低品位热能利用范文.docx
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低品位热能利用范文
一种利用低品位热能的蒸汽动力装置
一种利用低品位热能的蒸汽动力装置，属能量转换和蒸汽动力装置技术，本装置采用水吸收低品位热源的热能。
并让水在密封容器内蒸发，利用水蒸汽的蓄能作用，通过对蒸汽的压缩，实现低品位热能的回收、利用和品位提高。
使用本装置可方便地实现低品位热能的利用和回收，并获得十分廉价的可用能。
可广泛用于各行各业。
一种利用低品位热能的蒸汽动力装置
一种利用低品位热能的蒸汽动力装置。
由一个低品位热能转换器（２）一个内部带汽水分离的蒸发器（４）一个蒸汽压缩装置（９）一个带有发电机（１３）的膨胀涡轮机（１２）和一个带回止阀（１３）的热水出管（１１）一个热网加热器（１４）一个抽气器（１５）组成，其特征为：
－－低品位热能转换器（２）由循环泵（５）蒸发器（４）抽气器（１５）组成转换循环。
－－蒸发器（４）蒸发出口与压缩装置（９）入口连接，蒸发器是通过蒸发器的排水和补水从转换器得到热能，并维持连续蒸发。
－－蒸气压缩装置（９）与带电机（１３）的蒸汽膨胀机（１２）同轴，压缩装置出口与蒸汽膨胀机入口和出口水管相通。
－－蒸汽膨胀机（１２）出口接至蒸发器（４）入口。
或另一个本装置入口。
－－取消膨胀机（１２）时，作蒸汽生产设备。
－－取消膨胀机（１２）增加加热器（１４）本装置作热网热源设备。
张沈杰
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专利号:
申请日:
1990年8月23日
公开/公告日:
1992年3月4日
授权公告日:
申请人/专利权人:
张沈杰
国家/省市:
江苏（32）
申请人地址:
江苏省南通市西外环路南通市电力开发公司
邮编:
发明/设计人:
张沈杰
代理人:
专利代理机构:
（00000）
专利代理机构地址:
（）
专利类型:
发明
公开号:
公告日:
授权日:
20
公告号:
优先权:
审批历史:
1993年8月18日视撤日
附图数:
2
页数:
3
权利要求项数:
9
吸收式热泵与热泵供热系统应用
案例研究目的
通过对吸收式热泵与热泵供热系统的监测、研究，着重从技术理论、实际应用、市场发展潜力及经济效益等方面进行分析，验证其节能、环保效果，综合评价该项技术应用的可行性和必要性。
项目总投资
该项目总投资786万元。
节能效果
一个采暖期（120天）可节约原油1538吨，节电64320kWh，节约软化水2123吨，节约费用为259.12万元，并可减排二氧化碳约1306.2吨（以碳计）。
投资回收期
项目投资可在3个采暖期内收回。
适用对象
吸收式热泵与热泵供热系统技术具有高效、节能、经济、可靠的特性，适用于石油、炼化、电力、冶金等行业，和其他具有较为丰富余热资源的行业，用于冬季采暖、生活热水供应和介质的初始加热等。
案例源单位
胜利石油管理局胜南社区管理中心
监测单位
山东省能源利用监测中心
案例研究概述
胜利油田胜南社区管理中心乐安供热站位于山东省东营市广饶县石村镇，负责为现河采油厂热采三矿、四矿和作业二大队等单位的办公和生活区供暖，总面积11万平方米。
原锅炉房供热系统配备有2台10t/h燃油热水锅炉、1台4t/h燃油蒸汽锅炉和1台2t/h燃油蒸汽锅炉。
一个采暖期（120天）仅原油消耗就达2658吨，成本费为438.57万元。
为降低供暖成本，减少原油消耗，经考察，距锅炉房东南方向4.5公里处是现河采油厂污水处理站，每日向小清河外排热污水8000m3，污水温度约为60℃左右，这些废水余热可以用于采暖。
乐安污水余热利用项目即采用吸收式热泵技术，利用蒸汽做为驱动源吸收污水的热量，以达到供暖的目的。
改造方案是在原锅炉房内安装2台溴化锂吸收式热泵机组、一台10t/h燃油蒸汽锅炉
和一台清水循环泵，取代原供热系统。
并且在锅炉房以东1.5公里处新建一座换热站，将污水换热，为热泵系统提供循环热水。
热泵在蒸汽的驱动下，吸收循环热水中的热量，制取75℃的采暖热水，实现供暖。
技术原理和特性
吸收式热泵技术与热泵供热系统是利用企业生产过程中的余热资源提高系统cop的新型加热系统。
该热泵机组以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，回收利用低温热源（废热水）的热能，制取所需的工艺或采暖用高温热水，是以利用余热为前提的节能、制热装置。
热泵系统由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、屏蔽泵及管道、阀门等组成。
主要技术性能指标：
1机组cop=1.84；
2系统cop=1.82；
3出水温度视工艺要求而定，一般小于100℃。
项目监测情况
自2001年11月15日此项目试运，停运热水锅炉以来，热泵运行比较平稳，基本达到了设计参数，满足供暖要求（室内温度均在18℃以上）。
热泵供热系统运行前后供暖情况比较如表1：
运行参数与设计参数对比如表2所示：
节能量的测量和验证方法
1．供暖前、后期室外温度在0℃以上天气约40天左右，这段时间直接利用污水换热采暖，热泵系统不运行；
2．采暖中期约80天的时间利用热泵供暖。
改造前、后一个采暖期（120天）内具体运行和消耗情况见表3。
3节能量的测算方法：
节油量是根据改造前后原油的实际消耗量统计得出；
节电量是根据改造前后用电设备额定容量的变化，在同一个时间内的消耗量计算得出；节水量是根据改造前后用于加热原油的软化水量计算得出。
项目节能效益及环境效益
节油：
节油总量=改造前原油消耗总量-改造后原油消耗总量=2658-1120=1538（吨）；节油效益=节约原油量×市场原油价格=1538×1650/10000=253.77（万元）
节电：
节电总量=改造前耗电总量-改造后耗电总量=-=64320（kWh）；节电效益=节电总量×企业用电价格=64320×0.6/10000=3.86（万元）
节水：
节水总量=改造前加热原油消耗的软化水总量-改造后加热原油消耗的软化水总量=3456-1333=2123（吨）；节水效益=节水总量×软水价格=2123×7元/吨=1.49（万元）合计：
253.77+3.86+1.49=259.12（万元）
节能效益：
该项目可在一个采暖期（120天）内节省259.12万元。
环境效益：
一个采暖期（120天）节约原油1538吨，可减排二氧化碳约1287.6吨（以碳计）。
节电64320kWh，可减排二氧化碳约18.60吨（以碳计）。
合计减排二氧化碳约1306.2吨（以碳计）。
项目投资回收期
此项目新增钛管式换热器4组，溴化锂吸收式热泵机组2台，新增10t/h蒸汽锅炉1台，清水循环泵2台，铺设1.5公里Ф325管线等，项目投资689.5万元人民币，其他投资96.5万元，合计总投资786万元。
投资回收期=投资总额/一个采暖期总的节约效益=786/259.12=3.03（采暖期）
未来市场潜力
我国目前最大的大庆油田，近年原油产量大约5300万吨，胜利油田年生产原油也在2600万吨。
仅胜利油田采油伴生的污水量达80万吨/天，温度多在55--60℃之间。
利用吸收式热泵技术，将污水温度降低到25-30℃（同时需要投入相应的驱动热），可产生75℃的热水，每年提取的热量折合燃油可达105万吨，节能潜力巨大。
大庆、辽河、南阳等油田的余热资源均可采用该技术进行采暖和原油加热，同样可取得很好的节能、环保效果。
石化、冶金、电力等企业生产过程中都有相当数量的余热没能有效利用。
利用吸收式热泵技术，也能够实现能量的综合利用。
案例源单位评价
吸收式热泵及热泵供热系统在胜利石油管理局胜南社区管理中心的应用中取得了良好的效果。
目前扩大
到十几个单位使用，冬季采暖替代了大量的原油消耗。
经过两年的使用我们总结出了以下几个方面的特点：
1在不改变用户终端散热设备的前提下，可以替代原有供暖设备。
改变了能源的消费结构，可以节省大量的原油；
2污水余热充分利用，单机负荷大，采暖成本低，节能效益十分显著，投资回收期短，而且减少了环境污染；
3采暖前、后期，由于室内温度要求较低，仅利用污水换热的温度就可满足供暖要求，为此可提前或延长供暖时间，改善居民的生活条件；
4吸收式热泵技术成熟，设备运行可靠，维护量很小，可大大降低劳动强度和维护费用。
该项技术在胜利油田乃至全国都是一项新生事物，具有广泛应用前景。
它的应用成功将对石油、炼化、电力、冶金等行业改变燃料结构、促进余热资源的有效利用，起到积极的作用。
该项技术的推广将会为企业及社会带来良好的经济和环境效益。
所有废弃物在综合利用中“变废为宝”
来源：
新华网作者：
霍峰 频道：
华中 发布时间：
2008-08-19
如果不是到企业的车间、生产线去亲眼目睹，你无法想像到海晶化工会如此巧妙地把“变废为宝”设计得几乎滴水不漏。
你更是无法想像，依靠这些废弃物的利用，企业一年节支超过3000万元。
化工是一个资源消耗型行业。
随着竞争的日趋激烈和环保要求的提高，海晶化工决策层深刻地意识到：
企业要保持长期持续稳定发展，必须发展循环经济，实现清洁生产。
2002年以来，在上级主管部门的指导下，海晶化工将发展循环经济和清洁生产作为重要工作来抓，精打细算，围绕生产过程产生的“废水”、“废气”、“废渣”、“废热”的综合利用大作文章，在满足环保要求的同时，最大程度地降低成本，为企业创造了新的利润空间。
现在，海晶凡是能够观察到的废弃物基本上都得到了综合利用。
精心设计的全方位循环利用
在企业产生的废弃物循环利用方面，海晶化工可谓“用心良苦”，他们通过广泛的技术革新和提高设备的利用率，实现了厂区废水、废气、废渣、废热的充分“回用”，有效地降低能耗、节约成本，实现了污染源最大程度的减量排放。
先说水的“回流”
在这篇“大文章”中，海晶化工有五个精彩的“章节”：
一是通过技术改造，将反渗透无离子水装置产生的浓水全部回收利用，改造后每天可节水1500吨左右，年节支近80万元。
二是通过对聚氯乙烯干燥、隔膜蒸发、氯化聚乙烯干燥三个工序进行技术改革，使其产生的蒸汽冷凝水得到二次利用，从而降低了蒸汽消耗和水耗，年节支达60万元。
三是将聚氯乙烯厂聚合离心母液水过滤回收树脂后，用于替代自来水的补充用水和聚合釜的冲洗、汽提塔顶喷淋、换热器、泵清洗等用水，减少了无离子水消耗。
经测算，每年可节约自来水18万吨、节约无离子水4万吨，节支近60万元。
四是将电石泥压滤水、乙炔清净处理产生的废水和冷却塔废水全部送到乙炔发生器替代自来水作为生产和冷却用水；仅此一项，每年可节水100万吨左右，节支200万元以上。
五是通过增加设施和自动控制装置，将反洗水经净化沉降后回收利用，每天可节约循环水系统自来水补充量约157吨，每年可节支162万元。
通过上述这一道道花钱不多但收效显著的“截流”关口，目前海晶化工各生产环节产生的废水基本上得到了最大程度的利用。
其次是废气“回收”
海晶化工生产过程中产生的各类废气回收后，或被重复利用，或被吸收剂吸收后变成产品销售，既减少了对环境的污染，又降低了原料消耗和产品成本。
其中比较精彩的设计有四个：
一是建设事故氯处理装置，将突然停电氯气倒压等引起的事故跑氯和液氯工序开停车排气时的氯气，全部回收，生成次氯酸钠，既杜绝了氯气外溢，又为企业增加了一个创收的氯产品。
二是通过实施活性炭吸附和正压解吸改造项目，使精馏系统产生的尾气处理合格后排空，有效回收氯乙烯，加上目前正在进行的精馏尾气处理系统新工艺改造，尾气中氯乙烯和乙炔99％将得到回收。
按现有产能，每年可降低聚氯乙烯制造成本220万元。
三是通过改造汽提系统和密闭进料工艺，在提高聚合釜产能的同时，减少了微量氯乙烯的排放和损失，每年可降低聚氯乙烯成本360万元。
四是采用二氯化铁溶液吸收三氯化铁尾气的办法，回收三氯化铁尾气，彻底解决了氯气外溢造成的环境污染。
再来说说废渣“回用”
海晶化工通过建设盐泥压滤项目，充分回收利用固体废弃物盐泥中的有效盐分，彻底杜绝了盐泥外排，在保护环境的同时，每年可节约原盐6000多吨，节水3万多吨，降低烧碱制造成本约290万元。
同时他们对另一固体废弃物电石泥渣进行了压滤改造，将其广泛应用于制砖、替代石灰石制纯碱、锅炉脱硫等方面，不仅解决了电石泥渣排放造成的环境污染，而且实现了“变废为宝”。
最后来说说废热的“回供”
为了不让企业生产过程中产生的热能白白流失，海晶化工加大了对废热的利用：
一是综合利用氯乙烯合成反应产生的热能取暖、制冷或给原水加热，每年可节约电费开支72万元，节约蒸汽约1.5万吨，降低无离子水制造成本115.2万元，热水取暖、制冷效益220万元。
二是利用氯化聚乙烯反应产生的热能对气流干燥塔空气进行预热，每吨氯化聚乙烯生产由此降低蒸汽消耗0.35吨，每年降低成本约58万元。
谋求利“废”效益最大化
记者在采访中了解到，与许多企业单纯的修旧利废不同，海晶化工真正把工业废物当作“放错了地方的资源”，通过技术革新和工艺研发，将原来的简单利用转化为高级利用，最大限度地提高其使用价值，节约资源，从而实现企业利“废”效益的最大化。
——改造氯乙烯水洗密闭循环和解吸工艺。
氯乙烯合成工段的水碱洗工序每天产生废酸30立方米。
2000年，海晶化工对这些废酸进行水洗密闭循环系统改造，副产30％盐酸出售。
2005年，又进行了盐酸解吸项目的改造，将这些废酸中的氯化氢进行回收，重新送回装置作为合成氯乙烯的原料。
该项目运行后，不仅杜绝了酸性废水的排放和废酸夹带的氯乙烯的浪费，而且可以有效回收其中的氯化氢，每年可节支236万元。
——电石泥、粉煤灰实现多种途径的综合利用。
目前，海晶化工的电石泥除了与粉煤灰一起作为制砖主要原料和用作锅炉脱硫剂外，还提供给纯碱企业用作纯碱生产的主要原料，均取得了良好的经济效益和环保效益。
仅制砖一项年可创效700多万元，同时年可节约66亩土地和4080吨煤（与同等数量粘土砖的资源消耗比较），减少排放空气污染物近200吨；采用电石泥脱硫后每年可减少二氧化硫排放900吨；用于纯碱生产，不仅可以彻底解决电石泥的污染问题，而且每年可为纯碱制造企业节约资金700多万元。
据了解，海晶化工通过技术革新实现的节能降耗，等于一年多创收了3000多万元。
这是一个非常了不起的数字。
也正是由于推行了循环经济，使资源得到最大程度的利用，尽可能地降低生产成本，才使海晶化工在原材料不断涨价而产品降价的情况下仍保持了经济效益的稳定增长。
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