吸收式热泵在余热回收领域的应用

吸收式热泵余热回收领域的应用
摘要:近年来,能源短缺和环境恶化成为制约我国社会和经济发展和人民生活品质的重要因素。为了解决能源和环境问题,各国都在积极探索新的节能减排途径。如何有效地实现废热的循环,降低能耗,是目前国内外研究的一个重要课题。吸收热泵是一种通过低温度的位热源来将热能通过循环方式输送到高温度的热源,从而达到节约能源和保护环境的目的。近年来,随着其高效节能等优点的不断发展,其技术日趋成熟。
关键词:吸收式热泵;余热回收领域;应用;
肥气煤引言
热泵是以消耗一部分低品位能源为补偿,使热能从低温热源向高温热源传递的装置,由于热泵能将低温热能转换为高温热能,可增加能源的有效利用率,因此它是回收低温余热的重要途径。
1.吸收式热泵概述
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吸收式热泵是一种利用低品位热源,实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。是回收利用低温位热能的有效装置,具有节约能源、保护环境的双重作用。其主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、再生器、溶液泵等组成。当前,我国是全球经济发展中的第二大经济大国,同时也是全球第一大经济大国,节能减排降耗是当前经济发展的重中之重,而从近年来一系列的环保政策中,我们已经将环境管理放在了空前的高度,而提高能源利用率;强化废热的循环利用是节约能源、降低碳排放、保护环境的基本途径,而当前,能源的综合利用率不足40%,导致能源的大量消耗,因此,如何有效地利用能源已是一个迫切需要解决的问题。它被广泛地用于余热回收。
2.吸收式热泵工作原理
吸收热泵是利用热能作为能量的补充,将低温度下的热传递到较高的温度,是一种能够有效地利用废热进行循环利用的装置。其关键词有:1.凝结.2.蒸发.3.吸热.4.回热.5.节气门.6..溶液.7.等.
Ⅰ类溴化锂吸收式热泵以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂。本装置是水在低压状态下,较低温度就能蒸发的特点,而且溴化锂溶液对蒸发的水分有很强的吸附能力,然后利用溴
化锂溶液和水溶液不同沸点之间存在很大差异的特点而达到的。在蒸发器中,制冷剂通过吸收热源的热能蒸发成蒸气,再由吸附装置中的浓缩液吸附,浓缩的液体变为稀释剂。并将其释放的热量放入热水中,使其一次加热。由水泵将稀释液送入再生器,经高温热源将其加热,使之成为浓溶液;挥发出来的高温水蒸气与一次加热后的热水进行热交换,使其从而达到二次加热的目的,换热后凝结而成的水流入到蒸发器内,如此反复循环。
Ⅱ类吸收式热泵的蒸发器和再生器通入相对低温驱动热源水或蒸汽,通过吸收器制取更高温度的热水。冷媒水在蒸发器换热管上喷出,在高压下汽化,被浓缩的液体吸附,稀释;因为水的饱和温度比汽化的温度要高得多,所以它能通过吸热来使水温升高。稀释的水由自重流动,经过换热器与浓缩的液体进行传热,在降温后流入蓄热器。在低压再生装置中,利用热源对再生装置进行加热和再生,将其转化为浓缩的液体,然后由水泵输送到高压吸收塔中。从蓄热器排出的冷媒气通过冷却水进行冷却,保持蓄热器的低气压。如此反复循环。
3.能源现状石蜡乳液
能源是人类生产与社会发展的重要物质基础,是生产力发展的根本保证。社会的发展,既
使人们的生活水平得到改善,又使社会生产力得到发展。与此同时,人类的能源消费也在不断增加。石油、天然气、煤炭的需求与日俱增,使得传统化石能源面临着严重的资源紧缺。
3.1能源利用现状
随着我国经济的逐步发展,对能源的需求量也越来越大。根据2016年度全球能源数据,中国每年的一次能源消费量为3014亿吨,占全球能源消耗的22.9%,较2005年提高了1220亿吨,增幅达到70%左右。中国人均能耗超过美国,成为世界第一。中国的石油、天然气和煤炭等不可再生能源的消耗比美国要高出88.2%,超过美国1961.3百万吨。在一次能源消费结构中,煤的消耗量最大,石油次之,占总能耗的63.7%,18.6%。"十二五"规划提出,要大力发展低碳、低碳、安全、高效的能源系统;逐步增加非常规能源的使用比例,大力推进清洁、高效的煤炭等能源;大力发展风能、太阳能和生物质能;新的能源,如水能和地热能。因此,如何改善我国能源结构的利用现状、发展低碳、绿能源、提高能源利用率,是实现能源、经济、环境、社会可持续发展的必然选择。
目前,我国能源发展具有如下特征:
(1)总能量储量大,但人均能耗水平较低。我国是世界上最大的国家,但是因为人口众多,所以人均能耗水平远远低于世界平均水平。
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(2)与世界各国相比,我国的能源消费结构比较单一。煤炭是我国能源消费的主要来源。2015年,中国一次能源消费的构成如下:63.7%的能源消耗量、18.6%的石油、5.9%的天然气、8.5%的水力发电、1.2%的核能和2.1%的可再生能源。煤的消耗量远远超过石油等其它能源的消费,在国内的能耗中位居第一,而天然气、核电和再生资源的使用量却远远低于全球的平均消耗量。同时,从目前的发展状况来看,今后数十年,煤炭资源的结构将不会发生变化。
3.2余热资源利用现状
利用吸收热泵对冷凝废热进行了回收,从而改善了热源热容量,并在一定程度上改善了抽蒸汽的负荷;通过热泵出口的升温,可以明显地改善热源的受热性能。可以看到,传统的300 MW热水系统中,热水系统的热水温度约为15摄氏度,而提高的热量却只有12%,这说明了热源冷凝蒸汽的利用率并不高。在我国面临日益严重的能源紧缺和日益严重的环境污染问题时,节能减排、提高能源利用率已成为一种行之有效的方法。我国目前的能源消
费主要集中在工业部门,其能耗偏低,除行业结构不合理、生产工艺落后等客观原因之外,余热利用的不充分也是主要原因之一。
废热资源特性:废热资源是指在生产过程中,由一次能源和易燃物的燃烧所产生的不能再利用的热。根据产生的不同,工业余热可以分为烟气余热、废气废水余热、化学反应热;冷却介质的余热,可燃废气的余热。在这些余热资源总量中,大约有50%的高温余热烟气,20%左右的冷却介质余热,余下的30%为其他余热资源。工业余热也可以按照温度进行分类∶温度在 650℃以上的余热称为高温余热,温度在230℃~650℃的称为中温余热和 230℃以下的余热称为低温余热,其中余热能源总量的30%为低于230℃的低温余热。对于高温、中温余热蒸汽可以直接被蒸汽轮机或燃气轮机利用从而带动发电机组发电供给用户使用。
4.吸收式热泵回收余热应用
溴化锂吸收式热泵技术在回收电厂余热、提高电厂的能量利用率、减少温室气体排放等方面具有明显的优越性。以30万KW发电机组凝汽器余热回收为例;可回收凝气器余热120MW,增加供热面积约240万平,年可增加供热量152万GJ。2.年可节省标煤4.3万吨,
减少CO2排放量11.26万吨、SO2排放量365吨、NO2排放量318吨、灰渣量1.3万吨。同时,溴化锂吸收式热泵机组作为空调的冷热源,其夏季作为制冷机制冷,冬季作为热泵回收冷却循环水余热制取热量满足供热需求,对大气中的臭氧潜能 ODP (ODP)和全球温升潜力 GWP (GWP)为零。所以,吸收热泵技术不仅可以有效地利用废热,还可以优化能源结构,而且还可以促进可持续发展。
渗透系数5.结束语
采用吸收式热泵技术,回收了水泥废热发电中的无蒸汽和回转窑的废热,使其在理论上可以达到200℃左右,从而提高了热能的品位和能量利用率;这种热能具有很好的应用前景,可以用于集中供热,也可以作为低温余热锅炉的低压缸补充蒸汽,提高生产效率和获得经济效益;另外,通过循环再循环使用转炉缸体和汽轮机的无蒸汽热能,可以有效地降低汽轮机的冷源热量损耗,减少热能向周围排放的浪费;并能有效地减少废气对环境的不利影响,有利于环保。
参考文献
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[2]撒卫华.溴化锂第一类吸收式热泵的研究及应用[J].洁净与空调技术,2010(2):21-24.
[3]马万龙.水泥回转窑筒体表面余热回收利用技术研究.《大连理工大学》-2012.

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