工业低温余热利用实操读本.doc

工业低温余热利用实操读本低温工业余热该+热泵低温余热蕴藏在低于200的烟气及低于100工业液体之中，这是一个巨大的宝藏。在工厂中的各种冷却水，包括空压机冷却水，电厂冷却水，各种工艺降温冷却水，都有余热可回收。简单讲，就是有冷却塔运行的地方就有可回收的余热，温度在10-50之间的冷却水都可进行余热回收。我们做过的很多项目，利用低温冷却水的余热制取高达68的热水用于生产工艺，一年就可以收回投资，经济效益非常可观。之所以有这么好的效益，主要是热泵技术的快速发展。热泵原理就是利用制冷剂自身的相变过程从工业废水等热源水中吸收热量然后进行释放，完成热量的逆自然转移过程。这个过程虽然耗掉一小部分电能和热能，但是转移了废水中的大量热能。“热泵”（heat pumps）这一术语是借鉴“水泵”一词得来的。在自然界中，水往低处流是自然现象，有了水泵就可以将水从低处送到高处。同样的道理，热量从高温热源传向低温热源是自然属性，而热泵就是利用了这一原理，将低温物体中的热能传送至高温物体中，用于生产生活热水或供暖等，使热量得到充分利用。所以热泵实质上是一种热量提升装置。热泵分为蒸汽压缩式和吸收式两种。蒸汽压缩式热泵，是热泵中最为普遍而广泛应用的一种。这种热泵，热泵工质通常在由压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器等部件组成的系统中进行循环，并通过工质的状态变化及相变来实现将低品位热能泵送至高品位温度区的目的。吸收式热泵是通过消耗较高品位的热能来实现将低品位热能向高品位温度区传送的目的。运用热泵技术回收低温余热，适用于以下范围：石油行业回收油田回注水；化工行业回收工艺废热；汽车制造行业回收冷却水余热；污水处理行业回收中水余热。另外，地热尾水梯级利用、海水热量利用也可以采用热泵技术。实操一：化工行业：20冷至15的利用改造前后的冷却工艺流程对比：原冷却工艺流程图。在这个流程中，工艺所需的冷却水直接采用冷却塔由20冷却至15。这个流程的缺点有3个：冷却塔的运行受气候条件影响，冷却水温不恒定，夏季天气较热时甚至起不到冷却作用，影响生产安全稳定运行；冷却塔运行时飘水现象严重，造成厂区及周边环境污染；冷却废热直接释放到大气中，没有进行回收利用，不节能。改造后工艺流程改造后的工艺流程，增加了热泵和蓄热水箱，工艺冷却水20进入热泵蒸发器吸收热量冷却至15，回收系统中的热量，在原流程稳定运行的同时，通过余热回收器制取50热水到蓄热水箱蓄热，进行供暖或生产工艺用热等用途。实操二：汽车生产：投资回收期一年半汽车生产企业中需要大量的冷却水对电焊机进行冷却，发动机做功实验也需要大量冷却水进行降温散热，在冷却水系统中并联接入工业热泵机组，提取冷却水中的热量，制取热水可对厂区内进行供暖，也可常年用于生产中的脱脂、磷化等工艺，节约大量的蒸汽费用，节能环保，投资回收期在一年半左右。实操三：空压机：利用热泵机组可全年提供55以上热水空压机工作流程：空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环。空压机的冷却通常分空冷和水冷两种方式，一般小功率（70kw）的采用风冷，外界通风效果比较好；而大功率的空压机，尤其是进口品牌（英格索兰、富士、寿力），多采用冷却塔冷却。在以上过程中，高温高压的油、气所携带的热量大致相当于空气压缩机功率的3/4，其温度通常在80100之间。螺杆式空气压缩机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中，大量的热能就被白白的浪费了。利用热泵机组对这部分热量进行回收，可全年提供55以上的热水，用于洗浴热水、厂区供暖、工艺用热水、锅炉补水等，能效比可达4.2以上。同时增强了空压机的冷却效果，可使空压机温度降低8-12，产气量提高8%。空压机工作温度的降低，减少了机器的故障，延长了设备的使用寿命，降低了维修保养成本，增大了机油、滤网、油气分离器更换时限，相应延长更换期限，可谓一举多得。实操四：工业废水：30万吨规模可供250万平方米住宅取暖假设每天污水处理量为30万吨（每小时按照15000立方计算），冬季1316，通过工业余热回收系统回收污水中的余热（按照5温差计算），每小时可提取热量87225kWh，满足城市250万平方米的住宅供暖需求。每年减少标煤用量4.2万吨，减少二氧化碳排放11万吨，减少二氧化硫排放356吨，减少氮氧化物排放310吨；减少粉尘排放2.85万吨。实操五：石油化工：一年收回成本以某石化公司为例。这个企业每小时产生工艺循环水1.5万吨，其温度为23，经冷却塔散热降至18后，再回到车间进行工艺冷却，每小时排放到空气中的热量为8.7万kW。如果将这部分热量作为工业余热回收机组的热源，用于生产工艺使用或锅炉循环水加热，按照每天工作8小时，每年300天计算，每年可节约能源25714吨标准煤，标煤按照700元每吨计算，节约成本1800万元，投资费用根据现场情况大约在1900万左右，1年左右即可回收成本。实操六：热水费用比较：一年307万的差距以下是几种不同加热方式每加热1吨水的费用比较：如果按照工艺需求热水量50吨/小时，全年工作330天计算，使用余热回收制取热水比使用燃气锅炉节约费用307万元，将少燃烧标准煤1973吨，不需要锅炉年检等。对企业的冷却水余热利用项目进行调研，包括电厂、印染厂、化工厂、制药厂、轮胎厂等行业，和海水、污水、湖水、江水低温余热利用项目，都可以取得很好的效果，实践证明是完全可行的。回收的余热不仅是用来制取热水也可以制冷。有很多90左右的废水可以用来制冷，108左右乏汽也可以产生4kg蒸汽，应用领域更加广泛，套用一句话“生活中不是缺少美，而是缺少发现”，通过余热回收系统的节能改造，回收了工业流程中原本废弃的热量，变废为宝，为企业节约了资金，创造了巨大的经济效益。心得体会三点体会：第一点，工业余热利用的方式：最有效的是综合利用，就是按照余热的品质，按照余热的温度，由高到低梯级利用，品质高、温度高的用于生产工艺或余热发电，品质低的用来制热、制冷供生产和生活使用；其次是直接利用，譬如利用回收冷凝水作为锅炉补水；最后是间接利用譬如回收余热再加热生产工艺用水，效率相对低一些。第二点，工业预热的合理利用顺序：第一顺序应当是常年运行的工艺生产；第二顺序是用于锅炉和发电；第三顺序是用于生活。第三点，工业余热回收利用的基本原则：对于排出高温烟气的各种热设备，其余热应优先由本设备或本系统加以利用。如预热助燃空气、预热燃料等，以提高本设备热效率，降低燃料消耗。在余热无法回收用于加热设备本身，或用后仍有部分可回收时，应用来生产蒸汽或热水。要根据余热的种类、排出情况、介质温度、数量及利用的可能性，进行企业综合热效率及经济可行性分析，决定设置余热回收利用设备的类型及规模。回收余热，首先要看有没有“用户”，要算经济账，如果回收以后没有确定的“用户”，或者投资回报期过长，就得不偿失了。这时候就需要回收技术的再次突破、提升。最大的体会就是需要广泛合作。每家节能公司擅长的只是少数几项技术甚至很多公司没有核心技术。能源效率的提升不仅是一家或一个技术能提升的，而是系统发行、持续提升。开发系统能效项目时需要大家共同合作、共担风险、共享收益，然后才能提出更高收益和更有针对性的能效解决方案，能效市场的参与者都是赢家。