热泵供汽及二次蒸发汽回收利用的实现
基于烟气余热回收的热泵供热系统热力学分析
第 38 卷 第 2 期2023 年 4 月Vol.38 No.2Apr. 2023电力学报JOURNAL OF ELECTRIC POWER 文章编号：1005-6548（2023）02-0117-10 中图分类号：TK124；X773 文献标识码：A 学科分类号：47040DOI ：10.13357/j.dlxb.2023.013开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：基于烟气余热回收的热泵供热系统热力学分析白涛，靳智平（山西大学 电力与建筑学院，太原 030006）摘要：为降低供热耗能，采用热泵回收烟气余热，可有效提高机组供热效率。
以某300 MW 亚临界CFB 锅炉机组为例，分别在脱硫塔前后设置低温省煤器和烟气冷凝器，组成新型热泵供热系统，并建立该热泵回收烟气余热热力学模型，分析其烟气余热利用方式对热泵的热力学及供热性能的影响。
计算结果表明，布置低温省煤器，设计工况下，热泵性能系数（C OP ）为1.746时，烟温由130 ℃降至90 ℃，可回收最大烟气余热20.87 MW ，降低脱硫塔耗水量28.792 t/h ；布置烟气冷凝器，可作为热泵低温热源，同时可回收烟气余热10.10 MW ，回收冷凝水13.654 t/h 。
当热网回水温度升高时，C OP 降低，但热泵系统和供热系统的㶲效率均升高；当冷凝器出口水温升高时，C OP 和供热系统㶲效率降低，但热泵系统㶲效率升高。
回收烟气余热的热泵供热方式，可有效利用烟气低阶能量且具有良好的节能节水收益。
关键词：煤电机组；CFB 锅炉；亚临界；烟气余热；梯级利用；热泵；供热；热力学分析Thermodynamic Analysis of Heat Pump Heating System Based onFlue Gas Waste Heat RecoveryBAI Tao ，JIN Zhiping（School of Electric Power ， Civil Engineering and Architecture ， Shanxi University ， Taiyuan 030006， China ）Abstract ：To reduce heating energy consumption ， using heat pumps to recover waste heat from flue gas can ef⁃fectively improve the heating efficiency of the unit. Taking a 300 MW subcritical CFB boiler unit as an exam ⁃ple ，a low temperature economizers and a flue gas condensers are set before and after the desulfurization tower to form a new heat pump heating system ， a thermodynamic model for this heat pump recovery of flue gas waste heat was established to analyze the impact of flue gas waste heat utilization methods on the thermodynamics and heating performance of the heat pump.The results show that ，a low -temperature economizers is arranged ， un⁃der the design conditions ， when the coefficient of performance （C OP ） of the heat pump is 1.746， the flue gas temperature decreases from 130 ℃ to 90 ℃，which could as a high -temperature heat source of the heat pump ， 20.87 MW of waste heat can be recovered at most ， and the water consumption of the desulfurization tower is re⁃duced by 28.792 t/h ； A flue gas condenser is arranged ， which can be used as a low -temperature heat source for the heat pump. At the same time ， 10.10 MW waste heat can be recovered ， and 13.654 t/h condensed water can be recovered. When the return water temperature of the heating network increases ， C OP decreases ， but the · 发电 ·＊ 收稿日期：2023-02-23基金项目：2019年度山西省重大专项资助项目（20181102010）。
浅谈吸收式热泵在供热电厂中的应用
浅谈吸收式热泵在供热电厂中的应用摘要：吸收式热泵技术是在高温热源的驱动下提取低温热源的热能, 输入到供热热源中的一种技术。
某电厂在不增加电厂供热抽汽量及不改动热网首站的前提下, 采用吸收式热泵及凝结换热技术, 回收汽轮机乏汽余热, 以增大供热面积。
实际运行中, 机组供热抽汽量减少167 t/h, 利用乏汽380 t/h，新增供热面积800万平方米, 余热回收系统运行稳定, 节能效果明显, 对安全稳定供热起到良好的保障作用。
关键词：吸收式热泵、乏汽余热回收系统、排汽冷凝热1.吸收式热泵概述1.1 工作原理吸收式热泵常以溴化锂溶液作为工质，对环境没有污染，不破坏大气臭氧层，而且具有高效节能的特点。
可以配备溴化锂吸收式热泵，回收利用各种低品位的余热或废热，达到节能、减排、降耗的目的。
热泵由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、节流装置、溶液泵、冷剂泵等组成；为了提高机组的热力系数还设有溶液热交换器；为了使装置能连续工作，使工质在各设备中进行循环，因而还装有屏蔽泵（溶液泵、冷剂泵）以及相应的连接管道、阀门等。
其工作过程为：蒸发器连续地产生冷效应，从低位热源吸热，吸收器和冷凝器连续地产生热效应，将热水（中温热源）加热。
热水在吸收器和冷凝器中的吸热量等于驱动热源和低位热源在热泵中的放热量之和。
1.2技术原理在热力站处安装吸收式换热机组，用于替代常规的水-水换热器，在不改变二次网供回水温度的前提下，降低一次网回水温度至25℃左右（显著低于二次网回水温度）,热网供回水温度由原来的130/60℃变为130/25℃，输送温差拉大了近一倍，由此大幅度的降低了热网投资和运行费用；在电厂热网加热首站安装吸收式热泵机组，以汽轮机的采暖蒸汽驱动回收汽轮机排汽余热，用于梯级加热一次网热水，由于热网低温回水实现了与汽轮机排汽的能级匹配，使得热泵处于极佳的制热温度和更大的升温幅度，从而使热电联产集中供热系统的能耗大幅度降低。
MVR
MVR(mechanical Vapor REcomression)蒸汽浓缩法是指利用涡轮发动机的增压原理、经特殊流体设计而组成的蒸汽机械增压式蒸馏浓缩系统的简称。
这种工艺系统，将使密闭容器内经加热生成的二次水蒸汽，在通过蒸汽压缩机时被再压缩增压至107摄氏度的高压气体。
这种增加蒸汽即可作为再生热源而循环应用于原水的继续连续蒸馏，又在循环传热的过程中使增压蒸汽本身也得以迅速冷却或冷凝，直至成为洁净纯水，同时可以在这种结净冷凝水排放的过程中利用其残热对流入的原水实施热交换.产品特点：1、节能：没有废热蒸汽排放，节能效果十分显著，相当于10效蒸发器。
2、环保：设备可以不需要生蒸汽、不要锅炉、不需要烧煤、不需要冷却水，只要有电，就可以用机械压缩式蒸发器。
从而降少了CO2,SO2的排放，减少了粉尘和固体废渣的排放，减少污染，改善我们的居住环境。
3、操作成本低:由于节能效果好，使整个蒸发器的运行成本也大大降低，只要传统蒸发器的三分之一到二分之一。
4、自动化程度高：MVR蒸发器配置我公司自主设计的自动控制系统，技术先进，质量可靠。
整个蒸发器实现在从原液加注、预热、蒸发、清洗、保养等步骤的自动化控制。
避免了人为失误，降低了人力成本，提高了产品质量。
5、占地面积小：MVR蒸发器由于采用了压缩机来循环使用二次蒸汽，提高了能效，因此比传统蒸发器紧凑。
如果将锅炉、管网和冷水塔的占用面积计算在内，MVR蒸发器就更加节省空间了。
采用机械蒸汽再压缩的原因:（1）单位能量消耗低（2）因温差低使产品的蒸发温和（3）由于常用单效使产品停留时间短（4）工艺简单，实用性强（5）部分负荷运转特性优异（6）操作成本低上蒸发设备需要注意的事项1、不是所有的水都适合上蒸发，有些水蒸发后与蒸发前是一样的，所以首先要搞清蒸发的原理；2、不是所有的水蒸完后都是纯净的不含杂质的水，蒸发完的水很可能还含有低沸点的有机类物质；3、不是所有的水用MVR都比多效或者单效有优势，有些水只能采用单效或双效，请记住蒸发的前提是保持有效的换热温差4、有很多因素影响蒸发设备的稳定运行，采用蒸发设备前一定要搞清水质的基本情况MVR工艺处理盐水世界上有问题，并非零排放国内很多皂化反应用氢氧化钙，因为便宜，但出来的水是氯化钙，处理起来是问题，导致处理成本比较高，不好回用，采用MVR出来氯化钙副产需要销售，不好卖，MVR并不能做到零排放。
热泵回收电厂余热供暖的节能技术分析
介质中贮 存的能量加 以挖掘 ，通过传热工质循环系统 提高温度进行利用，而 整个热泵装置所消耗 的功仅为
输 出功 中的一小部分，因此 ，采用热泵技术可 以节约 大量高品位能源。 （ 热泵的性能分析 二）
热 泵 的 性 能 一 般 用 制 冷 系 数 （ Ｏ ） 来 评 价 。制 ＣＰ
冷系数的定义 为由低温物体传到高温 物体的热量 与所
关键 词 ： 泵 ； 环水 ； 热 回收 ；热 电联 产 ； 泵供 热技 术 ； 热 循 余 热 制冷 系数
中图分类 号 ： Ｍ６ １ Ｔ ２
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ９ ２７ ２ １ ） １ ０４ — ３ １０ — ３ ４（ ０ １ ３ — １５ ０
随着 全球 工业化的发展 ， “ 节能 ”和 “ 环保 ” 日 益成为人类发展所关注 的焦点 。如何提 高我 国中小型
需的动力之比。通常热泵 的制冷系数为３ 左右，也 ～４ 就是说，热泵能够将 自身所需能量的３ 倍的热能从 ～４ 低温物体传送到高温物 体。因此 ，只要 电厂所在区域
位热 能含量 巨大 ，但是却只高于环境温度 Ｉ ＇ ＯＣ左右 ，
在实 际生产 中很难直接再利用 ，往往直接排放到环 境 中，不仅造成环境 的热污染 ，而且浪费能源 。如果能 将这 部分低温热 能回收利用 ，不仅解决 了热源供应不
角度而言是不经 济的。随着 南山新建宿舍小 区与学城 的建立，三年 内预计新增面积５ 万ｍ ，原有 的供暖管 Ｏ
道 已经满 负荷运 行，如果勉 强供暖 ，将会影响原供暖
住 户 的供 暖质 量 。
、
热 电联产存 在 的问题
热 电联产是指发 电厂既生产 电能 ，又利用汽轮发
蒸汽冷凝水回收方式介绍
蒸汽冷凝水回收方式介绍宋世军蒸汽冷凝水回收方式有下列三种（各有特点，不同要求的场合，可以采用不同的选用）1、开式回收方式2、无泵回收方式3、闭式回收方式一、开式回收方式：三十年前就有人搞，没有技术含量。
（回收利用率最低，造价也最低）二、无泵回收方式：有下列四种，有一定的技术含量（1、自动泵回收，2、无需用电的冷凝水回收，3、自力提升器回收，4、背压式回收）。
都需要用蒸汽做动力或利用冷凝水自身的背压，能把冷凝水送往软水箱或热力除氧器，但不能直接送往锅炉，特点是投资少，不能彻底回收。
有二次蒸汽排放，冷凝水在系统外停留待用时间长，但优于开式回收。
在电厂供汽的场合可以采用，资金少的单位也可以采用。
四种方式相比，自力提升器回收最科学，它在背压不足以把冷凝水送往目的地的前提下，才用蒸汽做动力，加入的蒸汽量，是根据输送扬程决定的，如果背压足够则不加蒸汽，如果背压不足才加蒸汽，蒸汽耗量可以自动控制，蒸汽用量最少。
三、闭式回收：闭式回收有下列三种形式（1、热泵回收。
2、压缩机回收。
3、高温闭式回收）。
热泵回收、压缩机回收是在水泵没有解决汽蚀问题前出现的产品，热泵回收可以实现二次蒸汽的回收利用，在用热设备有不同的压力，温度参数要求的场合有市场，如造纸（有温度曲线要求）；化工（有不同加热温度要求）等。
压缩机回收是用机械的技术，解决流体的问题，应用场合受影响，主要用于用热设备是单一参数的场合，如纸板线等。
高温闭式回收，可以应用不同的场合，适应性最强，稳定性最佳，回收率最高。
它是由回收主机，回收附件组成。
回收主机内带有消汽蚀装置，彻底解决了水泵汽蚀问题，能把100度—180度的冷凝水直接送往锅炉，造价也最高。
回收附件包括“减压器”“共网器”，集中疏水器，“自力提升器”，“消音器”，“汽水分离器”等。
减压器——装在用热设备末端，减压器前为供热段减压器后为回收段，供热段为高压，回收段为低压，减压器能迅速地把用热设备内的冷凝水排出，同时具有温度，PH值监控（化工才用）还具有冷凝水过滤，冷凝水应急排放功能。
浅析汽轮机乏汽余热回收技术
浅析汽轮机乏汽余热回收技术摘要：随着时代的发展和科技的进步，为减少汽轮机工作过程中产生的能耗和环境污染，特针对汽轮机乏汽余热进行了回收技术的探讨。
本文首先介绍了目前较为常见的乏汽余热回收技术，然后详细探讨了目前存在的三种汽轮机乏汽余热回收利用技术，最后对比了这三种汽轮机乏汽余热回收技术，各有优缺点，希望能对相关行业提供帮助。
关键词：汽轮机；乏汽余热；回收技术1.目前较为常见的乏汽余热回收技术目前，较为常见的乏汽余热回收技术主要有三种：（1）压缩式热泵回收循环冷却水余热，分为蒸汽喷射压缩式热泵和电动压缩式热泵；（2）吸收式热泵回收循环水余热，其适合具备蒸汽和高温热水等热源的区域；（3）低沸点工质的朗肯循环方法回收循环水余热。
2.汽轮机乏汽余热回收利用技术2.1吸收式热泵技术吸收式热泵技术是其中一种汽轮机乏汽余热回收利用技术。
溴化锂吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、热交换器、屏蔽泵和其他附件等，它以蒸汽为驱动热源，在发生器内释放热量 Qg，加热溴化锂稀溶液并产生冷剂蒸汽。
冷剂蒸汽进入冷凝器，释放冷凝热 Qc加热流经冷凝器传热管内的热水，自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。
冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内低温热源水的热量 Qe，使热源水温度降低后流出机组，冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽，进入吸收器。
被发生器浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋，吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽，并放出吸收热 Qa，加热流经吸收器传热管的热水。
热水流经吸收器、冷凝器升温后，输送给热用户。
近几年，热泵技术在电厂的应用发展非常快，主要是用于回收电厂循环水余热增加冬季供热。
既节能环保，又经济安全。
2.2低真空供热技术低真空供热技术也可以在一定程度上进行汽轮机乏汽余热的回收利用。
低真空循环水供热机组于上世纪 80 年代最早出现在我国东北地区，而后逐步发展到华北地区。
汽轮机低真空运行供热技术在理论上可以实现很高的能效，迄今为止，国内从50MW 到300MW 等级的机组都有低真空改造实施的先例，在汽轮机本体、凝汽器和系统的改造设计及工程实施方面都积累了一定的经验。
基于石化行业的吸收式热泵余热回收技术分析
基于石化行业的吸收式热泵余热回收技术分析随着经济的发展和人们生活水平的提高，石油、天然气等化石能源的需求不断增加。
而石油、天然气等化石能源的提取、加工、使用过程中会产生大量的废热，如果这些废热得不到合理的利用，就会浪费大量的能源资源，增加环境负担。
因此，如何有效地回收利用这些废热，成为了一个重要的研究方向。
基于石化行业的吸收式热泵余热回收技术，是一种有效的废热利用技术，具有很大的应用前景。
一、吸收式热泵的原理吸收式热泵是一种将低温热能转化为高温热能的技术，利用吸收剂的溶解度与温度的变化来完成热能的转化过程。
其基本工作原理为：将低温余热通过换热器传递给吸收剂，并通过吸收剂的溶解度与温度的变化来完成热能的转化；吸收剂在吸收低温余热的同时，从稀溶液转变为浓溶液，释放出吸收热；然后将浓溶液通过换热器将吸收热传递给水，将其蒸发成为蒸汽，从而达到提高温度的目的；然后将蒸汽通过冷凝器冷却，回收热能，形成冷凝水，再通过减压器降压，回到吸收器中，从而完成一次循环。
二、以石化行业为例的吸收式热泵余热回收技术石化行业中，炼油、化工、油气田等生产过程中均会产生大量的废热，这些废热是可以利用的，如油气田的热采过程中产生的大量热水，可用于生产用水、供暖等；炼油过程中产生的烟气废热，可用于蒸馏、加热以及压缩气体的预热等；化工过程中产生的废热，可用于加热反应槽、干燥器、冷却水等。
以上这些废热均可通过吸收式热泵技术进行回收利用，将其转化为高温高品质的热能，供热、供电等，从而节约能源、减少排放。
如以炼油过程中产生的烟气废热为例，采用吸收式热泵技术回收利用，可使烟气温度从180℃降至60℃以下，并再次用于蒸馏加热、压缩气体预热等，日节约能源约15000立方米。
在油气田中，采用吸收式热泵技术回收利用热水废热，可使生产用水的温度提高10℃左右，从而减少热能的浪费，提高能源的利用效率。
三、吸收式热泵余热回收技术的优点1. 废热回收利用效率高：吸收式热泵的转化效率高，可将低品质的热能转化为高温高品质的热能，且不需要额外消耗燃料等能源物质，可大量节约能源资源。
风冷热泵热回收的原理-概述说明以及解释
风冷热泵热回收的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述风冷热泵热回收技术是一种有效利用余热、节约能源的环保技术。
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，热回收技术成为了节能减排的重要途径之一。
风冷热泵热回收技术作为一种新兴的能源综合利用技术，日益受到人们的关注和重视。
风冷热泵是一种集供暖、制冷、热水供应等多功能于一体的设备，它通过从周围环境空气中吸收或排放热量来实现供热和制冷的效果。
而风冷热泵热回收技术则在此基础上进一步提高了能源的利用效率。
通过在风冷热泵系统中设置热交换装置，可以将从室外环境中吸收或排放的热量再利用起来，从而实现热能的回收和再利用。
热回收的原理是通过将从冷却过程中排放的低温热量传递给需要加热的介质，以实现能量的再利用。
对于风冷热泵系统来说，通过热回收技术可以将系统在制冷过程中产生的废热用于加热，提高了能源的利用效率，并减少了环境污染。
随着热回收技术的应用，风冷热泵不仅可以满足供暖和制冷的需求，还能够为热水供应提供可靠的能源支持。
风冷热泵热回收技术具有很高的经济效益和环境效益。
一方面，通过回收废热，可以节约能源，降低运行成本，提高能源利用效率。
另一方面，风冷热泵热回收技术也减少了燃煤、燃气等传统能源的使用，减少了对环境的污染和压力。
因此，风冷热泵热回收技术在建筑能源节约和环境保护方面具有重要意义。
本文将深入探讨风冷热泵热回收技术的基本原理、意义和作用。
希望通过对该技术的研究和分析，能够为人们更好地了解和应用风冷热泵热回收技术提供参考和指导。
同时，也为未来的研究和发展提供了一些思路和方向。
通过不断创新和改进，风冷热泵热回收技术将在能源领域发挥更大的作用，为建筑能源利用和环境保护做出更大的贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：1.2 文章结构本文将围绕风冷热泵热回收的原理展开详细的介绍和阐述。
文章将分为三个主要部分，包括引言、正文和结论。
在引言部分，我们将对风冷热泵热回收的原理进行一个概述，介绍它的基本概念和工作原理。
热电厂利用吸收式热泵提取余热供暖方案可行性研究报告
热电厂利用吸收式热泵提取余热供暖方案可行性研究报告1、提出的背景及改造的必要性1.1项目提出的背景国电江南热电有限公司位于吉林市，于2011年竣工，已试运行近一年。
装机容量330MW×2，设计供暖面积1060万平米，远期规划供暖面积1200万平米。
随着城市的快速发展，实际需要的供暖面积很快超过电厂的设计供暖能力，如继续增加供暖面积，电厂热能输出不足。
目前电厂两台冷却塔冬季散失到大气中的余热量约452MW，利用现有的供暖系统的蒸汽作为驱动能源，通过吸收式热泵技术全部回收利用，理论上最大将增加900万平米的供暖面积。
同时，由于回收了余热，减少了热损失，提高了煤炭利用率。
一方面，城市的快速发展有一个巨大的供暖缺口，另一方面，电厂冷却塔的热量白白散失掉，而目前又有成熟的技术可以将这部分余热用于供暖。
冷却塔余热用于建筑供暖，对当地政府来说，减少了锅炉容量，减少了煤炭消耗，减少了有害气体的排放，对于完成地区节能指标有巨大的帮助；对当地百姓而言，冬季能保证供暖，生活有保障，同时，减少煤炭消耗，当地大气环境会有很大的改善；对于热电厂来说，没有增加煤炭消耗的情况下，增加了供热能力，降低了运行成本。
进行余热回收利用改造，政府、百姓和电厂三方都会受益，这就是江南热电厂提出节能改造的背景。
1.2项目进行的必要性（1）随着城市的快速发展，供暖面积出现了较大的缺口，超出了原供暖设计能力。
有供热潜力的企业，有必要进行节能改造，挖掘潜力，满足城市发展的需要。
（2）热电厂冷却塔余热白白散失掉，回收后用于供暖，降低了电厂综合煤耗，增大了电厂供暖能力，减少了区域二氧化碳等有害气体及粉尘的排放等，一举多得。
（3）利用吸收式热泵提取余热供暖技术是十分成熟的技术。
（3）经实地考察和论证，江南电厂完全具备节能改造的施工条件。
（4）节能公司愿意以合同能源管理形式投资建设，无需电厂筹集资金，风险由节能公司承担。
电厂不承担风险，但参与节能收益分成。
吸收式热泵循环水余热回收方案在300MW机组的应用
吸收式热泵循环水余热回收方案在300MW机组的应用0引言随着城市建筑的不断增加，需要集中供热网为更多的建筑物供暖，但是城市的热源严重不足，而新增热源又会带来环境问题，受到各地环保部门严格控制。
热电厂循环水余热回收供热，可以实现能源的高效利用和循环利用，符合国家节能减排的大政方针，亦有利于缓解城市采暖供热用能的矛盾。
1系统现状河北邢台国泰发电公司2×300MW工程10、11号汽轮机为东方汽轮机厂生产的N-300-16.7/537/537-8型亚临界、一次中间再热、单轴双缸双排汽采暖抽汽凝汽式汽轮机。
汽机额定供汽量为：400t/h，汽机最大供汽量为：625t/h。
汽轮机厂采暖抽汽压力可在0.245MPa～0.688MPa范围调整，由高温热水网将130C°的高温热水送至各小区热力站。
本工程最大供热能力为2875GJ/h，对外供热网循环水量11957t/h，厂区热网供水干管管径为2×DN1200。
循环冷却水带走的余热量主要是汽轮机排入凝汽器的蒸汽释放的凝结热。
每台机组循环水系统配有两台流量为17640t/h循环水泵，冬季运行一台，凝汽器循环水进出口温度24/35℃。
这就意味着有大量的热量通过循环水冷却水塔直接浪费掉，同时通过冷却水塔的蒸发、风吹损失大量循环水。
2余热回收方案1）吸收式热泵基本原理（图1）吸收式热泵以低温低压饱和蒸汽作为驱动力，从低温热源（循环水）中回收低品位余热。
将蒸汽本身放热和回收余热同时传递给热网水。
蒸发器：吸热时，由冷剂泵将冷剂喷淋到蒸发器的传热管上，传热管表面的冷剂吸收管内热源水的热量而蒸发，使热源水的温度下降。
图1吸收器：通过喷淋在吸收器传热管上的吸收溶液，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸汽。
吸收冷剂时产生的吸收热被管内流动的热水带走，使传热管表面的吸收作用持续进行。
吸收冷剂蒸汽后，浓度下降的吸收液（以下称为稀溶液），由溶液泵经溶液热交换器送入发生器。
发生器：由溶液泵从吸收器送来的稀溶液，被供给发生器的蒸汽加热。
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焓值， 避免了因为 Ｔ 闪蒸汽量过大使用不了， ∞ 需要排空的
浪费现象。
该 台 热泵 设 置过 热 蒸 汽 减 温 器 ， 热 泵 及 过 热 蒸 汽 减 将
温器组 成 １ 个整 体 ， 采用脱 盐水 ， 过减 温器将 蒸汽进 行 通
第 一 作 者 简 介 ： 建 坤 ， ９ ４年 生 ， ， 北 鹿 泉 人 ， ０ ８年 毕 业 王 １８ 男 河 ２０
用高品位蒸 汽减压 过程 中的能量差 转换 为有效 能作为 热 泵的动力 ， 将二次蒸 发汽利 用热泵 增压 后 ， 入低 压蒸 汽 并 管网 ， 使蒸汽数量和 品位都 得到充 分合 理利用 ， 达到节 能
降耗 的 目的 。
图 １ 原 系 统 热 力 流 程 图
１２ 改造 后 热 力 流 程 ．
１ 热 力 流 程
１ １ 原 热 力流 程 ．
节流减压是不合理 的用能方式 ， 它使高 品位蒸 汽的有
效能贬值 ， 是用能品位的 １ 浪费。改造 后系统采用热 泵 种 供热流程 （ 见图 ２ 。在汽水分离罐 Ｔ １ ） 。 ｒ之间新设置扩 和 ０
某腈纶 厂 主要 有 ４种 压力 等级 （ ． Ｐ 、． ａ １９ Ｍ ａ １３ＭＰ 、 ０４Ｍ ａ和 ０ １Ｍ ａ 的用 汽设备 ， ． Ｐ ． Ｐ） 生产 过程 中所需蒸汽要
外购 ， 外购蒸汽有 ２ 种压力等级 （ 压力 １７Ｍ ａ ． ａ ． Ｐ ～１９ＭＰ 、
温 度 ２ ０ ℃ ～２ Ｏ ｏ ２ ４ Ｃ及 压 力 １２ ＭＰ ． ａ～１４ ＭＰ 、 度 ． ａ 温
容闪蒸罐 Ｔ ， 由 Ｔ 排 出的压力为 ０４ ａ的蒸汽冷 将 眈 ．０ＭＰ
凝水 在 内再 次 进 行 扩 容 闪蒸 ， 用 １３ＭＰ （ 度 采 ． ａ 温
６ ４ ７ Ｏ．２
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ｋ／ ｇ Ｊｋ
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４ ×１ ５ ０
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ｋ／ ｇｈ
１０ ８ ９ ７ ．６
９１ ． ８ ５ ０
表 １中，∞ Ｐ 为 汽水分离罐工作蒸汽压力 ， 为 汽
Ａｂ ｔａ ｔ ｉ ｈ ｒｄ ｃｉｎｏ ｎ ａ ｒｌ ｂ ｒｐａ ｔ ｓａ ｘ ｍｐｅ ｔａ ｏ ｄｕ ｔｂｅｈ ａ ｕ ｓｕ ｅ ｎｐａ ｅｏ ｈｏｔ ｓｒ ｃ ：Ｗ ｔ ｔｅｐｏ ｕ ｔ ｆａ ｃｙｉ ｆ ｅ ｌｎ ｎ ｅ ａ ｌ ，ｓｅ ｍ ｆ ｗ ａ ｊ ｓ ｌ ｅ ｔｐ ｍｐｉ ｓｄ ｉ ｌｃ ｆ ｒｔ ｈ ｏ ｃｉ ａ ｌ ａ ｔ —
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｅ ｅ ｇ —ａ ｉ ｇ；ｈｅ ｔｐ ｙｗ ｒ ｎ ｒｙｓｖｎ ａ ｕｍｐ；ｆａ ｈ ｖ ｐ ｒｚ ｔｏ ｌ ｓ ａ ｏ ｉａｉｎ； ｂ ｎ ｆｔ ｅｅ ｉ
０ 引言
某腈纶厂生产过 程 中各 段工艺用 汽设备 的用汽压 力
要求不同 ， 原有热力 流程 中 ， 由于低 压热力 管 网供汽量 不
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｏ ｐｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｔＰｕ ｐ ａ ｄ Ｆｌ ｓ ｄ Ｖａ ｒ Ｒ ｅ ｙ ｌ ｄ Ｄｅ ｉ ｅ ｓａ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｆＨ ａ ｍ ｎ ａ ｈｅ ｐｏ ｃ ｃ ｅ ｖ ｃ
Ｗ ＡＮＧ ｉｎ ｋ ｎ．ＺＨＡＮＧ Ｘｉｏ ｄ Ｊａ － ｕ ａ —ｉ
２０ｑ ） 力 等 级 蒸 汽 作 为 热 泵 的 工 作 蒸 汽 ， 过 热 泵 降 ２ Ｃ 压 通 低 Ｔ 汽水 分离 罐 的工 作 压 力 ， 产 生 的二 次 蒸 发 汽 增 压 将 到 ０４Ｍ ａ以上 ， 入 热 力 管 网 供 热 ， 蒸 汽 从 数 量 和 品 ． Ｐ 并 使
（ ｎｓｒ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎ ｒｔｃｉ ，Ｎ ｎｉ ｎ ｔｕｅｏ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｓ ｉｎ ｅ Ｊａ ｇ ｕ２ ０ ４ Ｍｉｉ ｙｏ ｖｒ ｍｅ ｔ ｏｅ ｔ ｎ ａ ｊ ｇ Ｉｓｉｔ ｆ ｖｒ ｍｅ ｔｌ ｃｅ ｃ ， ｉｎ ｓ １ ０ ２，Ｎ ｎｎ ， ｉ ） ｔ Ｅ ｏ Ｐ ｏ ｎ ｔ Ｅ ｏ ａ ｊ ｇ Ｃｈｎ ｉ ａ
２０ｏ 。压 力 为 ０４Ｍ ａ 汽设 备 的用 汽 量 较 大 ， 需 蒸 ３ Ｃ） ． ｐ 用 所
汽除采用高压力等级 用汽设 备排 出的蒸汽冷 凝水经 扩容
闪蒸产生的二 次蒸发汽供给外 ， 尚需采用压力 为 １３Ｍ ａ ． Ｐ 、 温度为 ２０℃的蒸汽经节流减压方法补充低压蒸 汽管 网供 ３
２ 蒸 汽流 量调 节热泵
蒸汽喷射式 热泵利用 高品位 蒸汽抽 吸低 品位 的二 次
蒸 发汽 ， 二 次蒸 发 汽增 压 至合 适 压力 一并 供 给用 汽设 将 备， 回收 了低 品位 的二 次 蒸 发 汽 ， 同时 ， 少 了 高 品 位 蒸 汽 减
值 ，Ｊｋ ； 为 Ｔ２汽水 分离罐工作压 力对应的蒸汽冷 凝 ｋ／ ｇｉ 。 Ｏ Ａ
水焓值 ， ／ ｇｒ ｋ ｋ ； 为 Ｔ２汽水分离罐工作压力对应 的蒸 汽 Ｊ ｏ Ｏ Ａ
冷凝水汽化 潜热 ，Ｊｋ ； Ｔ２ ｋ／ ｇ Ｇ 为 ０ 汽水分 离罐 排 出的蒸 汽
冷凝 水 流 量 ， ｇ ｈ ｋ／ 。
根 据生 产 运 行 统 计 数 据 ， 算 结 果 见 表 １ 计 。
热 泵 喷 嘴 的工 作 蒸 汽 压 力 不 变 ， 其 单 位 流 量 新 蒸 汽 做 功 则
能 力不 会 改 变 。
３２ 按蒸汽流量 测定计算 ．
通过蒸汽流量和减温水流量测定值进行计算 ， 蒸汽节
省量计算方法为 ，
节 省 蒸 汽 量 ＝［ 泵 供 出蒸 汽 量 （ Ｉ 热 Ｆ Ｑ一１２ ］＿［ ０） 热 泵 工 作 蒸 汽 流 量 （ Ｉ １１ ］ 减 温水 量 （ Ｉ 一 ０ ） 。 Ｆ Ｑ一 ０ ） ＿［ ＦＱ １４ ］
稳定 ， 其波动范围与 生产负荷 成线性 关 系 ， 与改造 前 的设 计数据 比较接近 。为此 ， 可采用 以热泵 出入 口蒸汽流量 和
减温水量测定值为基础数 据 ， 对照历史运 行数据计算节 汽
量及节汽率 。选取 ２ １ ０ ０年 ４月至 １ 的历史数据 ， 算 ０月 计
结果 见 表 ２ 。
表 １ 节汽 量计 算 结果
工 况
Ｐ０ ２
的用量。蒸汽喷射式热泵采用 引射式 减压 ， 不会造成蒸 汽 能量的节 流损失 ， 提高 了蒸汽有效能的利用 率… 。
单 位
ＭＰａ
ｌ
０４５ ． ２
２
０４ ５ ．２
蒸汽流量调节热泵通常称 为流量调节热泵 （ 见图 ３ ， ）
这是我们新的研 究成果 （ 专利号 ：Ｌ ０６０７５９ ） ｚ ２ ０２ ｏ３５８ 。
于 南 京 理 工 大 学热 能工 程 专 业 ， 程 师 。 工
减温 ， 使热泵 出Ｅ的压力 和温度 均满足供汽管 网的热力 参 ｌ 数要求 ， 并人供汽管网。
・
２ ・ ７
２１ 第 期 ０ 年 ５ １
ｉ－ 钍 ｉ； 【 ｜
２１ ５ ０年 月 １
图 ２ 改造 后 系统 热力 流程 图
位上都得 到 了 回收 和利用 。 同时， 由于 热泵 有效 回收 了
Ｔ 产生二次蒸 发汽 ， 大大降低了排人 Ｔ 的蒸汽冷凝水 的 ∞
汽量不足 ， 造成用汽能量品位的浪费。原热力流程见 图 １ 。
由于汽水分离 罐 Ｌ 产生 的二次 蒸发 汽 量超 过压 力
收 稿 日 期 ：０ １０ ．１ ２ １ －４ １
水分离罐工作蒸汽温度 ， 为 汽水分离罐对应蒸汽冷凝
图３ 蒸 汽 流 量 调 节 热 泵
水 焓值 ，叭 为 Ｐ
汽 水分 离 罐工 作蒸 汽 压力 ， ｔ 为 ∞
汽水
热 泵 本 身 配 置 调 节 机 构 和 喷 嘴调 节 阀 芯 等 ， 热 力 系 当
分 离罐 工作 蒸 汽温 度 ， 为 ｉ
可调 节 热 泵 适 合 于 各 种 工 艺 生 产 变 化 条 件 下 的应 用 ，
能满足各种用汽 的要求 。
热泵供热系统运行以来 ， 热泵入 口的蒸汽流量计运 行
３ 节 汽量 分析及 计算
改造后 的热力 系统投入生产运行后 ， 采用 以下方法计
算 节省 的蒸汽量 。
３ １ 按 运行 工 况计 算 ． 采 用 汽 水 分 离 罐 及 Ｔ 的 运 行 工 况 压 力 和 蒸 汽 冷
汽水 分离罐对应蒸汽冷凝
统运行工况发生变化时 ， 通过 热泵 自身调节机构 调节和改 变喷嘴通过蒸汽 的有效断面面积 。在调节过 程 中， 它不会
水焓值 ，２为 ｒ ０
汽水分离罐蒸汽冷凝水汽化潜热。
计算得平均节汽量约为 ９０ｋ／ １１０ｋ／ 。 ０ ｇ ｈ～ ０ ｇ ｈ
改变新蒸汽压力和其作功能力 ， 使其在适应各种 运行工况 变化 的调节过程 中 ， 只需调 节喷 嘴 的有 效 断面 面积 ， 通过
足 ， 能 满 足 工 艺 生 产 要 求 ， 其 必 须 将 高 品 位 蒸 汽 通 过 不 使