回收工業(yè)余熱廢熱用于集中供熱的研究

1、 。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文題目,回收工業(yè)余熱廢熱用于集中供熱的研究.釜參,計(jì):學(xué)位淪文頁(yè)表 格個(gè)插 圖幅一每:嘍:一,。 、評(píng)閱人:指導(dǎo)教師:學(xué)院院長(zhǎng):學(xué)位論文完成日期:耋,警曩嚼莖盎?%、毒耄童鼉一原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得山東建筑大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對(duì)本丈的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任。爭(zhēng)諭嘶昏釜分墟勉魚,逸占及蠊哆學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本學(xué)位論文作者完全了解山東建筑大學(xué)

2、有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:山東建筑大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)山東建筑大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或其它手段保存,匯編學(xué)位論文。保密論丈在解密后遵守此聲明。鏹學(xué)位論文作者戡施吶導(dǎo)師簽名:蘭紀(jì)愛墨一日期邊上桫日山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要:.髓過程產(chǎn)生大鼉廢熱余熱由.能肇密度低,難以提墩利用,均排入大氣中造成能源浪費(fèi)和熱污染,時(shí),隨著我悄城鎮(zhèn)化發(fā)展,供熱規(guī)模迅速擴(kuò)大,供熱能耗不斷增加?；鶅煞接蓡栴},本文針對(duì)如何收工業(yè)廢熱用。二供暖進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)業(yè)余熱與建筑供熱有效結(jié)合,既解決

3、能源浪費(fèi),熱污染的題,又降低了供熱能耗,節(jié)能減排,有巨大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。本義采用吸收式熱泵叫收工啦廢熱余熱。針對(duì)工業(yè)余熱廢熱的分析得知,單獨(dú)使用熱泵供熱無法保障供熱的可靠性和穩(wěn)定,因此采用常規(guī)能源與上:業(yè)余熱相結(jié)合的方式。以工業(yè)冷卻水作為低溫?zé)嵩吹奈帐綗岜门c調(diào)峰熱源一燃?xì)忮仩t相結(jié)合的供熱系統(tǒng),在采暖的初期、末期,熱泵承擔(dān)供熱負(fù)荷,在采暖嚴(yán)寒期,啟動(dòng)調(diào)峰熱源燃?xì)忮仩t,提高供熱水溫度,有效保障供熱的安全穩(wěn)定。在熱能輸送方面,采用混水供熱,拉大供回水溫差;在熱用戶末端,按照溫度對(duì)口的原則,將散熱器用戶與地暖用戶串聯(lián),實(shí)現(xiàn)熱能梯級(jí)利用。以濟(jì)鋼余熱利用項(xiàng)目為例,詳細(xì)分析了吸收式熱泵與燃

4、氣鍋爐相結(jié)合的供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)過程,以能量消耗、運(yùn)行成本等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)對(duì)該供熱系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:吸收式熱泵與燃?xì)忮仩t相結(jié)合的供熱系統(tǒng)在回收二業(yè)廢熱方面優(yōu)勢(shì)明顯,拓寬了吸收式熱泵在余熱利用方面的應(yīng)用范圍,綜合性能系數(shù)可以達(dá)到.以上,一次能源利用提高了%左右,進(jìn)一步論證了該系統(tǒng)的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞:吸收式熱泵,集中供熱,余熱回收,供熱調(diào)峰,混水,運(yùn)行調(diào)節(jié)一.山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文?, , . , , .,?. ,? , , , , ,., ?,.:¨山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文 ,., %, .:?, ,山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文目 錄摘要.?.?.?.?.第章緒論.選題背景.國(guó)內(nèi)外

5、余熱叫收用于供暖的現(xiàn)狀?一.國(guó)外研究現(xiàn)狀.困內(nèi)研究現(xiàn)狀.存在的問題?一.研究創(chuàng)新及關(guān)鍵技術(shù)?.研究?jī)?nèi)容及意義.本章小結(jié).第章余熱回收技術(shù)用于集中供熱的研究.工業(yè)余熱的分類及特點(diǎn).工業(yè)余熱的分類?.工業(yè)余熱的特點(diǎn)?.回收業(yè)余熱的技術(shù)方法?.常用的余熱回收設(shè)備?.回收工業(yè)余熱的途徑?.直接利用.余熱發(fā)電?.熱泵回收廢熱?.工業(yè)余熱用于供暖的分析.工業(yè)余熱用于供暖應(yīng)具備的條件?.回收工業(yè)余熱用于供暖的計(jì)算分析?.回收工業(yè)余熱用于供暖的技術(shù)評(píng)價(jià)?.本章小結(jié)?. 第章回收工業(yè)廢熱用于供暖的工藝選定山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文.叫收小【冷卻水的廢熱 .熱泉應(yīng)于余熱【收.熱泵的作原理及其特點(diǎn)?.熱泉其他制熱裝霄

6、制熱效率的比較?.熱泵的性能指標(biāo).工業(yè)冷卻水作為熱泵的低溫?zé)嵩?.氐溫?zé)嵩捶诸?.熱泵低溫?zé)嵩吹囊?.工業(yè)冷卻水作為熱泵熱源的優(yōu)勢(shì)?.工業(yè)冷卻水的缺陷?.工業(yè)冷卻水余熱量計(jì)算.工業(yè)余熱與熱泵的連接.熱泵方案的擬定.壓縮式熱泵設(shè)計(jì)方案?.第一類吸收式熱泵設(shè)計(jì)方案?.吸收式熱泵回收工業(yè)廢熱?.吸收式熱泵驅(qū)動(dòng)熱源的選擇?.吸收式熱泵供熱系統(tǒng)的工藝流程.本章小結(jié) 第章余熱供熱系統(tǒng)的輸配方法.余熱供暖輸配的問題?.設(shè)置余熱集中分配站?.余熱集中分配站的組成?.余熱集中分配站的工藝流程?.調(diào)峰熱源的選擇.調(diào)峰鍋爐房燃料。.調(diào)峰熱源的運(yùn)行方式.調(diào)峰熱源規(guī)模?.混水技術(shù)的應(yīng)用山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文.混水供

7、熱原彈?.混水供熱的形式.混水供熱的特點(diǎn).串聯(lián)供熱.輸配方法的確定.第章余熱供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié).吸收式熱泵及調(diào)峰供暖系統(tǒng)的運(yùn)行?.二第一階段的分析.第二階段的分析.聯(lián)合運(yùn)行參數(shù):?.混水站調(diào)節(jié)控制?一.供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式確定.計(jì)算結(jié)果分析?.工程實(shí)例的運(yùn)行分析一.本章小結(jié)第章結(jié)論與展望.結(jié)侖?.需進(jìn)一步開展的工作?參考文獻(xiàn)?。致謝.。.。.。.。.。?.。.?。.。.。?.。.。.。.。.。.。.攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表科研情況?山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第章緒論.選題背景能源和環(huán)境問題成為當(dāng)今社會(huì)最受火注的焦點(diǎn)題之,新能源:發(fā)利用和能減排足我目的基本因策。目前我能源緊缺,一次能源及各種余熱資源利

8、川水平較低,根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),我圓能源利用率儀為%,各主要【業(yè)部門如俐鐵、化、造紙、紡織等行業(yè)的余熱資源占消耗能源比例平均達(dá)到了.%,而余熱資源回收率僅.%,因此余熱利用潛力巨大【¨。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和生活水平的快速提高,城市供熱成為我困建筑能耗最大的領(lǐng)域,截止年,全國(guó)北方地區(qū)供熱建筑面積已超過億平方米,目前供熱仍以煤為主要燃料。全國(guó)采暖能耗達(dá)到.億噸標(biāo)煤/年【】【。同時(shí),隨著城鎮(zhèn)化建設(shè),供熱規(guī)模不斷擴(kuò)大,供熱能耗也隨之增加。而我國(guó)供熱所需的熱能以燃煤為主,對(duì)能源沒有“量才而用”,普遍地把煤炭、石油、天然氣等能源“降級(jí)使用”,只為取得左右溫度較低的熱水用于供暖,同時(shí)又有大量低溫余熱棄之不用,

9、其結(jié)果不僅造成了驚人的能源浪費(fèi),而且還污染了環(huán)境,破壞了生態(tài)平衡。鑒于能源供需緊張、供熱規(guī)模不斷擴(kuò)大而熱源不足的現(xiàn)狀和現(xiàn)階段工業(yè)余熱大量過剩及利用率低等各種問題,如何運(yùn)用新技術(shù)和新設(shè)備把低溫?zé)嵩础渴?并將其有效利用己引起人們的重視?。本課題以回收余熱用于供熱為主題。高效回收利用工業(yè)余熱是提高能源利用、改善環(huán)境的節(jié)能方向和潛力所在。因此本課題重點(diǎn)研究回收余熱用于供熱,通過研究工業(yè)余熱的特點(diǎn)及性質(zhì),采用相關(guān)技術(shù)回收工業(yè)余熱,借助相應(yīng)的輸配系統(tǒng)將其輸送到熱用戶,根據(jù)室外溫度和熱負(fù)荷的變化采取合適的措施進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié),完成余熱回收、熱能輸送以及運(yùn)行調(diào)節(jié)的研究。.國(guó)內(nèi)外余熱回收用于供暖的現(xiàn)狀.國(guó)外研究現(xiàn)狀

10、年代第一次石油危機(jī)以后,國(guó)外已認(rèn)識(shí)到節(jié)能的迫切性和重要意義,從技術(shù)、政策等方面支持清潔能源的研發(fā)與應(yīng)用【。下面簡(jiǎn)述國(guó)外在余熱回收方面的研究。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文世紀(jì)年代,斟外就對(duì)余熱叫收進(jìn)行了研究和試驗(yàn)。莢幽人.通過模擬分析和實(shí)驗(yàn)研究,首次對(duì)用熱泵剛收工業(yè)余熱可行性研究作出結(jié)論:一是要回收年限不超過年,那么這種.:業(yè)熱¨收式熱泵系統(tǒng)將具有良好的經(jīng)濟(jì)性;:是熱剛收時(shí)問越長(zhǎng),陔系統(tǒng)田收年限越短,經(jīng)濟(jì)性就越高【引。年,美國(guó)人和率先提出凹收空調(diào)冷凝熱進(jìn)行制備熱水的可行性,隨著研究的深入,他們得出結(jié)論:這種熱回收系統(tǒng)每年可以節(jié)約至少%的熱水供應(yīng)量。此后.和.二人又對(duì)家用空調(diào)冷凝熱的回收做了

11、研究,結(jié)果表明:熱回收對(duì)原來的設(shè)備基本沒有影響,而且還可以提高空調(diào)的綜合能源利用系數(shù),回收的熱量完全可以滿足家庭用熱水需要【】。年, ? 研究機(jī)構(gòu)提出利用吸收式熱泵回收廢熱;年,該研究機(jī)構(gòu)又與 公司合作將噸的溴化鋰吸收制冷機(jī)組改裝成輸出量為的吸收式熱泵機(jī)組,用來回收余熱,并共同開發(fā)了裝置。到年該項(xiàng)技術(shù)已基本成熟,并應(yīng)用于回收煉油廠蒸餾塔塔頂蒸汽的冷凝熱,造紙廠制漿過程和食品加工過程中排放的熱量,在這項(xiàng)技術(shù)還被同本千葉工廠用于回收橡膠裝置中的凝聚釜頂?shù)膹U熱【】。由美國(guó)格弗斯一一薩特勒公司研制的分散式熱泵熱回收式系統(tǒng)【?！?可用于大型商業(yè)建筑需同時(shí)需要制冷和供熱的場(chǎng)合,該系統(tǒng)可將建筑物內(nèi)多余的熱量

12、或冷量提取出來并且轉(zhuǎn)移到建筑物其他需要熱量、冷量的地方,節(jié)能效果非常明顯。年 公司宣布在美國(guó)能源部資助的前提下將要利用電熱系統(tǒng)來回收汽車引擎排氣的廢熱轉(zhuǎn)換為電力,子公司將測(cè)試廢熱回收系統(tǒng)發(fā)電機(jī),此計(jì)劃要在年月完成,這是在世紀(jì)美國(guó)提出的又一節(jié)能的計(jì)劃【】。.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)于余熱回收利用的研發(fā)起步較晚,但是也在該領(lǐng)域積極地開展自主創(chuàng)新的研究,有些技術(shù)甚至已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。上世紀(jì)年代,哈爾濱建筑工程學(xué)院研制出了利用回收的冷山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文凝熱作為力熱熱源的一型恒溫恒泓機(jī)組,取代電加熱,已達(dá)劍了能的【;年代以術(shù),又相繼提出利用人工冰場(chǎng)的冷凝熱水制備熱水和帶熱水供應(yīng)的冷減枷的研究舊。年,中

13、科學(xué)技術(shù)大學(xué)的季杰,劉可亮,裴剛等針對(duì)利用熱泵技術(shù)叫收電,汽輪機(jī)凝汽器循環(huán)水排放的大量余熱進(jìn)行了深入的探討,通過將熱泵系統(tǒng)的換熱器布置在循環(huán)水池中,循環(huán)水經(jīng)過冷卻塔和換熱器先后冷卻釋放熱最,可以有效利用循環(huán)水的余熱進(jìn)行供熱,對(duì)這種叫收和供熱方式的叮行阼作了經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析,結(jié)果表明這種方法比直接用電或者抽氣法供熱要經(jīng)濟(jì)得多,一方面降低了機(jī)組循環(huán)水的進(jìn)水溫度,提高了真空度,使機(jī)組的發(fā)電效率有了較大的提升;另一方面還可以降低汽輪機(jī)凝汽器循環(huán)水泵的運(yùn)行費(fèi)用,提高機(jī)組的通流量和輸出功率,延長(zhǎng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)壽命【】。年,清華大學(xué)的高巖,付林,燕達(dá),劉燁,江億以北京地區(qū)某高檔住宅小區(qū)為程實(shí)例,通過對(duì)四種暖通空調(diào)方案

14、進(jìn)行了對(duì)比得出結(jié)論:對(duì)那些市政集中供熱條件不充分的但卻有電廠循環(huán)冷卻水資源的區(qū)域,利用熱泵技術(shù)回收電廠循環(huán)冷卻水余熱進(jìn)行供熱效果很好,同時(shí)還降低了對(duì)大氣的污染,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著【。中國(guó)北車集團(tuán)哈爾濱車輛有限責(zé)任公司的林小臣對(duì)大慶煉油廠工業(yè)爐冷卻水余熱田收進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示利用高溫水源熱泵提升溫度后.。.對(duì)周圍末端為散熱器的辦公樓及住宅小區(qū)供暖效果非常好【年清華大學(xué)首次提出吸收式換熱的概念并提出給予吸收式換熱的新型熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù),充分回收熱電廠余熱,拉大供熱溫差,。提高輸配能力【由此可見,應(yīng)用熱泵回收工業(yè)余熱是我國(guó)近幾年研究的重點(diǎn),已然成為解決減少周圍環(huán)境污染和控制污染物排放及降低熱島效

15、應(yīng)的辦法之一【】【】.存在的問題余熱不穩(wěn)定,供熱可靠性差。余熱廢熱受生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品數(shù)量的影響較大,有的生產(chǎn)是周期性的,有的余熱是間斷性,有的雖然連續(xù),但是熱源提供的熱量也會(huì)隨著生產(chǎn)的山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文波動(dòng)而波動(dòng);:采暖期,室外溫度低。一定溫度,特:;址在最冷的時(shí)段,供熱成本高、效果差。余熱的載體有腐蝕性。余熱的載體比如煙塵、爐渣中含有各種腐蝕性的化學(xué)成分,這些成分對(duì)余熱回收設(shè)備造成腐蝕,縮短了設(shè)備的使用壽命,增加了運(yùn)行成本。余熱回收設(shè)備零散,未形成規(guī)模。由于余熱不集中,余熱凹收機(jī)組不能有效組織余熱的分配,熱用戶局限于較小的區(qū)域,大面積覆蓋熱用戶的難度較大。綜上所述,供暖的可靠性和運(yùn)行成本

16、是目前回收余熱用于供暖最大的難題。因此,回收工業(yè)余熱用于供熱能夠適應(yīng)熱源單位熱負(fù)倚的變化,有寬且穩(wěn)定的運(yùn)行范圍成為必須要解決的問題。從經(jīng)濟(jì)性出發(fā),結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),綜合利用能源,以提高余熱回收用于供熱系統(tǒng)的效率。.研究創(chuàng)新及關(guān)鍵技術(shù)余熱與常規(guī)能源相結(jié)合的供熱系統(tǒng),在供熱期間,合理分配兩者所承擔(dān)的負(fù)荷,優(yōu)先余熱回收設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行,常規(guī)能源作為調(diào)峰備用熱源承擔(dān)調(diào)峰與應(yīng)急負(fù)荷,一方面解決單純依靠回收余熱用于供暖的局限性,另一方面保障供熱的安全可靠。建立余熱分配站,匯合回收的余熱進(jìn)行統(tǒng)一分配,避免設(shè)備重復(fù)建設(shè),多熱源供熱;采用混水供熱與串聯(lián)供熱技術(shù),拉大供回水溫差,提高了供熱效率,擴(kuò)大供熱調(diào)

17、節(jié)范圍。余熱與常規(guī)能源相結(jié)合的供熱調(diào)節(jié)策略?？紤]余熱供熱能力,根據(jù)在供熱季內(nèi)不同時(shí)間階段熱負(fù)荷的變化,制定了多種調(diào)節(jié)策略應(yīng)對(duì)不同的運(yùn)行工況,從而保證供熱穩(wěn)定,降低運(yùn)行成本。.研究?jī)?nèi)容及意義本課題以節(jié)能為目的,對(duì)余熱的回收利用,加強(qiáng)工業(yè)余熱與常規(guī)能源相結(jié)合的集中供熱技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究,以提高能源利用率和節(jié)能效果。余熱回收方案的研究針對(duì)工業(yè)余熱受工藝生產(chǎn)的波動(dòng)性影響,不連續(xù),而且單一能源難以滿足供熱的要求且成本高,根據(jù)工業(yè)余熱的特點(diǎn),確定以低品位的液態(tài)載體余熱為回收對(duì)象,深入分析余熱的來源,結(jié)合余熱回收設(shè)備,提出有效山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文呵,的技術(shù)方案收:業(yè)余熱。余熱川收所得熱能的輸送使用的研究針

18、對(duì)余熱四收所得熱能的輸送與使用的研究。為配合熱源部門的運(yùn)行調(diào)聲,供熱單位采墩有效的省;網(wǎng)輸送系統(tǒng),將熱源與相應(yīng)的用戶終端合理連接起來,其一適應(yīng)工業(yè)余熱波動(dòng)較大的特點(diǎn),提高供熱系統(tǒng)的后備能力,具有較寬的供熱凋節(jié)范圍,其.二紅滿足熱用戶需求的前提下,手訌犬供熱溫差,提高管網(wǎng)的輸配能力。余熱與常規(guī)能源運(yùn)行調(diào)節(jié)的研究為保障供熱穩(wěn)定,研究工余熱與常規(guī)能源相結(jié)合的供熱系統(tǒng),在不同氣象和工藝狀況。合理分配工業(yè)余熱和常規(guī)能源的供熱量,提出科學(xué)的運(yùn)行調(diào)節(jié)策略,從經(jīng)濟(jì)性出發(fā),結(jié)合工藝生產(chǎn)進(jìn)行系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)布置,綜合利用能量,以提高余熱利用系統(tǒng)設(shè)備的效率。一方面保障供熱的穩(wěn)定連續(xù)性,降低運(yùn)行成本,另一方面提高能源使

19、用效率,減少余熱的浪費(fèi)。在熱源環(huán)節(jié),工業(yè)余熱結(jié)合常規(guī)能源用于集中供熱,克服了余熱不穩(wěn)定的缺陷,能保證供熱系統(tǒng)安全性、可靠性;在輸送環(huán)節(jié),配置相應(yīng)的熱網(wǎng)形式,可以擴(kuò)大供熱調(diào)節(jié)范圍,拉大供回水溫差,提高管網(wǎng)輸配能力;.,在熱能使用環(huán)節(jié),通過運(yùn)行調(diào)節(jié),使得熱盡其用,梯級(jí)利用,最大程度地提高熱能的利用效率。,.本章小結(jié)本章主要介紹了國(guó)內(nèi)外余熱回收用于供暖的現(xiàn)狀,分析了目前回收余熱用于供暖存在的問題;講述了本課題的主要研究目的,研究?jī)?nèi)容與研究方法。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第章 佘熱回收技術(shù)用于集中供熱的研究節(jié)約能源是減少能源的消耗或提鎘能源的利用率。余熱利用是提高能源的利用率,減少能源的浪費(fèi)。因此重視,

20、:余熱的利用,每年可以節(jié)約幾千萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。.工業(yè)余熱的分類及特點(diǎn)工業(yè)余熱是指在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的、本來可以利用但實(shí)際上被廢棄不用而排放至周圍環(huán)境的那部分能量。我困總能耗量為.億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,工業(yè)能耗占總能耗的%,據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì),工業(yè)余熱約占總能耗的%,即每年的業(yè)余熱量約為億噸【。這是造成我困能緊利用率低的一個(gè)重要原因。.工業(yè)余熱的分類工業(yè)余熱是各種生產(chǎn)過程中產(chǎn)生、未被利用而排放到環(huán)境的熱能。它是載于固體、液體和氣體等介質(zhì)的二次能源。在以燃料為主要能源的工業(yè)用能過程中,都必須以熱能利用為基礎(chǔ),因而也就不可避免地伴隨著大量余熱資源的產(chǎn)生。由于溫度低于使用要求、回收困難等原因,絕大部分都被放棄了,這不僅是

21、巨大的能源浪費(fèi).同時(shí)也造成了環(huán)境熱污梨。余熱資源按溫度可劃分為三個(gè)范圍:溫度高于的高溫范圍;溫度為?的為中溫范圍;溫度低于的煙氣與溫度低于的液體為低溫范圍。余熱按來源可劃分為七種:煙氣余熱、爐渣余熱、產(chǎn)品顯熱、冷卻介質(zhì)余熱、可燃廢氣余熱、冷凝水余熱、化學(xué)反應(yīng)生成熱機(jī)殘?zhí)康挠酂?。余熱資源數(shù)量極大,來源很廣,幾乎每個(gè)工業(yè)企業(yè)都有余熱資源。以下為幾個(gè)典型行業(yè)的余熱資源情況。表典型行業(yè)的余熱資源山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文.工業(yè)余熱的特點(diǎn)存余熱利用時(shí)會(huì)遇到許多困難,這是洲為住州領(lǐng)域內(nèi),使用的生產(chǎn)方法、乍產(chǎn)工藝、生產(chǎn)沒備以及原料、燃料條,使余熱利用有一螳明硅的特點(diǎn):余熱量不穩(wěn)定余熱資源的數(shù)量不穩(wěn)定,或稱熱負(fù)

22、荷不穩(wěn)定,一般是由:藝生產(chǎn)過程來決定的。例如有的生產(chǎn)是周期性的,有的足日斷惟的,有的。藝,產(chǎn)過程雖然連續(xù)穩(wěn)定,但也有匕產(chǎn)的波動(dòng),這就是使得余熱資源的數(shù)量出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。余熱載體雜質(zhì)較多在生產(chǎn)過程中余熱載體含塵量較大,而且物理、化學(xué)性質(zhì)惡劣,這就對(duì)余熱利用裝置由可能造成嚴(yán)重結(jié)灰、堵塞、磨損和腐蝕等后果含有腐蝕性物質(zhì)余熱介質(zhì)中常常含有腐蝕性介質(zhì),如煙氣中有二氧化硫等腐蝕性氣體,煙塵和爐渣中含有各種金屬與非金屬元素,冷卻介質(zhì)小純凈等,這些介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致余熱利用設(shè)備結(jié)構(gòu)與腐蝕,從而惡化傳熱效果,減少設(shè)備使用期限。余熱利用裝置受場(chǎng)地故有條件的限制余熱利用大多數(shù)是在固有條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,其設(shè)備必然受到安裝場(chǎng)

23、所固有條件的限制。如有利用裝置對(duì)前后工藝設(shè)備的連接有一定的要求;有的利用裝置對(duì)排煙要求保持一定溫度之內(nèi);有的余熱雖然可以利用,但因場(chǎng)地受限無法回收。以上這些特點(diǎn)與余熱利用經(jīng)常產(chǎn)生矛盾,在考慮具體利用方案時(shí),應(yīng)該綜合考慮,統(tǒng)籌安排。.回收工業(yè)余熱的技術(shù)方法各種余熱回收利用的基本方式如圖.所示。旺要蕞芒蜒毅霉啦釜番儀袋迥樸書瞪卅培罩三?芒蜒擎回熹恨硝譬匠罨暈曰幕始囂如爨斌親、,、, 一、 一山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文.常用的余熱回收設(shè)備熱叫收設(shè)備二嬰足各種熱換熱器換熱器,進(jìn)行熱交換的流體包括吲一氣、剛液、氣一氣、氣一液、氣一州變液體、液一液等【】。就卜嚶的熱叫收用的換熱器來說,有以下類型:高溫?fù)Q熱器

24、。主要是回收煙氣余熱,通常只能將煙氣冷卻糾中等溫度水平。根據(jù)需要,在預(yù)熱器后部還司加設(shè)其他余熱剛收裝置,例如余熱鍋爐等,以便增加節(jié)能效果。:要足回收工、爐高溫?zé)煔獾挠酂?用朱預(yù)熱空氣等。蓄熱式換熱器。以蓄熱體作為傳熱中問介質(zhì),實(shí)現(xiàn)熱氣體例如煙氣與冷氣體例如空氣之間的換熱。蓄熱室多用耐火材料作為蓄熱體,通常作為爐子的一個(gè)組成部分?；剞D(zhuǎn)式換熱器是將蓄熱材料裝于低速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中,與煙氣通路想通部分進(jìn)行蓄熱,轉(zhuǎn)至與空氣通路相通時(shí)進(jìn)行放熱。它首先用于鍋爐的空氣預(yù)熱器,現(xiàn)也用于其他中低溫的余熱回收。翅管換熱器。用翅片來增加氣側(cè)的傳熱面積,以增強(qiáng)換熱器的換熱能力,使換熱器結(jié)構(gòu)緊湊。它適用于以下較干凈的氣體。

25、緊湊式換熱器。由平板和翅片通道疊置而成一個(gè)整體,呈蜂窩狀結(jié)構(gòu),使單位體積內(nèi)的傳熱面積增大到. /,結(jié)構(gòu)十分緊湊。特別適宜于干凈的氣.氣之間的換熱。熱管換熱器。由熱管組成的換熱器,利用熱管傳熱能力強(qiáng)的特點(diǎn),以熱管作為傳熱元件的一種新型換熱器。主要適宜于中低溫余熱的回收。流化床式換熱器。將傳熱管埋于粒子層內(nèi),當(dāng)氣體通過粒子層時(shí),使粒子處于流化狀態(tài),靠粒子的不斷運(yùn)動(dòng)以及與傳熱壁的碰撞來促進(jìn)傳熱,使換熱器結(jié)構(gòu)緊湊,適宜于煙氣量較小的中低溫場(chǎng)合的余熱回收。余熱鍋爐是利用高溫?zé)煔狻⒐に嚉饣虍a(chǎn)品的余熱,以產(chǎn)生蒸汽或熱水的換熱設(shè)備?；厥罩袦匾陨系臒煔庥酂峄蚬腆w顯熱,用來產(chǎn)生熱水或蒸汽。蒸汽回收的熱量雖然不能直

26、接返回到爐內(nèi),但是,就提高企業(yè)的能源利用率、節(jié)約燃料消耗和促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部的動(dòng)力平衡而言,仍起著十分重要的作用。并且余熱鍋爐的設(shè)別簡(jiǎn)單耐用,可以回收中低溫的煙氣余熱,因此與空氣預(yù)熱器配合,是一種回收余熱的重要手段。汽化冷卻裝置汽化冷卻技術(shù)是利用水汽化吸熱,帶走被冷卻對(duì)象熱量的一種冷卻方式。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文冷上水進(jìn):軟化處胖,:、保證水的常流動(dòng),防止部停滯一產(chǎn)乍膜念沸騰,以免形成廣膜而使導(dǎo)熱能力下降,這樣就完全町以提高冷上口水的溫度,直至形成蒸汽,也能保證;屬構(gòu)件的工作安全。這種冷卻方式叫做汽化冷卻。工業(yè)爐會(huì)屬構(gòu)件的冷卻一般足采用水冷卻。受水汽化條件的限制,在常規(guī)條件下汽化冷卻只適用于高溫冷

27、卻對(duì)象。主要應(yīng)用在軋鋼加熱爐、煉鋼轉(zhuǎn)爐等爐中,處在高溫卜.的會(huì)屬構(gòu)件、高溫產(chǎn)品均需要冷卻。節(jié)約冷卻水消耗量,減少水泵電力消耗。提高了冷卻水能級(jí),提高了利用價(jià)值。延長(zhǎng)了水冷構(gòu)件的壽命。熱泵熱泵在:廠余熱回收中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,它可以回收利用工廠低溫余熱熱源的熱最,將低品位熱轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺粺?廣泛應(yīng)用子有余熱資源或有低溫?zé)嵩吹氖?、石化、制藥、釀造和鋼鐵等行業(yè)。另外,在煉油工業(yè)、天然氣和熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)中,可以配置吸收式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種低溫余熱的高效利用。熱管技術(shù)熱管是一種由管殼和工質(zhì)組成的高效導(dǎo)熱元件,以相變蒸發(fā)與凝結(jié)換熱作為傳熱的主要方式,具有傳熱能力大、溫度控制能力強(qiáng)、傳熱效率高等特點(diǎn)?，F(xiàn)在

28、熱管換熱器己在電力、冶金、石化、玻陶、電子、輕工等行業(yè)的余熱回收領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。.回收工業(yè)余熱的途徑根據(jù)余熱的溫度水平不同,余熱利用的途徑主要有三方面:直接利用、動(dòng)力回收和熱泵回收【。.直接利用如果有合適的熱用戶直接利用余熱,則最為經(jīng)濟(jì)、方便。熱用戶有如圖.四種典型類型:圖?余熱直接利用熱用戶空氣一利用預(yù)熱器回收余熱的系統(tǒng) 設(shè)置余熱鍋爐產(chǎn)生熱水或蒸汽山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文:令 、.預(yù)熱器與余熱鍋爐串聯(lián)布置 預(yù)熱器與余熱鍋爐串接布置注:表示:業(yè)爐:為窄氣預(yù)熱器:為余熱鍋爐;為引風(fēng)機(jī);為煙肉。預(yù)熱空氣或煤氣。利用煙氣余熱,通過換熱器空氣預(yù)熱器等余熱:業(yè)爐的助燃空氣或低熱值煤氣。將熱返叫爐內(nèi)

29、,同時(shí)提高燃燒溫度和燃燒效率,節(jié)約燃料消耗。圖.為用來顱熱物料;預(yù)熱或干燥物料。利用煙氣余熱末預(yù)熱、干燥原材料或工件,將熱帶回裝置內(nèi),也可起到直接節(jié)約能源的作用。例如電爐的高溫廢氣預(yù)熱廢鋼,叮降低電爐冶煉的能耗。圖.為用來預(yù)熱助燃用空氣。生產(chǎn)蒸汽或熱水。通過余熱鍋爐回收煙氣,產(chǎn)生蒸汽或熱水,供生產(chǎn)工藝或生活的需要。溫度在以上的可冷卻水也可直接用于公關(guān)。高溫金屬構(gòu)件由水冷卻改為汽化冷卻,產(chǎn)生蒸汽,則可提高余熱的利用價(jià)值,擴(kuò)大使用范圍。圖預(yù)熱器與余熱鍋爐串接布置,當(dāng)余熱量大,供預(yù)熱器后尚有富裕的余熱時(shí),可考慮采用。當(dāng)余熱溫度很高,也可考慮將余熱鍋爐設(shè)置在簽,在設(shè)置余熱回收裝置后,由于煙道阻力增加,

30、單靠煙囪的自生通風(fēng)里難以克服阻力,一般需要引風(fēng)機(jī)抽引。.余熱發(fā)電余熱發(fā)電有以下幾種方式:利用余熱鍋爐首先產(chǎn)生蒸汽,再通過汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組,按凝汽式機(jī)組循環(huán)或背壓式供熱機(jī)組循環(huán)發(fā)電。空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送至回收余熱的換熱器中進(jìn)行加熱。高溫的加壓空氣將具有較大的做工能力,讓它通過空氣透平膨脹做功。除帶動(dòng)壓氣機(jī)外,還可輸出一部分電能。經(jīng)做功后的低壓空氣再經(jīng)預(yù)熱器后,供爐子燃燒助燃用。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文空?qǐng)D余熱發(fā)電系統(tǒng)注:.空氣透平;.空氣壓縮機(jī);.空氣加熱器以高溫余熱作為燃汽輪機(jī)工質(zhì)的熱源,經(jīng)加壓、加熱的工質(zhì)推動(dòng)汽輪機(jī)做功,在帶動(dòng)壓氣機(jī)工作的同時(shí),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。采用低沸點(diǎn)工質(zhì)回收中、低溫余熱,產(chǎn)

31、生的氟利昂蒸汽按郎肯循環(huán)在透平中膨脹做功,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。.熱泵回收廢熱熱泵是一種能使能量從低溫物體轉(zhuǎn)移至高溫物體的能量利用裝置。工業(yè)生產(chǎn)過程存在各種余熱,排放的廢水、廢氣、冷卻水等低溫余熱,一般數(shù)量都很大,但由于溫度低于使用要求、回收困難等原因,絕大部分都被放棄了。在符合余熱回收原則的條件下,恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用熱泵可以把那些不能直接利用的低溫?zé)崮茏優(yōu)橛杏玫臒崮?從而提高了熱能利用,節(jié)約了燃料。除上述三種方式外,根據(jù)余熱資源的具體條件,還可考慮綜合利用系統(tǒng),做到“熱盡其用”【。例如高溫?zé)煔庥酂岬亩嗉?jí)利用,除預(yù)熱空氣外,同時(shí)供余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽;在進(jìn)行蒸汽動(dòng)力回收時(shí),盡可能提高蒸汽參數(shù),采用熱電聯(lián)合機(jī)組,

32、在發(fā)電的同時(shí)進(jìn)行供熱;對(duì)有一定壓力的高溫廢氣,可先通過燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功,然后再利用其排氣供給余熱鍋爐,在余熱鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽還可供汽輪機(jī)膨脹做功,形成燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán),以提高余熱的利用率。.工業(yè)余熱用于供暖的分析余熱的回收價(jià)值決定于它的數(shù)量和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。數(shù)量是指余熱量的多少,能否滿足用戶數(shù)量的需求,質(zhì)量是指余熱的能質(zhì)高低,可用它的溫度、壓力及攜帶熱量的介質(zhì)判定【。余熱能質(zhì)愈高,數(shù)量越大,它的可利用性和價(jià)值也就愈大。余熱的回收價(jià)值不等于余熱利用的效果,回收價(jià)值取決于余熱本身的品質(zhì),決定余熱能否具有可用性,而回收效果并不全由余熱本身所決定,即使具有回收山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文價(jià)值,還要依捌余熱

33、所利用的場(chǎng)所、環(huán)境及利,的力.法,簡(jiǎn)而言之,決定于使用余熱的對(duì)緣和:藝條件。 :余熱中存在著各種能級(jí),需嚶按照“梯級(jí)利,溫度塒 ”的用能原則,不同品位的余熱得至合理的利用,方町取得余熱利的預(yù)期效果。余熱利用可以提高能源的經(jīng)濟(jì)性和使效率,時(shí)市約燃料。.工業(yè)余熱用于供暖應(yīng)具備的條件為了絳濟(jì)有效地利用余熱,對(duì)要應(yīng)用的余熱資源,首先要求具備以下條件:在某一很小的范圍內(nèi)存在有集中的數(shù)量;余熱量的波動(dòng)不其劇烈;有較大的溫差;回收熱量點(diǎn)離有效利用點(diǎn)接近,利用時(shí)間和回收時(shí)間相一致;余熱介質(zhì)的污染和腐蝕性較小。對(duì)于余熱回收裝置,選擇標(biāo)準(zhǔn)【】:?熱量回收率高,高低溫側(cè)流體應(yīng)無泄漏,不會(huì)相互摻混;?設(shè)備體積小、占地

34、少;維修保養(yǎng)容易;壓力損失少:運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗少;運(yùn)行成本低。.回收工業(yè)余熱用于供暖的計(jì)算分析剛收余熱可以節(jié)約能耗消耗,但是不能為了回收而回收。因此,在考慮余熱回收方案前首先要調(diào)查提高裝置本身的熱效率是否還有提高的潛力。提高裝置熱效率會(huì)減少余熱量。但它可以直接節(jié)約能源消耗,比通過余熱裝置回收更為經(jīng)濟(jì)有效。同時(shí)如果不考慮裝置本身的潛力而設(shè)置了余熱回收裝置,則當(dāng)裝置提高效率后,余熱源減少,余熱回收裝置就不能充分發(fā)揮作用【。首先必須對(duì)余熱資源的數(shù)量和質(zhì)量有所了解,才能正確估價(jià)余熱資源的價(jià)值。具體的余熱資源的計(jì)算詳細(xì)見下表。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文表?余熱資源計(jì)算公式匯總表】余熱類別 余熱計(jì)算公式 備注

35、 一一燃料消耗量;一煙氣量;煙氣 煙氣.溫度:?煙氣比熱;?硼氣余熱量?爐渣的余熱量,/;:?妒爐渣:?:?:渣產(chǎn)量,蚰;:?爐渣的溫度,;:?爐渣比熱,/.一高溫產(chǎn)品余熱量,/:一產(chǎn)品產(chǎn)量,/;一高溫產(chǎn)品溫度,;一高溫產(chǎn)品?之高溫產(chǎn)品比熱,/.;吼一液態(tài)產(chǎn)品融化潛熱,/;一產(chǎn)品的焓,/。,場(chǎng)一汽化冷卻余熱量,/;一汽.汽化冷卻、一分別為蒸化冷卻產(chǎn)汽量,/;。/一汽與進(jìn)水的焓,/。一冷卻水的冷卻介質(zhì).水冷卻余熱量,/;,一冷卻水流量,巾;,:一?、一一冷卻水進(jìn)出口溫度,;一冷卻水比熱,/.一可燃?xì)怏w的余熱量,/:%一紼.%.%可燃?xì)怏w每小時(shí)可燃?xì)怏w量,/;%.%。%日。%一可燃?xì)怏w、的體積比。

36、冷凝水乙一么 一冷凝回水余熱量,/;一冷凝山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文水州水罐,。一冷凝川水溫度,;曲一給水初湍,。一水的均比熱,/.。第:步應(yīng)考慮余熱能否返叫至裝置本身,例如用于預(yù)熱助燃空氣或燃料。它町以起到克接減少裝胃的能源消耗,節(jié)約商品質(zhì)能源的效果。它比回收余熱供其它用途時(shí),節(jié)能效果要大。第三步具體研究收的方案。余熱收方案的考慮順序如圖.所示。余熱回收的難易程度及其【收的價(jià)值,不僅與余熱的溫度水平有關(guān),還要看余熱量的大小,攜帶余熱的物質(zhì)形態(tài)。根據(jù)先易后難,效益大的優(yōu)先的原則,對(duì)存在有多種余熱資源的企業(yè),考慮余熱凹收方案的順圖如圖.。圖余熱回收方案的考慮順序 圖余熱回收的優(yōu)先順序.回收工業(yè)余熱

37、用于供暖的技術(shù)評(píng)價(jià)在確定余熱應(yīng)用技術(shù)時(shí),必須注意:余熱的數(shù)量為了避免浪費(fèi)投資,對(duì)作為回收對(duì)象的余熱資源是否會(huì)有減少的可能,需要校核。一方面要考慮由于生產(chǎn)工序的變更,原來作為余熱資源的設(shè)備可能不再使用,另一方面,考慮由于各種生產(chǎn)工藝方法的改進(jìn),使余熱數(shù)量減少。所以在選定余熱應(yīng)用技術(shù)之前,應(yīng)研究盡量減少余熱的排放量,這是先決條件。擴(kuò)大余熱的用途余熱的回收利用應(yīng)當(dāng)盡可能地在企業(yè)內(nèi)或者近距離范圍進(jìn)行,由于余熱品質(zhì)已經(jīng)較差,為了避免品質(zhì)降低,在余熱輸送過程中,山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文數(shù)量增加。余熱利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性從選取余熱利用技術(shù)的角度出發(fā),余熱的網(wǎng)收率應(yīng)當(dāng)是越高越好,這樣就必然引起余熱利用裝胃的投資費(fèi)

38、用增加,所以必須從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面尋求其最佳的數(shù)值。在考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性時(shí),還要根據(jù)能源價(jià)格的動(dòng)向來確定應(yīng)用技術(shù)的選取,只顧眼前收益而制定應(yīng)用技術(shù)方案,肯定會(huì)留有隱患。選擇工業(yè)余熱凹收技術(shù)的基本原則【】是:回收效率盡可能高;回收成本盡可能低,或投資回收期盡可能短;適應(yīng)負(fù)荷變化的能力強(qiáng)。根據(jù)余熱資源的數(shù)量和品位以及用戶的需求,盡量做到能級(jí)的匹配,在符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則的條件下,選擇適宜的系統(tǒng)和設(shè)備,考察余熱利用技術(shù)可獲得的經(jīng)濟(jì)效益【。.本章小結(jié)本章通過對(duì)工業(yè)余熱的特點(diǎn)、常用余熱回收設(shè)備以及余熱回收利用技術(shù)的研究,得知按照“梯級(jí)利用,溫度對(duì)口”的用能原則,不同品位的余熱采取合理的技術(shù)方法,從而取得余熱利用

39、的預(yù)期效果;回收余熱用于供暖,必須對(duì)余熱資源的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià),正確估價(jià)余熱資源的價(jià)值,在滿足用戶需求的前提下,結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證,采取合適的技術(shù)方法。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第章 回收工業(yè)廢熱用于供暖的工藝選定前我吲川收利用的余熱要宋高溫成品及煙氣的顯熱和塵產(chǎn)過程中排放的蒸汽及叮燃?xì)獾雀邷責(zé)崮?相關(guān)的余熱回收技術(shù)都已經(jīng)比較成熟,如余熱鍋爐、余熱發(fā)電、千熄焦技術(shù)、發(fā)電技術(shù)、省煤器等技術(shù)設(shè)備,而中低溫余熱含有大鼉的熱能,根據(jù)有關(guān)凋蠻報(bào)告顯示,冷卻水余溫在以下,直接利用的范剛不廣泛而且效率非常低【。由于能量密度及熱值較低,基本卜還沒有回收,被排放到環(huán)境中,不但浪費(fèi)能源,還對(duì)環(huán)境造成熱污染。.回收工

40、業(yè)冷卻水的廢熱相對(duì)于煤、石油、天然氣等高品位能源而言,低品位工業(yè)余熱在相同單位內(nèi)包含的能量很低,利用難度大。但從能源利用的格局來看,低品位余熱將作為產(chǎn)能和用能的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對(duì)節(jié)能減排的戰(zhàn)略起到重要作用?，F(xiàn)有的低品位余熱普遍采用水作為余熱載體,受到水資源、運(yùn)輸、地域等多方面的限制,一定程度上阻礙了余熱的大規(guī)模應(yīng)用【。因此,本文以典型的低品位余熱一工業(yè)冷卻水為研究對(duì)象。利用余熱回收技術(shù)將冷卻水中蘊(yùn)含的熱能回收利用用于建筑供熱,以工業(yè)冷卻水為熱源的熱泵供暖系統(tǒng)將是城市集中供熱的有效補(bǔ)充。.熱泵應(yīng)用于余熱回收我國(guó)散熱器采暖一直用/ 的熱媒參數(shù),而且地板輻射采暖跟散熱器采暖的管網(wǎng)沒有分開,違背了“溫度對(duì)口

41、、逐級(jí)利用”的原則,目前,國(guó)內(nèi)也開始提倡低溫連續(xù)供熱,并已開始采用以下低溫?zé)崴膳?并正朝著進(jìn)一步降低系統(tǒng)溫度的方向發(fā)展。近年來隨著熱泵技術(shù)的日趨成熟,我們可以將二者有效地結(jié)合及利用。因此以工業(yè)冷卻水為熱源的熱泵供熱系統(tǒng)有很好的發(fā)展前進(jìn)。.熱泵的工作原理及其特點(diǎn)熱泵技術(shù)是一種制熱裝置,發(fā)揮高質(zhì)能量電能、機(jī)械能或高溫?zé)崮茉谫|(zhì)量上的優(yōu)勢(shì),用較少的高質(zhì)能將大量可再生的環(huán)境能量地下、空氣及水中蘊(yùn)藏的能量或工業(yè)生產(chǎn)排放的低溫余熱煙氣、廢水、廢氣等攜帶的能量回收升溫后進(jìn)行利用的一種高效節(jié)能技術(shù)。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文熱泵系統(tǒng)有三個(gè)要部分,即熱泉的驅(qū)動(dòng)能源電能、汽油、柴油、煤氣、煤等和驅(qū)動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)、燃料

42、發(fā)動(dòng)機(jī)等、熱泵工作機(jī)、低溫?zé)嵩凑瓪狻⑺?、地?zé)?、工業(yè)余熱、太陽(yáng)能等【。最簡(jiǎn)堆的熱泵供熱系統(tǒng)原理圖如圖示:圖熱泵供熱系統(tǒng)原理圖熱泵也是消耗少量電能或燃料能,將環(huán)境中蘊(yùn)含的大量免費(fèi)熱能或生產(chǎn)定律,、和之間滿足如下關(guān)系式。式中一熱泵提供給用戶的有用熱能,;一熱泵從低溫?zé)嵩粗形〉沫h(huán)境熱能或工業(yè)廢熱,。一熱泵工作時(shí)消耗的電能或燃料能,。由式可見,即熱泵制取.的有用熱能,總是大于所消耗的電能或燃料能,而用燃料加熱、電加熱等裝置制熱時(shí),所獲得的熱能一般小于所消耗的電能或燃料的燃燒能,這是熱泵與普通加熱裝置的根本區(qū)別,也是熱泵制熱最突出的優(yōu)點(diǎn)。.熱泵與其他制熱裝置制熱效率的比較熱泵的能流圖和制熱系數(shù)熱泵的簡(jiǎn)化

43、能流如圖所示圖中去熱泵的制熱系數(shù)為,即輸入份電能或燃料能,可從環(huán)境或廢熱中吸取份熱能,總計(jì)供給用戶份熱能。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文。:;醒鞋熱譴圖熱泵的簡(jiǎn)化能流圖 圖鍋爐的簡(jiǎn)化能流圖由圖、圖和式.可知,熱象的制熱系數(shù)為導(dǎo)小爭(zhēng),即熱泵的制熱系數(shù)永遠(yuǎn)大于,用戶獲得的熱能總是大于所消耗的電能或燃料能。 .鍋爐的能流圖和制熱系數(shù)以鍋爐作為普通制熱裝置的代表,其能流圖如圖.按制熱系數(shù)的含義,鍋爐的制熱系數(shù)也即通常所說的熱效率,圖中取為.。由圖.可知,鍋爐等普通制熱裝置的制熱系數(shù)永遠(yuǎn)小于,即用戶可獲得的熱能總是小于所消耗的電能或燃料能。.熱泵的性能指標(biāo)熱泵最主要的系能指標(biāo)是制熱系數(shù),可用符號(hào)表示。制熱系數(shù)

44、的一般定義為用戶所獲得的熱/熱泵消耗的電能或燃料能與鍋爐、電加熱器等制熱裝置相比,熱泵的突出特點(diǎn)是消耗少量電能或燃料能,即可獲得大量的所需熱能,這特點(diǎn)可通過裝置的能流圖和制熱系數(shù)得到明確的體現(xiàn)。.工業(yè)冷卻水作為熱泵的低溫?zé)嵩床徽摵畏N型式的熱泵,均需要空氣、水、土壤或工業(yè)余熱作為其低溫?zé)嵩?。顯然,根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的低溫?zé)嵩?對(duì)于提高熱泵經(jīng)濟(jì)性有十分重要的意義。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文.氐溫?zé)嵩捶诸悷岜枚∫岳玫臒嵩纯傮w分為兩大類:第一類為然熱源,諸如空氣、地卜.水、地表水河流、湖泊等、海水、土壤等,它們所蘊(yùn)含的能量來自于太陽(yáng)輻射和地?zé)崮?特點(diǎn)是熱源溫度比較低。第二類為排熱熱源,即人舀:,產(chǎn)或

45、生活中所排放的熱量。包括建筑物內(nèi)叫收的熱能、城市污水蘊(yùn)含的熱能、工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱等,這類熱源的溫度比自然熱源溫度高。這兩大類熱源通過熱泵加以利用,能獲得很好的收益。熱泵的熱源種類眾多,詳細(xì)見下表:表熱泵的熱源匯總表作為是否隨熱 熱源 利用方 熱源溫度存在問題源 的適 法 / 時(shí)可得用性.室外溫度過低易造成誤除霜現(xiàn)象。.機(jī)組在低溫.:況下啟動(dòng)困難。空 主要熱良好 . .室內(nèi)溫度波動(dòng)較人。供熱量與房間熱損是氣 源失不匹配而且當(dāng)室外溫度低時(shí)要解決空氣源熱泵的結(jié)霜和除霜問題自來水在冬季溫度下降,影響熱泵制熱主要熱井 量,宜利用:業(yè)用水良好 源或輔 否水 .取水量過多易導(dǎo)致地面沉降危害。助熱源.

46、水質(zhì)酸堿度問題。.防卜水垢、泥沙堆積和藻類生長(zhǎng)。河主要熱 .地面沉降,要考慮利剛加熱塔。湖 良好 否源 主要水垢和腐蝕,防止藻類生長(zhǎng),冬季水水溫卜.降,考慮增加水餐初投資人,注意腐蝕,故障檢修凼難十輔助熱 .受水文地質(zhì)條件限制較大。一般 是源壤 .注意腐蝕問題。.檢修、維護(hù)和保養(yǎng)困難。必須有蓄熱沒備,應(yīng)與太陽(yáng)能采暖聯(lián)合使太 主要熱用陽(yáng)良好 源或輔 是受天氣、氣溫影響比較大,穩(wěn)定連續(xù)性較能助熱源差,冷 岡狀 主要熱 注意水質(zhì),溫度和流量不穩(wěn)定,水垢與腐卻 態(tài)而 源或輔 ? 否 蝕水 定 助熱源 根據(jù)不同的工藝過程進(jìn)行不同應(yīng)用。海良好 源或輔 否 器的材質(zhì)防腐要求高。.季節(jié)不同,取水水助熱源 深度

47、不同。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文眾所劇知,熱泵的熱源溫度的高低足影響熱象運(yùn)性能和經(jīng)濟(jì)性能的要岡素之一。吲為在一定供熱溫度條件下,熱泵的熱源玨矗度供熱溫度之間的溫差越小,熱象的理論制熱仁能越人,以和為例,冷凝溫度為,見圖。當(dāng)然為了減小熱泵的熱源與供熱之問的溫度,而采取措施束降低供熱溫度塒提高熱泉的經(jīng)濟(jì)性也是分有利的。例如采用地板輻射采暖,采用大面積的加熱器等,可使供熱溫度降至.,這也可人人提高系統(tǒng)的。陀能系數(shù)。.熱泵低溫?zé)嵩吹囊笞鳛闊岜玫臒嵩?可以利用自然及低品何能源以及,虹塵活中的余熱、廢熱資源如空氣、水、工業(yè)廢熱等。由于供熱溫度取決于用熱用戶的要求,所以熱源的選擇對(duì)熱泵裝置的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和性能

48、有重要的影響。一般來講,選擇低位熱源時(shí),必須要遵守因地制宜的原則,同時(shí)考慮下列要求:低位熱源要有足夠的數(shù)量和較高品位。熱源的溫度盡可能地高熱源溫度越高,才能使熱泵溫升小,熱泵的性能好。熱源的熱容量盡可能地大熱源的熱容量要滿足用熱對(duì)象的需要,否則需要附加熱源,從而增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。熱源工質(zhì)要有良好的物理化學(xué)性質(zhì)熱源工質(zhì)最好具有較大的比熱容,小的年度,無毒,無污染,對(duì)熱泵裝置無腐蝕作用和結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。熱泵機(jī)組對(duì)水源的水質(zhì)有一定的要求,如果水質(zhì)達(dá)不到要求,會(huì)對(duì)閥門、主機(jī)及其附件構(gòu)成危害,尤其對(duì)多數(shù)熱泵廠家采用的板式換熱器產(chǎn)生的危害更為嚴(yán)重,從而影響系統(tǒng)的運(yùn)行,但通?？梢圆扇∫恍┨幚硎侄?如設(shè)置除污器,

49、電子除垢儀,從而滿足機(jī)組對(duì)水質(zhì)的要求。.工業(yè)冷卻水作為熱泵熱源的優(yōu)勢(shì)工業(yè)冷卻水作為熱泵的低品位熱源,相比河水、海水及地下水等自然熱源優(yōu)越性明顯。不需要為管路和換熱器的安置打很深的井,節(jié)省初投資費(fèi)用。只利用能量,不利用水,節(jié)約了水資源,而且避免了地面沉降問題。系統(tǒng)只利用循環(huán)水或者乏汽所攜帶的低溫?zé)崃?在整個(gè)系統(tǒng)中循環(huán)水或乏汽只是起量載體的作用,水資源本身并沒有浪費(fèi),而是完全回到工業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,對(duì)生產(chǎn)工藝沒有任何影響。水質(zhì)處理相對(duì)簡(jiǎn)單,換熱器清洗也比較方便;山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文冷卻水的水量、流量和溫度郜相對(duì)穩(wěn)定,換熱設(shè)備也相塒簡(jiǎn)單,即使在冬季蒸發(fā)器也/會(huì)現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象,熱泵機(jī)組仍然町以保持在較高水;:業(yè)冷卻水自身流動(dòng)性好,所以熱泵供暖在啟動(dòng)時(shí)比較快;冷卻水載熱量大,因此傳遞一定熱量時(shí)所需要的水量較少,換熱器的尺寸可適當(dāng)減小:利用了循環(huán)水中的余熱,降低了向環(huán)境的熱量排放,減小了熱污染。機(jī)組以循環(huán)水為低溫?zé)嵩?從中吸取熱量,利用的是可再生能源,節(jié)約一次能源。.工業(yè)冷卻水的缺陷雖然冷卻水作為熱泵熱源有其自身的優(yōu)越性,但是也存在著一些不可避免的問題。工業(yè)余熱形式多,數(shù)量大,有的可以直接利用,有的往往含有多種化學(xué)物質(zhì),不能滿足用熱對(duì)象的要求,另外,冷卻水系統(tǒng)也存在著結(jié)垢、腐蝕及微生物滋長(zhǎng)問題,因此對(duì)工業(yè)冷卻水進(jìn)行水質(zhì)處理還是相當(dāng)必要的?？紤]到回收余熱設(shè)備的應(yīng)