本發明涉及余熱回收再利用,具體涉及一種算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收系統及方法。
背景技術:
1、隨著人工智能技術的飛速進步,社會對算力的要求越來越高。越來越多的火電長也建設了算力中心,算力中心可以通過優化能源管理和調度,減少能源浪費,提高火電廠的整體運營效率。通過實時監測和調控,更好地管理火電廠的發電量和能源消耗,減少不必要的能源損失。不僅可以提升火電廠的自動化水平,還可以優化生產流程,提高生產效率。在能源數字化的大背景下,算力中心可以幫助監控電力供應的波動,對清潔能源進行精準的發電量預測,調控儲能配合,減少備用發電機的排放,推動創建零碳電力系統。通過建立算力中心,火電廠可以更好地應對市場需求的變化,提供更靈活、高效的能源供應服務。綜上所述,火電廠建立算力中心不僅可以提高運營效率、降低成本,還可以推動數字化轉型,支持新能源接入和管理,從而提升火電廠的整體競爭力和市場地位。
2、但是,隨著算力的提高,需要消耗大量電力,并排出大量廢熱。為此算力中心不得不花費大量資金用于散熱。傳統的算力中心散熱系統多采用風冷散熱或者風冷結合水冷散熱實現冷卻作業,水冷循環系統排出的熱量需要經過外設的冷卻機組將熱水降溫后循環利用。算力中心排出的廢熱外設冷卻機組降溫后不能得到再利用,造成了該部分熱能的浪費。火電廠凝結水泵將凝結器中的凝結水抽出后送至鍋爐進行再次加熱,使得熱能得以充分利用,提高了電站的效率。在泵回凝結水的過程中,在對算力中心電力輸出的同時,如果將算力中心的余熱實施高效利用,不僅能穩定火電廠的電負荷,還能回收熱量,實現余熱利用,能夠降低算力中心的散熱成本。
3、因此,本發明提供一種算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收系統及方法,該系統結構設計簡單,余熱利用效率高,節省了能源,提高了熱能利用效率,降低了散熱成本,具有很好的社會和經濟效益。
技術實現思路
1、針對現有技術的缺陷,本發明提供一種結構設計簡單,余熱利用效率高,節省能源,熱能利用效率高,散熱成本低,方法簡單易操作的算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收系統及方法,用于克服現有技術中的缺陷。
2、本發明的技術方案是這樣實現的:一種算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收系統,包括火電廠算力中心,與火電廠凝氣器回收端相連通的凝結水泵,凝結水泵通過回收管道與低加系統的進液端相連通,所述的火電廠算力中心與低加系統之間設置有熱泵機組,算力中心設置有水冷循環裝置,水冷循環裝置的高溫水輸出端通過保溫管與熱泵機組廢熱吸收端相連通,熱泵機組的低溫輸出端通過降溫水管與水冷循環裝置的低溫水加注端相連通,回收管道通過分支回收管道與熱泵機組的低溫加熱端相連通,熱泵機組的高溫輸出端通過余熱利用管道與低加系統的進液端相連通。
3、進一步的,所述的水冷循環裝置包括分別與降溫水管和保溫管相連通的降溫水分支管道和高溫水輸出分支管道,在火電廠算力中心內安裝有算力設備外殼,算力設備外殼的頂部固定安裝有與降溫水分支管道相連通的進液總閥,進液總閥通過分液管道與安裝在算力設備外殼內壁的降溫水套組件的頂部相連通,在算力設備外殼內壁設置有與降溫水套組件相連通的外圍降溫管,降溫水套組件的中部水平交錯分布有若干內部水平橫向降溫螺旋管和內部水平豎向降溫螺旋管,降溫水套組件的底部通過回液管道與回液總閥相連通,回液總閥通過高溫水輸出分支管道與保溫管相連通。
4、進一步的,所述的回收管道上安裝有va1閥門,分支回收管道上安裝有va3閥門,余熱利用管道上安裝有va2閥門,保溫管上設置有vb1閥門,降溫水管上設置有vb2閥門。
5、進一步的,所述的保溫管通過安裝有vc1閥門的管道與備用換熱器相連通,備用換熱器通過安裝有vc2閥門的管道與降溫水管相連通,凝結水泵通過軸加與回收管道相連通。
6、進一步的,所述的算力設備外殼的前側開設有開合門,進液總閥的頂部與算力設備外殼頂壁固定連接,回液總閥的底部與算力設備外殼底壁固定連接。
7、進一步的,所述的降溫水套組件是由縱向安裝在算力設備外殼內腔的前側降溫水套、后側降溫水套、左側降溫水套和右側降溫水套組成的,前側降溫水套、后側降溫水套、左側降溫水套和右側降溫水套的頂部均通過分液管道與進液總閥相連通,前側降溫水套、后側降溫水套、左側降溫水套和右側降溫水套的底部均通過回液管道與回液總閥相連通。
8、進一步的,所述的前側降溫水套、后側降溫水套、左側降溫水套和右側降溫水套的中部之間通過外圍降溫管相連通。
9、進一步的,所述的左側降溫水套和右側降溫水套之間設置有水平橫向防護殼,內部水平橫向降溫螺旋管安裝在水平橫向防護殼內,在水平橫向防護殼上開設有若干第一散熱孔,前側降溫水套、后側降溫水套之間設置有水平豎向防護殼,內部水平豎向降溫螺旋管安裝在水平豎向防護殼內,在水平豎向防護殼上開設有若干第二散熱孔。
10、一種利用上述算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收系統回收余熱的方法,其方法為:
11、火電廠算力中心在運行過程中產生的熱量被前側降溫水套、后側降溫水套、左側降溫水套、右側降溫水套、外圍降溫管、內部水平橫向降溫螺旋管和內部水平豎向降溫螺旋管內的降溫介質吸收,然后通過回液管道和回液總閥經高溫水輸出分支管道輸出至保溫管中;
12、開啟熱泵機組,并開啟va2閥門和va3閥門,關閉va1閥門,同時開啟vb1閥門和vb2閥門,并關閉vc1閥門和vc2閥門,凝結水泵將火電廠凝氣器回收端回收的凝結水通過分支回收管道輸送至熱泵機組的低溫加熱端,保溫管中的高溫水輸送至熱泵機組廢熱吸收端,熱泵機組吸收熱量后,其高溫輸出端通過余熱利用管道將吸收余熱后的凝結水輸送至低加系統的進液端,熱泵機組的低溫輸出端將冷卻后的介質通過降溫水管經降溫水分支管道、進液總閥和分液管道輸送至前側降溫水套、后側降溫水套、左側降溫水套、右側降溫水套、外圍降溫管、內部水平橫向降溫螺旋管和內部水平豎向降溫螺旋管內實施循環降溫作業。
13、本發明具有如下的積極效果:
14、1、本發明算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收系統把算力中心排出的廢熱經熱泵輸送到火電廠,用于加熱凝結水或者供熱使用,對于電廠來說穩定了基本電負荷,在向算力中心電力輸出的同時,能夠回收算力中的余熱,對算力中心老說,既穩定了電力供應,又減少了散熱成本。通過布置在算力中心的水冷循環裝置對每個計算單元運行時的熱量實施回收,并形成閉式循環系統,使算力中心在冷卻降溫的同時,余熱輸出得以高效回收。
15、2、本發明利用設置在算力中心和火電廠之間的熱泵機組實施換熱,熱泵機組充當換熱站角色,算力中心所有計算單元的液冷介質吸收熱量后匯聚到熱泵機組,熱泵機組作為熱量的中繼點,把來自算力中心的熱量吸收,并輸送至火電廠熱力系統,熱能得到了高效的回收利用,火電廠吸收該部分熱能后能夠有效節能減排,保護電力設備和提高電力質量,提高了電廠的熱效率,節省了燃料,同時有利于機組的更高效運行。
16、3、本發明在算力中心采用了算力設備外殼實施降溫和熱量吸收作業,通過布局設置在算力設備外殼縱向的降溫水套與內部水平橫向降溫螺旋管、內部水平豎向降溫螺旋管以及外圍降溫管對安裝在算力設備外殼內的運算元器件產生的熱量實施回收,在對元器件進行降溫的同時,將熱量通過保溫管輸出至熱泵機組,利用設置在不同高度空間縱橫交錯的吸熱元器件實現熱量的高效回收,結構設計獨特,吸熱輻射范圍廣,有助于降溫作業和吸熱作業的高效運行。
17、4、本發明算力中心與火電廠聯合運行的余熱回收方法,利用對不同閥門的控制實現熱泵機組低溫加熱端、廢熱吸收端、高溫輸出端和低溫輸出端的相互配合,實現對保溫管內熱能的吸收,控制方式簡單易操作,熱能回收效率高,具有很好的社會和經濟效益。