桂林萊茵生物高溫?zé)岜庙椖拷ㄗh書

1、桂林萊茵生物余熱回收與循環(huán)泵變頻初步技術(shù)方案致廣東浩豐集團(tuán)黃總、秦經(jīng)理高溫?zé)岜?、普通熱泵余熱回收循環(huán)冷卻水泵變頻調(diào)速睿能源智系統(tǒng)技術(shù)（北京）有限公司2013年4月8日1.睿能集團(tuán)、睿能源智概況SmartHeat是專業(yè)提供高品質(zhì)能源設(shè)備、技術(shù)及解決方案的全球領(lǐng)先企業(yè)。2009年1月睿能集團(tuán)在美國紐約納斯達(dá)克成功轉(zhuǎn)板上市（股票代碼為HEAT）。SmartHeat 擁有先進(jìn)的研發(fā)中心和卓越的服務(wù)體系，目前在亞洲和歐洲已有7個生產(chǎn)基地。主要產(chǎn)品為全系列板式換熱器、管式換熱器、換熱機組、熱泵、熱量表及檢定裝置等，業(yè)務(wù)涉及電力、冶金、石油化工、食品、制藥、船舶、造紙、暖通空調(diào)等多個工業(yè)領(lǐng)域及民用領(lǐng)域。Sm

2、artHeat 系列換熱機組，以其先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)、精良的制造工藝，博得客戶贊譽。公司應(yīng)國家建設(shè)部邀請成為現(xiàn)行板式換熱器機組CJ/T191-2004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參編單位，2007年成為板式換熱器機組國家標(biāo)準(zhǔn)主編單位，亦是城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范的參編單位。SmartHeat 擁有中國最大的螺旋板式換熱器制造基地和D級壓力容器的設(shè)計和制造資質(zhì)。在中國應(yīng)用的面積最大和直徑最大的螺旋板式換熱器就誕生在SmartHeat.。SmartHeat 在熱泵領(lǐng)域擁有20年的經(jīng)驗，集研發(fā)、技術(shù)、產(chǎn)品制造于一體，為各國客戶提供高品質(zhì)的熱泵產(chǎn)品與服務(wù)。睿能源智系統(tǒng)技術(shù)（北京）有限公司為睿能集團(tuán)下屬子公司，承擔(dān)SmartHea

3、t業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計、安裝調(diào)試、售后服務(wù)、技術(shù)支持、系統(tǒng)集成等工程與相關(guān)服務(wù)。2.基本節(jié)能潛力分析生物質(zhì)蒸汽鍋爐3臺，均為鏈條爐，額定蒸發(fā)量15t/h，燃料為生物質(zhì)燃料，燃料成本約500-700元/噸。其鼓風(fēng)機、引風(fēng)機未配備變頻調(diào)速裝置、全年24小時運行，排煙溫度150-200攝氏度。生產(chǎn)車間配備的空調(diào)系統(tǒng)全部采用麥克威爾VRV多聯(lián)機空調(diào)，室內(nèi)新風(fēng)機組配有新風(fēng)凈化系統(tǒng)，室內(nèi)新風(fēng)與排風(fēng)未配置熱交換設(shè)施，此為節(jié)能潛力。3臺冷卻塔，3臺冷卻循環(huán)泵，單臺額定功率22kW，節(jié)流定速運行，可實施變頻改造。生產(chǎn)工藝部分蒸汽加熱環(huán)節(jié)，末端需電加熱補熱，電加熱裝置額定功率110kW，可實現(xiàn)部分余熱回收利用。全

4、廠應(yīng)用蒸汽作為載能工質(zhì)用于物料蒸發(fā)、烘干等生產(chǎn)工藝，其部分工藝段所排放的高溫廢水或蒸汽冷凝水，其余回收利用潛力較大。3.濃縮機組應(yīng)用高溫?zé)岜脤崿F(xiàn)余熱回收3.1現(xiàn)有工藝流程現(xiàn)有高溫濃縮（散蒸）系統(tǒng)示意圖由上圖可見，該減壓濃縮機組是以低壓飽和蒸汽作為能源，通過不傳質(zhì)換熱的方式加熱裝置中的物料以實現(xiàn)其蒸發(fā)濃縮，其有效蒸發(fā)段溫度一般在90，而廢水排放溫度則在90以上。3.2高溫?zé)岜玫膽?yīng)用（熱水型）（1）壓縮過程：低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機壓縮成高溫高壓的氣體。此時壓縮機所做的功轉(zhuǎn)化成制冷劑氣體的內(nèi)能，使之溫度升高、壓力增高，熱力學(xué)上稱為絕熱過程。（2）冷凝過程：從壓縮機出來的高溫高壓的制冷劑氣體，流

5、經(jīng)冷凝器，利用風(fēng)或水不斷的向外界放熱，凝結(jié)成了中溫高 壓制冷劑液體。液化時制冷劑溫度降低但壓力不變，在熱力學(xué)上稱之為等壓過程。（3）節(jié)流過程：從冷凝器出來的中溫高壓的制冷劑液體，經(jīng)過節(jié)流裝置的節(jié)流，變成了低溫低壓制冷劑液體。在熱力學(xué)上則稱為等焓過程。（4）蒸發(fā)過程：從過節(jié)流裝置出來的低溫低壓的制冷劑液體，流經(jīng)蒸發(fā)器,用風(fēng)或水不斷的向室內(nèi)吸熱，蒸發(fā)成了低溫低壓的制冷劑氣體。吸收的熱量變成了制冷劑的潛熱，雖然溫度上升不大，但內(nèi)能增加很多。由于壓力變化不大，在熱力學(xué)上稱為等壓過程。3.2高溫?zé)岜玫膽?yīng)用（蒸汽型）經(jīng)換熱后的軟化水作為載能工質(zhì)送至高溫水源蒸汽發(fā)生器，以此作為熱源驅(qū)動高溫水源蒸汽發(fā)生器，吸

6、收高溫水源側(cè)熱能并將其轉(zhuǎn)移至蒸汽發(fā)生側(cè)產(chǎn)出低壓飽和蒸汽。如此采用中溫廢熱能驅(qū)動，使用低溫的冷卻水的條件下，吸收中溫?zé)嵩礋崃?，提供高溫的生產(chǎn)工藝用熱源。根據(jù)冷卻水的溫度和工況的不同，獲得熱源的溫度比廢熱出口溫度高2550的熱水或蒸汽。系統(tǒng)工藝流程概況圖3.4高溫?zé)崴驼羝l(fā)生器技術(shù)原理蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)原理圖熱循環(huán)過程示意圖如上圖所示，在發(fā)生器G 中，一部分易揮發(fā)組分(TFE)被蒸發(fā)出來(物流1)，它在熱交換器HXC中預(yù)冷后(物流14)流人冷凝器C，在C中被冷凝；冷凝液(物流4)被泵P 通過HXC打人蒸發(fā)器E，在E中被蒸發(fā)；蒸氣(物流8)流人吸收器A且未蒸發(fā)液體(物流7)回流到發(fā)生器G；離開發(fā)生器G

7、的稀溶液(物流3)被泵P 通過預(yù)熱器HXS打人吸收器A，在吸收器A 中吸收來自蒸發(fā)器E的蒸氣，此過程的熱量在高溫下被釋放；濃溶液(物流12)在HXS中被預(yù)冷，經(jīng)減壓閥減壓后再次進(jìn)人發(fā)生器G，開始新一輪循環(huán)。通過以上循環(huán)，加人到蒸發(fā)器和發(fā)生器中的工業(yè)余熱Q 、Q (溫度t t )，一部分通過吸收器以高溫?zé)酫 (溫度為f。)的形式釋放出來，另一部分熱Q (溫度為t )通過冷凝器直接排放到環(huán)境中。本技術(shù)方案為應(yīng)用高溫?zé)崴a(chǎn)低壓飽和蒸汽，與普通溴化鋰吸收式熱轉(zhuǎn)換器不同的是，為避免來自于發(fā)生器微量的吸收劑E181在蒸發(fā)器中累積而破壞系統(tǒng)的平衡，在蒸發(fā)器上必須有一股通向發(fā)生器的回流(物流7)。3.5不同

8、工況參數(shù)條件下高壓區(qū)壓力P (即蒸發(fā)器或吸收器壓力)對系統(tǒng)參數(shù)影響當(dāng)tg=te=100，tc=30，熱交換器效率=08時，在不同的輸出溫度(ta=130、140、150)下，各參數(shù)隨Ph的變化曲線如下：上圖是R、W的變化曲線 當(dāng)ta一定時，Ph(即為吸收器中的壓力)增加，則吸收器出口濃度增加，而發(fā)生器壓力P1由冷凝溫度tc決定，tc不變，相應(yīng)的P1也不變，又由于tg也不變，因此發(fā)生器出口溶液濃度x3也為定值所以W=(W2-W3)隨Ph的增加而增加，R隨W的增加而減小而當(dāng)Ph一定時，ta增加會導(dǎo)致吸收器出口溶液濃度W12降低，即W降低，而R的變化趨勢與W相反。4.關(guān)鍵設(shè)備高溫?zé)崴驼羝l(fā)生器（睿

9、能集團(tuán)非標(biāo)產(chǎn)品）高溫?zé)崴凑羝l(fā)生器主要技術(shù)性能指標(biāo)，如上圖所示：(1)高壓區(qū)壓力Ph以其蒸發(fā)溫度下的TFE的飽和蒸氣壓為其變化上限值，當(dāng)Ph接近其上限值時，蒸發(fā)器回流比f迅速增加，性能系數(shù)、系統(tǒng)熱效率迅速降低因此，高壓區(qū)的壓力應(yīng)取在使設(shè)備熱效率、系統(tǒng)熱效率變化平緩的操作范圍內(nèi)在其他操作條件一定的情況下，tg=tc 越大，Ph的可操作范圍越寬。(2)在其他操作條件一定的情況下，冷凝溫度tc越小，R值也越小，設(shè)備熱效率、系統(tǒng)熱效率愈高。(3)隨著吸收溫度ta的增加，設(shè)備熱效率逐漸降低，系統(tǒng)熱效率開始升高，而后逐漸降低吸收器溫度愈高，Ph的操作范圍愈窄。(4)回流比f是影響系統(tǒng)性能的一個重要可調(diào)參

10、數(shù)在發(fā)生溫度tg一定時，f越大，Ph越大，蒸發(fā)器回流液X7也越高，蒸發(fā)器出口蒸氣量減少，設(shè)備熱效率、系統(tǒng)熱效率愈低；適宜的f值在0.05左右。(5)溶液循環(huán)倍率R是影響系統(tǒng)性能的另一個重要可調(diào)參數(shù)循環(huán)倍率愈大，放氣范圍X愈小，適宜的R值在10左右。（6）根據(jù)本工程基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)，與鹵水換熱后的載能工質(zhì)中介水溫度在95-97，高溫水源蒸汽發(fā)生器的整體系統(tǒng)熱效率不高于50%，產(chǎn)出低壓飽和蒸汽壓力等級不高于0.3MPa，溫度不高于150，系統(tǒng)耗電量約產(chǎn)出熱量的10%。5.關(guān)鍵設(shè)備耐腐蝕、防結(jié)結(jié)、高效率換熱器5.1待選裝備一，寬間隙板式熱效換器該種換熱器的板片與板片之間不發(fā)生任何接觸，板片間隔達(dá)5mm,

11、可以用于含大粒子的漿狀流體和含纖維的流體，不發(fā)生阻滯現(xiàn)象，無需拆卸就可進(jìn)行維護(hù)和清洗。應(yīng)用范圍：當(dāng)應(yīng)用于液體含有固體顆粒、纖維或高粘性產(chǎn)品等，如造紙工業(yè)、污水處理廠、制糖業(yè)、果汁生產(chǎn)和以糧食為原料的乙醇生產(chǎn)，熱回收系統(tǒng)和許多其他特殊工況時（如高酸堿度、高腐蝕性、易結(jié)垢等），寬間隙板式熱交換器具有顯著優(yōu)勢，而普通的板式換熱器通常會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。特點傳熱性能極佳；板片材料堅固；專利設(shè)計的懸掛系統(tǒng)確保板片在正確安裝下長年使用維護(hù)清洗便利工作范圍：工作溫度：-25-180，設(shè)計壓力：3.0Mpa5.1待選裝備二，板殼式熱效換器板殼式熱交換器是板式熱交換器與管式熱交換器有機結(jié)合的產(chǎn)物。板殼式熱交換器由兩

12、部分組成：內(nèi)部焊接板束和外部殼體。內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由一組金屬圓形波紋換熱板片，逐一間隔組焊形成換熱通道，形成焊接板束，外部殼體是按照壓力容器設(shè)計并制造的圓形殼體。內(nèi)部焊好的板束放入到外部圓桶形殼體內(nèi)，形成熱交換器的本體結(jié)構(gòu)。造型基于圓形設(shè)計的板殼式熱交換器在承受高溫高壓能力方面較方形的結(jié)構(gòu)強，無應(yīng)力死角。板殼式熱交換器兼具板式熱交換器傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點以及管式熱交換器耐高溫高壓、密封性能好、安全可靠的特點，其傳熱效率是管式熱交換器的2-5倍，完成相同的傳熱要求，其占地面積可節(jié)省70%，設(shè)備成本可節(jié)省40%以上。 板殼式熱交換器以其絕對的優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)的管式熱交換器，它可用于液-液，

13、氣-液，氣-氣等換熱過程?？捎米鳠峤粨Q器、加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、冷凝蒸發(fā)器等。適應(yīng)性強，板殼式熱交換器配合不同的拆裝結(jié)構(gòu)、不同的流動方向、不同的板間距以及靈活多變的組合形式，可以滿足 不同工況的工藝要求。激光焊接板束，采用激光焊接板束，所有的板片對全部經(jīng)過氦測漏檢驗。激光焊與普通的TIG焊接比較，具有連接處截面積更大、熱影響區(qū)更小和材料的晶向改變最小化的特點。板片受力均勻，有效防止局部應(yīng)力破壞，使板束具有較高的安全防泄漏能力，能夠承受更高的溫度。傳熱效率高，板殼式熱交換器有逆流、交叉流、順流三種流動方式，流道內(nèi)形成湍流，獲得更高傳熱系數(shù)和更低阻力。低污垢，板殼式熱交換器具有出色的自清

14、洗能力，由于傳熱板的波紋不斷地改變流體的流速和流動方向，同時形成湍流，使得設(shè)備內(nèi)部和傳熱板表面減少污垢的產(chǎn)生，拆裝方便，易于維護(hù)。 5.3換熱裝置技術(shù)先進(jìn)性5.3.1壓力容器規(guī)范與行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5.3.2吊件與緊固裝置5.3.3耐腐蝕、防結(jié)垢、抗酸堿性材質(zhì)5.3.4豐富的板片型號5.3.5根據(jù)實際需求的非標(biāo)板型生產(chǎn)6.經(jīng)濟指標(biāo)分析一級余熱回收利用系統(tǒng)，整體系統(tǒng)熱效率指標(biāo)為40-45%，應(yīng)用900m3/h的90蒸發(fā)廢液水可產(chǎn)出0.2-0.25MPa飽和蒸汽，蒸汽最高溫度不高于135，產(chǎn)出蒸汽量12-13t/h。二級余熱回收利用系統(tǒng)，整體系統(tǒng)熱效率指標(biāo)約35-40%，應(yīng)用900m3/h的82鹵水可產(chǎn)出0.15-0.2M