道中的一次網回水進入循環水餘熱採集裝置中，與來自循環水供水管道的循環冷卻水換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器中，與來自低溫餘熱物流管道的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱；

2)當處於電力低谷期時，廠內第一閥門、廠內第二閥門、廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均開啟；循環水蓄熱罐中的中溫循環水和循環水供水管道中的循環冷卻水共同進入廠內電熱泵中作為低品位熱源，廠內電熱泵滿負荷工作，採用電驅動將循環水蓄熱罐在電力高峰期存儲的循環水餘熱和循環冷卻水中的餘熱回收，產生的冷卻循環水一部分正常返回循環水回水管道中，一部分送入循環水蓄熱罐中儲存；同時，廠內一次網蓄熱罐中蓄存的中溫一次網水與經過低溫餘熱物料換熱器進一步升溫後的一次網回水匯合後送入廠內電熱泵中，再次加熱一次網回水，升溫至供水溫度的一次網回水一部分正常送入一次網供水管道中成為一次網供水，多餘的一部分進入廠內一次網蓄熱罐頂部，作為中溫一次網水將這部分熱量存儲起來；

當處於電力平段期時，廠內第一閥門和廠內第二閥門開啟，廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均關閉；循環水蓄熱罐和廠內一次網蓄熱罐內熱量維持不變；廠內電熱泵負荷率減半工作，進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵，採用電驅動回收來自循環水供水管道的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道中，成為一次網供水；從循環水餘熱採集裝置和廠內電熱泵中出來的冷卻循環水匯合後送回循環水回水管道成為冷卻水；

當處於電力高峰期時，廠內第一閥門和廠內第二閥門關閉，廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均開啟；廠內電熱泵停止工作，循環水供水管道中的循環冷卻水進入循環水蓄熱罐頂部，將循環水蓄熱罐內的冷卻循環水頂出並流回循環水回水管道中；經過低溫餘熱物料換熱器進一步升溫後的一次網回水從底部進入廠內一次網蓄熱罐中，並將廠內一次網蓄熱罐內的高溫一次網水頂出，送入一次網供水管道中成為一次網供水，從而完成蓄熱循環；

3)一次網供水管道中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水熱量提取裝置中，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；降溫後的一次網供水進入末端電熱泵中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；熱網水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道中，成為一次網回水；

4)重複步驟1)～3)，完成下一個換熱循環。

一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統的使用方法，包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道中的一次網回水進入循環水餘熱採集裝置中，與來自循環水供水管道的循環冷卻水換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器中，與來自低溫餘熱物流管道的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱；

2)當處於電力低谷期時，廠內第一閥門、廠內第二閥門、廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均開啟；循環水蓄熱罐中的中溫循環水和循環水供水管道中的循環冷卻水共同進入廠內電熱泵中作為低品位熱源，廠內電熱泵滿負荷工作，採用電驅動將循環水蓄熱罐在電力高峰期存儲的循環水餘熱和循環冷卻水中的餘熱回收，產生的冷卻循環水一部分正常返回循環水回水管道中，一部分送入循環水蓄熱罐中儲存；同時，廠內一次網蓄熱罐中蓄存的中溫一次網水與經過低溫餘熱物料換熱器進一步升溫後的一次網回水匯合後送入廠內電熱泵中，再次加熱一次網回水，升溫至供水溫度的一次網回水一部分正常送入一次網供水管道中成為一次網供水，多餘的一部分進入廠內一次網蓄熱罐頂部，作為中溫一次網水將這部分熱量存儲起來；

當處於電力平段期時，廠內第一閥門和廠內第二閥門開啟，廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均關閉；循環水蓄熱罐和廠內一次網蓄熱罐內熱量維持不變；廠內電熱泵負荷率減半工作，進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵，採用電驅動回收來自循環水供水管道的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道中，成為一次網供水；從循環水餘熱採集裝置和廠內電熱泵中出來的冷卻循環水匯合後送回循環水回水管道成為冷卻水；

當處於電力高峰期時，廠內第一閥門和廠內第二閥門關閉，廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均開啟；廠內電熱泵停止工作，循環水供水管道中的循環冷卻水進入循環水蓄熱罐頂部，將循環水蓄熱罐內的冷卻循環水頂出並流回循環水回水管道中；經過低溫餘熱物料換熱器進一步升溫後的一次網回水從底部進入廠內一次網蓄熱罐中，並將廠內一次網蓄熱罐內的高溫一次網水頂出，送入一次網供水管道中成為一次網供水，從而完成蓄熱循環；

3)一次網供水管道中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水熱量提取裝置中，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；

當處於電力低谷期時，末端第一閥門、末端第二閥門、末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟；末端一次網蓄熱罐內的中溫一次網水與降溫後的一次網供水共同進入末端電熱泵中作為低品位熱源，末端電熱泵滿負荷工作，採用電驅動將一次網供水的餘熱和末端一次網蓄熱罐在電力高峰期存儲的中溫一次網水的餘熱回收，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水，末端電熱泵取熱側產生的低溫一次網回水一部分送回一次網回水管道中，一部分送入末端一次網蓄熱罐的底部存儲；同時，末端二次網蓄熱罐中蓄存的低溫二次網水和二次網回水管道中的二次網回水匯合後送入末端電熱泵中，升溫後一部分送入二次網供水管道中成為二次網供水，供給熱用戶，多餘的二次網供水進入末端二次網蓄熱罐頂部，將這部分熱量存儲起來；

當處於電力平段期時，末端第一閥門和末端第二閥門開啟，末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均關閉；末端一次網蓄熱罐和末端二次網蓄熱罐內熱量維持不變；末端電熱泵負荷率減半工作，降溫後的一次網供水進入末端電熱泵中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；熱網水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道中，成為一次網回水；

當處於電力高峰期時，末端第一閥門和末端第二閥門關閉，末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟；末端電熱泵停止工作，中溫一次網水進入末端一次網蓄熱罐頂部，將末端一次網蓄熱罐內的低溫一次網水頂出並流回一次網回水管道中，成為一次網回水；二次網回水從末端二次網蓄熱罐的底部進入末端二次網蓄熱罐，並將末端二次網蓄熱罐內的中溫二次網水頂出，送入二次網供水管道中，供給熱用戶，從而完成蓄熱循環；

4)重複步驟1)～3)，完成下一個換熱循環。

一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統的使用方法，包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道中的一次網回水進入循環水餘熱採集裝置中，與來自循環水供水管道的循環冷卻水換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器中，與來自低溫餘熱物流管道的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱；

2)當處於電力低谷期時，廠內第一閥門、廠內第二閥門、廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均開啟；循環水蓄熱罐中的中溫循環水和循環水供水管道中的循環冷卻水共同進入廠內電熱泵中作為低品位熱源，廠內電熱泵滿負荷工作，採用電驅動將循環水蓄熱罐在電力高峰期存儲的循環水餘熱和循環冷卻水中的餘熱回收，產生的冷卻循環水一部分正常返回循環水回水管道中，一部分送入循環水蓄熱罐中儲存；同時，廠內一次網蓄熱罐中蓄存的中溫一次網水與經過低溫餘熱物料換熱器進一步升溫後的一次網回水匯合後送入廠內電熱泵中，再次加熱一次網回水，升溫至供水溫度的一次網回水一部分正常送入一次網供水管道中成為一次網供水，多餘的一部分進入廠內一次網蓄熱罐頂部，作為中溫一次網水將這部分熱量存儲起來；

當處於電力平段期時，廠內第一閥門和廠內第二閥門開啟，廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均關閉；循環水蓄熱罐和廠內一次網蓄熱罐內熱量維持不變；廠內電熱泵負荷率減半工作，進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵，採用電驅動回收來自循環水供水管道的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道中，成為一次網供水；從循環水餘熱採集裝置和廠內電熱泵中出來的冷卻循環水匯合後送回循環水回水管道成為冷卻水；

當處於電力高峰期時，廠內第一閥門和廠內第二閥門關閉，廠內第三閥門、廠內第四閥門、廠內第五閥門和廠內第六閥門均開啟；廠內電熱泵停止工作，循環水供水管道中的循環冷卻水進入循環水蓄熱罐頂部，將循環水蓄熱罐內的冷卻循環水頂出並流回循環水回水管道中；經過低溫餘熱物料換熱器進一步升溫後的一次網回水從底部進入廠內一次網蓄熱罐中，並將廠內一次網蓄熱罐內的高溫一次網水頂出，送入一次網供水管道中成為一次網供水，從而完成蓄熱循環；

3)一次網供水管道中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水熱量提取裝置中，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；

當處於電力低谷期時，末端第一閥門、末端第二閥門、末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟；末端一次網蓄熱罐內的中溫一次網水與降溫後的一次網供水共同進入末端電熱泵中作為低品位熱源，末端電熱泵滿負荷工作，採用電驅動將一次網供水的餘熱和末端一次網蓄熱罐在電力高峰期存儲的中溫一次網水的餘熱回收，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水，末端電熱泵取熱側產生的低溫一次網回水一部分送回一次網回水管道中，一部分送入末端一次網蓄熱罐的底部存儲；同時，末端二次網蓄熱罐中蓄存的低溫二次網水和二次網回水管道中的二次網回水匯合後送入末端電熱泵中，升溫後一部分送入二次網供水管道中成為二次網供水，供給熱用戶，多餘的二次網供水進入末端二次網蓄熱罐頂部，將這部分熱量存儲起來；

當處於電力平段期時，末端第一閥門和末端第二閥門開啟，末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均關閉；末端一次網蓄熱罐和末端二次網蓄熱罐內熱量維持不變；末端電熱泵負荷率減半工作，降溫後的一次網供水進入末端電熱泵中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道中的二次網回水；熱網水熱量提取裝置和末端電熱泵中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道中，成為一次網回水；

當處於電力高峰期時，末端第一閥門和末端第二閥門關閉，末端第三閥門、末端第四閥門、末端第五閥門和末端第六閥門均開啟；末端電熱泵停止工作，中溫一次網水進入末端一次網蓄熱罐頂部，將末端一次網蓄熱罐內的低溫一次網水頂出並流回一次網回水管道中，成為一次網回水；二次網回水從末端二次網蓄熱罐的底部進入末端二次網蓄熱罐，並將末端二次網蓄熱罐內的中溫二次網水頂出，送入二次網供水管道中，供給熱用戶，從而完成蓄熱循環；

4)當處於電力低谷期時，調峰第一閥門、調峰第二閥門和調峰第三閥門均開啟，調峰鍋爐滿負荷工作；調峰鍋爐蓄熱罐內蓄存的中溫二次網水與二次網供水管道中正常供應的中溫二次網水匯合後進入調峰鍋爐中，加熱後的高溫二次網水一部分正常送入二次網供水管道中供給熱用戶，其餘的返回調峰鍋爐蓄熱罐頂部蓄存起來；

當處於電力平段期時，調峰第一閥門開啟，調峰第二閥門和調峰第三閥門關閉，調峰鍋爐蓄熱罐內熱量維持不變，調峰鍋爐負荷率減半工作；二次網供水管道中正常供應的中溫二次網水進入調峰鍋爐中，加熱後的高溫二次網水正常送入二次網供水管道中供給熱用戶；

當處於電力高峰期時，調峰第一閥門關閉，調峰第二閥門和調峰第三閥門開啟，調峰鍋爐停止工作；二次網供水管道中正常供應的中溫二次網水進入調峰鍋爐蓄熱罐底部，將調峰鍋爐蓄熱罐內的高溫二次網水從頂部送至二次網供水管道中供給熱用戶，從而完成蓄熱循環；

5)重複步驟1)～4)，完成下一個換熱循環。

本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，通過在廠內熱源側採用循環水換熱器+低溫餘熱物料換熱器+熱泵的組合，低溫一次網水返回工業廠區內，能夠按溫度品位一次回收循環水餘熱、工藝物料餘熱等，無法通過直接換熱回收的餘熱則利用熱泵回收，供給一次網熱水，實現工業餘熱的梯級利用和廠區內餘熱資源的優化利用。2、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，通過在熱力站末端採用吸收式機組/換熱器+熱泵的組合，高溫一次網供水首先進入換熱器或吸收式換熱機組，將一部分熱量直接供給二次網，降溫後進入熱泵作為低溫熱源，將回收的熱量送給二次網用戶，最終得到低溫一次網回水，從而實現末端梯級放熱形式，對二次網供回水溫度的適應性較強，能夠將一次網回水降至20℃以下，有利於廠區內直接換熱收取低溫循環水餘熱；同時使熱網輸配溫差達50℃以上，大幅降低輸送和管道維溫等輸配管網投資和輸送泵耗，為低品位餘熱遠距離輸送創造了有利條件。3、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，通過在廠內和熱力站末端採用電熱泵和蓄熱罐相結合的方式，可以充分利用峰谷電價，降低運行成本，同時對電網起到「削峰填谷」的作用。4、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，可以利用風能、太陽能等清潔能源發電為電熱泵供電，利用電熱泵和蓄熱罐組合的形式，能夠使得系統的耗電特性匹配風電、太陽能的變化特性，同時利用工業餘熱的優勢，消納風電等可再生能源，實現高效協同。5、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，通過在末端採用調峰鍋爐加熱二次網供水，滿足用戶尖峰熱負荷，從而大幅提高系統供熱能力，保障用戶供熱安全性，在降低輸配管網投資和輸配損失的同時，使整個採暖季廠內取熱過程穩定。6、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，廠內和熱力站末端均可採用吸收式熱泵用於餘熱回收和供熱，且熱泵驅動熱源形式多樣，除採用電作為常規驅動熱源外，還可採用燃氣、蒸汽和工藝高溫物料等作為驅動熱源，可根據廠內情況靈活選擇，能夠最優化地利用廠區內的餘熱資源，系統的適應性較強。7、本發明的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，按照「溫度對口，梯級利用」的原則充分地利用低品位餘熱，換熱結構合理，供熱距離更遠，運行成本顯著降低，具有顯著的經濟效益，而且能夠和風電、太陽能等可再生能源緊密結合，適合大規模的推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的結構示意圖；

圖2是本發明實施例2的結構示意圖；

圖3是本發明實施例3的結構示意圖；

圖4是本發明實施例4的結構示意圖；

圖5是本發明實施例5的結構示意圖；

圖6是本發明實施例6的結構示意圖；

圖7是本發明實施例8的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。

實施例1：

如圖1所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其包括工業餘熱採集子系統1、輸送熱網2和末端熱利用子系統3。其中，工業餘熱採集子系統1包括循環水換熱器11、低溫餘熱物料換熱器12和廠內電熱泵13；輸送熱網2包括一次網供水管道21、一次網回水管道22、二次網供水管道23、二次網回水管道24、循環水供水管道25、循環水回水管道26和低溫餘熱物流管道27；末端熱利用子系統3包括熱網水換熱器31和末端電熱泵32。

循環水換熱器11放熱側的進口連接一次網回水管道22、出口連接低溫餘熱物料換熱器12放熱側的入口，循環水換熱器11取熱側的入口和出口分別連接循環水供水管道25和循環水回水管道26。低溫餘熱物料換熱器12放熱側的出口連接廠內電熱泵13放熱側的入口，低溫餘熱物料換熱器12取熱側的入口和出口連接低溫餘熱物流管道27。廠內電熱泵13放熱側的出口與一次網供水管道21相連接，廠內電熱泵13取熱側的入口和出口分別與循環水供水管道25和循環水回水管道26相連接。熱網水換熱器31取熱側的入口與一次網供水管道21相連接、出口與末端電熱泵32取熱側的入口相連接，熱網水換熱器31放熱側的入口和出口分別與二次網回水管道24和二次網供水管道23相連接。末端電熱泵32取熱側的出口與一次網回水管道22連接，末端電熱泵32放熱側的入口和出口分別與二次網回水管道24和二次網供水管道23相連接。二次網供水管道23和二次網回水管道24用於與熱用戶相連接；循環水供水管道25和循環水回水管道26用於與廠內冷卻裝置相連接；低溫餘熱物流管道27用於與廠內餘熱產生裝置相連接；。

上述實施例中，廠內電熱泵13和末端電熱泵32的電源由風電站或者太陽能電站等可再生能源提供；也可以由城市電網供電。

本實施例的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統在使用時，具體包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道22中的一次網回水進入循環水換熱器11中，與來自循環水供水管道25的循環冷卻水直接換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器12中，與來自低溫餘熱物流管道27的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱；進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵13，採用電驅動回收來自循環水供水管道25的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道21中，成為一次網供水；從循環水換熱器11和廠內電熱泵13中出來的冷卻循環水匯合後進入循環水回水管道26成為冷卻水。

2)一次網供水管道21中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水換熱器31中，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；降溫後的一次網供水進入末端電熱泵32中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；熱網水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道23中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道22中，成為一次網回水。

3)重複步驟1)和2)，完成下一個換熱循環。

實施例2：

如圖2所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例1的結構基本相同，但本實施例中的集中供熱系統還包括蓄熱子系統4。蓄熱子系統4包括循環水蓄熱罐41和廠內一次網蓄熱罐42，循環水蓄熱罐41的罐頂接口和罐底接口分別與廠內電熱泵13取熱側的入口和出口相連接，廠內一次網蓄熱罐42的罐頂接口和罐底接口分別與廠內電熱泵13放熱側的出口和入口相連接；廠內電熱泵13取熱側和放熱側的入口分別設置有廠內第一閥門131和廠內第二閥門132，循環水蓄熱罐41的罐頂接口和罐底接口分別設置有廠內第三閥門411和廠內第四閥門412，廠內一次網蓄熱罐42的罐頂接口和罐底接口分別設置有廠內第五閥門421和廠內第六閥門422。

本實施例的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統在使用時，通過為廠內電熱泵13增加蓄熱循環，利用蓄熱子系統4配合城市電網的變化特性，將低谷電用於供熱，具體包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道22中的一次網回水進入循環水換熱器11中，與來自循環水供水管道25的循環冷卻水直接換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器12中，與來自低溫餘熱物流管道27的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱。

2)當處於電力低谷期時，廠內第一閥門131、廠內第二閥門132、廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均開啟；循環水蓄熱罐41中的中溫循環水和循環水供水管道25中的循環冷卻水共同進入廠內電熱泵13中作為低品位熱源，廠內電熱泵13滿負荷工作，採用電驅動將循環水蓄熱罐41在電力高峰期存儲的循環水餘熱和循環冷卻水中的餘熱回收，產生的冷卻循環水一部分正常返回循環水回水管道26中，一部分送入循環水蓄熱罐41中儲存；同時，廠內一次網蓄熱罐42中蓄存的中溫一次網水與經過低溫餘熱物料換熱器12進一步升溫後的一次網回水匯合後送入廠內電熱泵13中，再次加熱一次網回水，升溫至供水溫度的一次網回水一部分正常送入一次網供水管道21中成為一次網供水，多餘的一部分進入廠內一次網蓄熱罐42頂部，作為中溫一次網水將這部分熱量存儲起來。

當處於電力平段期時，廠內第一閥門131和廠內第二閥門132開啟，廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均關閉；循環水蓄熱罐41和廠內一次網蓄熱罐42內熱量維持不變；廠內電熱泵13負荷率減半工作，進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵13，採用電驅動回收來自循環水供水管道25的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道21中，成為一次網供水；從循環水換熱器11和廠內電熱泵13中出來的冷卻循環水匯合後送回循環水回水管道26成為冷卻水。

當處於電力高峰期時，廠內第一閥門131和廠內第二閥門132關閉，廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均開啟；廠內電熱泵13停止工作，循環水供水管道25中的循環冷卻水進入循環水蓄熱罐41頂部，將循環水蓄熱罐41內的冷卻循環水頂出並流回循環水回水管道26中；經過低溫餘熱物料換熱器12進一步升溫後的一次網回水從底部進入廠內一次網蓄熱罐42中，並將廠內一次網蓄熱罐42內的高溫一次網水頂出，送入一次網供水管道21中成為一次網供水，從而完成蓄熱循環。

3)一次網供水管道21中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水換熱器31中，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；降溫後的一次網供水進入末端電熱泵32中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；熱網水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道23中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道22中，成為一次網回水。

4)重複步驟1)～3)，完成下一個換熱循環。

實施例3：

如圖3所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例2的結構基本相同，但本實施例中的集中供熱系統的蓄熱子系統4還包括末端一次網蓄熱罐43和末端二次網蓄熱罐44。末端一次網蓄熱罐43的罐頂接口和罐底接口分別與末端電熱泵32取熱側的入口和出口相連接，末端二次網蓄熱罐44的罐頂接口和罐底接口分別與末端電熱泵32放熱側的出口和入口相連接；末端電熱泵32取熱側和放熱側的入口分別設置有末端第一閥門321和末端第二閥門322，末端一次網蓄熱罐43的罐頂接口和罐底接口分別設置有末端第三閥門431和末端第四閥門432，末端二次網蓄熱罐44的罐頂接口和罐底接口分別設置有末端第五閥門441和末端第六閥門442。

本實施例的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統在使用時，通過為廠內電熱泵13和末端電熱泵32增加蓄熱循環，利用蓄熱子系統4配合城市電網的變化特性，將低谷電用於供熱和降低一次網回水溫度回收廢熱用於供熱，具體包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道22中的一次網回水進入循環水換熱器11中，與來自循環水供水管道25的循環冷卻水直接換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器12中，與來自低溫餘熱物流管道27的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱。

2)當處於電力低谷期時，廠內第一閥門131、廠內第二閥門132、廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均開啟；循環水蓄熱罐41中的中溫循環水和循環水供水管道25中的循環冷卻水共同進入廠內電熱泵13中作為低品位熱源，廠內電熱泵13滿負荷工作，採用電驅動將循環水蓄熱罐41在電力高峰期存儲的循環水餘熱和循環冷卻水中的餘熱回收，產生的冷卻循環水一部分正常返回循環水回水管道26中，一部分送入循環水蓄熱罐41中儲存；同時，廠內一次網蓄熱罐42中蓄存的中溫一次網水與經過低溫餘熱物料換熱器12進一步升溫後的一次網回水匯合後送入廠內電熱泵13中，再次加熱一次網回水，升溫至供水溫度的一次網回水一部分正常送入一次網供水管道21中成為一次網供水，多餘的一部分進入廠內一次網蓄熱罐42頂部，作為中溫一次網水將這部分熱量存儲起來。

當處於電力平段期時，廠內第一閥門131和廠內第二閥門132開啟，廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均關閉；循環水蓄熱罐41和廠內一次網蓄熱罐42內熱量維持不變；廠內電熱泵13負荷率減半工作，進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵13，採用電驅動回收來自循環水供水管道25的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道21中，成為一次網供水；從循環水換熱器11和廠內電熱泵13中出來的冷卻循環水匯合後送回循環水回水管道26成為冷卻水。

當處於電力高峰期時，廠內第一閥門131和廠內第二閥門132關閉，廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均開啟；廠內電熱泵13停止工作，循環水供水管道25中的循環冷卻水進入循環水蓄熱罐41頂部，將循環水蓄熱罐41內的冷卻循環水頂出並流回循環水回水管道26中；經過低溫餘熱物料換熱器12進一步升溫後的一次網回水從底部進入廠內一次網蓄熱罐42中，並將廠內一次網蓄熱罐42內的高溫一次網水頂出，送入一次網供水管道21中成為一次網供水，從而完成蓄熱循環。

3)一次網供水管道21中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水換熱器31中，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；

當處於電力低谷期時，末端第一閥門321、末端第二閥門322、末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟；末端一次網蓄熱罐43內的中溫一次網水與降溫後的一次網供水共同進入末端電熱泵32中作為低品位熱源，末端電熱泵32滿負荷工作，採用電驅動將一次網供水的餘熱和末端一次網蓄熱罐43在電力高峰期存儲的中溫一次網水的餘熱回收，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水，末端電熱泵32取熱側產生的低溫一次網回水一部分送回一次網回水管道22中，一部分送入末端一次網蓄熱罐43的底部存儲；同時，末端二次網蓄熱罐44中蓄存的低溫二次網水和二次網回水管道24中的二次網回水匯合後送入末端電熱泵32中，升溫後一部分送入二次網供水管道23中成為二次網供水，供給熱用戶，多餘的二次網供水進入末端二次網蓄熱罐44頂部，將這部分熱量存儲起來。

當處於電力平段期時，末端第一閥門321和末端第二閥門322開啟，末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均關閉；末端一次網蓄熱罐43和末端二次網蓄熱罐44內熱量維持不變；末端電熱泵32負荷率減半工作，降溫後的一次網供水進入末端電熱泵32中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；熱網水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道23中，供給熱用戶；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道22中，成為一次網回水。

當處於電力高峰期時，末端第一閥門321和末端第二閥門322關閉，末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟；末端電熱泵32停止工作，中溫一次網水進入末端一次網蓄熱罐43頂部，將末端一次網蓄熱罐43內的低溫一次網水頂出並流回一次網回水管道22中，成為一次網回水；二次網回水從末端二次網蓄熱罐44的底部進入末端二次網蓄熱罐44，並將末端二次網蓄熱罐44內的中溫二次網水頂出，送入二次網供水管道23中，供給熱用戶，從而完成蓄熱循環。

4)重複步驟1)～3)，完成下一個換熱循環。

實施例4：

如圖4所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例3的結構基本相同，但本實施例中的集中供熱系統還包括為二次供水網調峰的調峰子系統5。調峰子系統5包括調峰鍋爐51和調峰鍋爐蓄熱罐52，調峰鍋爐51設置在二次網供水管道23上，調峰鍋爐51的入口設置調峰第一閥門53；調峰鍋爐蓄熱罐52的罐頂接口和罐底接口分別與調峰鍋爐51的出口和入口相連接，調峰鍋爐蓄熱罐52的罐底接口和罐頂接口分別設置有調峰第二閥門54和調峰第三閥門55。

本實施例的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統在使用時，通過在熱力站增加調峰子系統5與蓄熱子系統4配合使用，能夠大幅增加系統的供熱能力，利用低谷電為系統進行調峰。具體包括以下步驟：

1)正常供熱條件下，首先，一次網回水管道22中的一次網回水進入循環水換熱器11中，與來自循環水供水管道25的循環冷卻水直接換熱；提升溫度後的一次網回水進入低溫餘熱物料換熱器12中，與來自低溫餘熱物流管道27的工業生產中的多股低溫餘熱物流直接換熱。

2)當處於電力低谷期時，廠內第一閥門131、廠內第二閥門132、廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均開啟；循環水蓄熱罐41中的中溫循環水和循環水供水管道25中的循環冷卻水共同進入廠內電熱泵13中作為低品位熱源，廠內電熱泵13滿負荷工作，採用電驅動將循環水蓄熱罐41在電力高峰期存儲的循環水餘熱和循環冷卻水中的餘熱回收，產生的冷卻循環水一部分正常返回循環水回水管道26中，一部分送入循環水蓄熱罐41中儲存；同時，廠內一次網蓄熱罐42中蓄存的中溫一次網水與經過低溫餘熱物料換熱器12進一步升溫後的一次網回水匯合後送入廠內電熱泵13中，再次加熱一次網回水，升溫至供水溫度的一次網回水一部分正常送入一次網供水管道21中成為一次網供水，多餘的一部分進入廠內一次網蓄熱罐42頂部，作為中溫一次網水將這部分熱量存儲起來。

當處於電力平段期時，廠內第一閥門131和廠內第二閥門132開啟，廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均關閉；循環水蓄熱罐41和廠內一次網蓄熱罐42內熱量維持不變；廠內電熱泵13負荷率減半工作，進一步升溫後的一次網回水進入廠內電熱泵13，採用電驅動回收來自循環水供水管道25的循環冷卻水中的餘熱，再次加熱一次網回水；一次網回水被加熱至供水溫度後送入一次網供水管道21中，成為一次網供水；從循環水換熱器11和廠內電熱泵13中出來的冷卻循環水匯合後送回循環水回水管道26成為冷卻水。

當處於電力高峰期時，廠內第一閥門131和廠內第二閥門132關閉，廠內第三閥門411、廠內第四閥門412、廠內第五閥門421和廠內第六閥門422均開啟；廠內電熱泵13停止工作，循環水供水管道25中的循環冷卻水進入循環水蓄熱罐41頂部，將循環水蓄熱罐41內的冷卻循環水頂出並流回循環水回水管道26中；經過低溫餘熱物料換熱器12進一步升溫後的一次網回水從底部進入廠內一次網蓄熱罐42中，並將廠內一次網蓄熱罐42內的高溫一次網水頂出，送入一次網供水管道21中成為一次網供水，從而完成蓄熱循環。

3)一次網供水管道21中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水換熱器31中，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；

當處於電力低谷期時，末端第一閥門321、末端第二閥門322、末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟；末端一次網蓄熱罐43內的中溫一次網水與降溫後的一次網供水共同進入末端電熱泵32中作為低品位熱源，末端電熱泵32滿負荷工作，採用電驅動將一次網供水的餘熱和末端一次網蓄熱罐43在電力高峰期存儲的中溫一次網水的餘熱回收，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水，末端電熱泵32取熱側產生的低溫一次網回水一部分送回一次網回水管道22中，一部分送入末端一次網蓄熱罐43的底部存儲；同時，末端二次網蓄熱罐44中蓄存的低溫二次網水和二次網回水管道24中的二次網回水匯合後送入末端電熱泵32中，升溫後一部分送入二次網供水管道23中成為二次網供水，多餘的二次網供水進入末端二次網蓄熱罐44頂部，將這部分熱量存儲起來。

當處於電力平段期時，末端第一閥門321和末端第二閥門322開啟，末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均關閉；末端一次網蓄熱罐43和末端二次網蓄熱罐44內熱量維持不變；末端電熱泵32負荷率減半工作，降溫後的一次網供水進入末端電熱泵32中作為低溫熱源，採用電驅動回收一次網供水的餘熱，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；熱網水換熱器31和末端電熱泵32中提升溫度後的二次網回水在出口匯合，然後送入二次網供水管道23中；釋放完熱量的低溫一次網供水送回一次網回水管道22中，成為一次網回水。

當處於電力高峰期時，末端第一閥門321和末端第二閥門322關閉，末端第三閥門431、末端第四閥門432、末端第五閥門441和末端第六閥門442均開啟；末端電熱泵32停止工作，中溫一次網水進入末端一次網蓄熱罐43頂部，將末端一次網蓄熱罐43內的低溫一次網水頂出並流回一次網回水管道22中，成為一次網回水；二次網回水從末端二次網蓄熱罐44的底部進入末端二次網蓄熱罐44，並將末端二次網蓄熱罐44內的中溫二次網水頂出，送入二次網供水管道23中，從而完成蓄熱循環。

4)當處於電力低谷期時，調峰第一閥門53、調峰第二閥門54和調峰第三閥門55均開啟，調峰鍋爐51滿負荷工作；調峰鍋爐蓄熱罐52內蓄存的中溫二次網水與二次網供水管道23中正常供應的中溫二次網水匯合後進入調峰鍋爐51中，加熱後的高溫二次網水一部分正常供應至二次網供水管道23中供給熱用戶，其餘的返回調峰鍋爐蓄熱罐52頂部蓄存起來。

當處於電力平段期時，調峰第一閥門53開啟，調峰第二閥門54和調峰第三閥門55關閉，調峰鍋爐蓄熱罐52內熱量維持不變，調峰鍋爐51負荷率減半工作；二次網供水管道23中正常供應的中溫二次網水進入調峰鍋爐51中，加熱後的高溫二次網水正常供應至二次網供水管道23中供給熱用戶。

當處於電力高峰期時，調峰第一閥門53關閉，調峰第二閥門54和調峰第三閥門55開啟，調峰鍋爐51停止工作；二次網供水管道23中正常供應的中溫二次網水進入調峰鍋爐蓄熱罐52底部，將調峰鍋爐蓄熱罐52內的高溫二次網水從頂部送至二次網供水管道23中供給熱用戶，從而完成蓄熱循環。

5)重複步驟1)～4)，完成下一個換熱循環。

實施例5：

如圖5所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例4的結構基本相同，但本實施例中的集中供熱系統的工業餘熱採集子系統1還包括廠內吸收式熱泵14，廠內吸收式熱泵14取熱側的入口和出口分別與循環水供水管道25和循環水回水管道26相連接，廠內吸收式熱泵14放熱側的入口和出口分別與低溫餘熱物料換熱器12放熱側的出口和一次網供水管道21相連接。

上述實施例中，廠內吸收式熱泵14可以根據具體情況選取燃氣、蒸汽和工藝高溫餘熱物料中的一種或幾種作為驅動熱源使用。

本實施例的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統在使用時，通過在工業廠區內增設廠內吸收式熱泵14來回收廠內低品位工業餘熱，具體步驟與實施例4的步驟基本一致，但是在步驟2)中，廠內吸收式熱泵14與廠內電熱泵13並聯運行，即一次網回水經循環水換熱器11和低溫餘熱物料換熱器12加熱後，還有一部分送入廠內吸收式熱泵14，採用燃氣、蒸汽或高溫餘熱物料驅動回收循環冷卻水中的餘熱，將一次網水加熱至供水溫度後，送入一次網供水管道21中成為一次網供水。

實施例6：

如圖6所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例5的結構基本相同，但本實施例中的集中供熱系統的末端熱利用子系統3還包括末端吸收式熱泵33，末端吸收式熱泵33取熱側的入口和出口分別與熱網水換熱器31取熱側的出口和末端電熱泵32取熱側的入口相連接，末端吸收式熱泵33放熱側的入口和出口分別與二次網回水管道24和二次網供水管道23相連接。

上述實施例中，末端吸收式熱泵33的驅動型式可選為燃氣或蒸汽。

本實施例的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統在使用時，通過在熱力站內增設末端吸收式熱泵33來進一步降低一次網回水溫度，同時收取廠內低品位餘熱用於供熱，具體步驟與實施例5的步驟基本一致，但是在步驟3)中，熱網水換熱器31、末端吸收式熱泵33和末端電熱泵32順序串聯運行，即一次網供水管道21中的一次網供水抵達熱力站後，首先進入熱網水換熱器31中，加熱來自二次網回水管道24中的二次網回水；降溫後的一次網供水送入末端吸收式熱泵33中，採用燃氣或蒸汽驅動回收一次網水熱量加熱二次網回水，並進一步降低一次網水溫，最後再送入末端電熱泵32中；末端吸收式熱泵33與熱網水換熱器31以及末端電熱泵32出口的二次網水匯集，送入調峰鍋爐51加熱後供給熱用戶。

實施例7：

本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例5的結構基本相同，但本實施例的集中供熱系統中的熱網水換熱器31採用吸收式換熱機組，能夠有效利用高溫一次網供水的驅動能力，從而減少末端電熱泵32的電力消耗。

實施例8：

如圖7所示，本實施例提供的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統，其結構與實施例6的結構基本相同，但本實施例中的集中供熱系統的還包括設置在長輸管網上的中繼能源站6，滿足一次網對壓力損失的要求。

綜上所述，本發明提出的一種集成利用工業餘熱的集中供熱系統及其使用方法，低溫一次網水返回工業廠區內，在餘熱熱源側採取「梯級取熱」的方式，利用循環水換熱器、低溫工藝物料換熱器、廠內吸收式熱泵、廠內電熱泵和蓄熱罐組合梯級加熱一次網回水，按溫度品位一次回收循環水餘熱、工藝物料餘熱等，無法通過直接換熱回收的餘熱則利用電熱泵和吸收式熱泵回收；一次網回水先與低溫位的工業循環冷卻水直接換熱，再回收工藝物料中的餘熱，最後通過廠內吸收式熱泵或電熱泵與蓄熱罐組合的方式回收剩餘低品位餘熱用以加熱一次網回水至供水溫度，並送至一次網供水管道供給一次網熱水。工業廠區內的熱泵，首先要根據廠區內餘熱資源情況決定是否需要增設熱泵，如廠內中溫段餘熱量較為富裕，則可全部採用直接換熱的形式。如需增設，可以考察現場是否有電、燃氣、蒸汽和工藝高溫物料等資源，選取其中最經濟的驅動熱源。其中吸收式熱泵可採用高溫物料、燃氣和蒸汽作為驅動熱源，可根據廠內情況靈活選擇，能夠最優化地利用廠區內的餘熱資源。在電力低谷期，電熱泵滿負荷運行，剩餘熱量存儲於蓄熱罐內；在電力高峰期，電熱泵停止運行，蓄熱罐釋放存儲的熱量。吸收式熱泵則直接利用燃氣等作為驅動回收循環水餘熱用於供熱，廠內吸收式熱泵和電熱泵並聯。一次網供水管道中的採暖水在循環水泵的驅動下輸送至末端用戶處，壓力不匹配時採用中繼泵站相應補充。

在末端用戶處，同樣採用「梯級利用」的方式，利用熱網水換熱器、末端吸收式熱泵、末端電熱泵和蓄能罐組合的方式逐級降低一次網回水溫度並加熱二次網回水用於供熱。高溫一次網供水首先直接與二次網回水換熱，降溫後依次進入吸收式熱泵和電熱泵作為低溫熱源，通過燃氣或蒸汽和電驅動回收這部分熱量用來加熱二次網回水；為了降低一次網回水溫度至20℃以下，末端電熱泵是必要的，同時換熱站也應根據具體情況，選取燃氣或蒸汽驅動的末端吸收式熱泵與末端電熱泵組合，進一步降低回水溫度；同時末端電熱泵與蓄熱罐組合使用，充分發揮谷電價的優勢。在最冷天的尖峰供熱負荷時，在二次網採用調峰鍋爐與蓄能罐結合的方式，滿足嚴寒期熱量供應。末端換熱站同樣可考察換熱站現場是否有電、燃氣、蒸汽等驅動熱源來進行匹配，系統的適應性較強。如末端利用風電、太陽能發電驅動電熱泵降低回水溫度，收取工業廠區內低溫熱，同時利用電熱泵和蓄熱罐組合的形式，能夠使得系統的耗電特性匹配風電、太陽能的變化特性，削減峰谷差，消納可再生能源。

上述各實施例僅用於說明本發明，其中各部件的結構、設置位置及其連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護範圍之外。