热泵技术和热回收技术的实际应用、设计、工程管理及调试.ppt

课程介绍 课程介绍 课程负责人陈雷田性 别男 课程内容： 结合实际项目，传授热泵技术和热回收技术的实际应 用、设计、工程管理及调试。 授课老师：徐新恒、季曙明等 课程介绍 课程安排 集中授课2013年34月； 项目实践2013年56月； 课程网站2013年5月底完成； 总学时讲授课时实践环节课时 401228 课程介绍 课程介绍 热泵技术是对逆卡诺循环在制冷空调的基础上的一个升级应用 ，极大的提升了冷冻设备使用的效率和范围，不仅能够满足冷热同 时的利用，还能够解决有低品位热源场合的热水应用。而且，随着 技术的发展，热泵的应用范围和形式更加丰富。 余热回收是提高热源使用效率的有效途径之一，在民用锅炉， 工业烘箱，熔炼炉甚至一般的空调上都有较好的发展空间。 本课程针对热泵和热回收技术的实际应用展开原理、应用、形 式、设计方法、控制形式、工程管理和项目的监测和总结进行等系 列学习。 课程介绍 考核方法 开卷考试（70%） 独立动手能力评价（30%） 一、能源现状 当前发达国家建筑能耗占其国内总能耗的30%40%，而 我国目前建筑能耗也达到了全国总能耗的27%左右，并且呈持 续增长的趋势。按照发达国家建筑能耗增长的历程来看，我国 目前正处在建筑能耗高速增长的时期。建筑能耗中的暖通空调 能耗占50%60%另外，建筑热水供应能耗（15%以上）也在 建筑能源消耗中占有较大比例。随着经济的，高速发展，可以 预见我国建筑能耗，特别是暖通空调及卫生热水能耗所构成的 建筑冷热源能耗占国内总能耗的比重会越来越大。 一、能源现状 2009年5月1日起施行的新的特种设备安全监察条例增 加了对特种设备节能减排的要求，这就需要特种设备用户把节 能减排工作作为一项重要的工作任务来抓。 我国大概有50多万台工业锅炉，主要使用的是燃煤锅炉， 共计消耗4.4亿吨标准煤，占整个国家能源消耗的19.8%（2009 年数据）。 而工业锅炉能耗高、污染高的主要原因之一就是锅炉的烟气 排放，锅炉排烟问题一方面在于烟气污染物的直接污染,另一方 面就是过高的排烟温度。 一、能源现状 由于目前能源需求日益增大，能源不足这一矛盾日益尖锐。 我国从1993年开始成为能源净进口国，能源的短缺严重影响了 我国经济的发展。与此同时，我国目前能源利用率较低，还不 到日本能源利用率的一半，因此研究新型的节能技术具有重要 意义。若能够全面提高我国目前各能源系统的利用效率，特别 是占能源消耗大头的工业生产动力系统能源使用效率，作用将 是巨大的。 二、热回收概念 余热资源概念： 指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回收利用的那 部分能量。余热资源的利用不仅决定于能量本身的品位，还决 定于生产发展情况和科学技术水平，也就是说，利用这些能量 在技术上应是可行的，在经济上也必须是合理的。 二、热回收概念 按余热资源的来源不同可划分为如下六类： 高温烟气的余热； 高温产品和炉渣的余热； 冷却介质的余热； 可燃废气、废液和废料的余热； 废汽、废水余热； 化学反应余热。 二、热回收概念 按温度划分为如下三类： 高温余热，指温度高于500的余热资源； 中温余热，温度在200500之间的余热资源。 低温余热，温度低于200烟气及低于100的液体属于 低温余热资源。 三、热回收的实质 锅炉能量流程 三、热回收的实质 锅炉热平衡 锅炉的输入热量锅炉的输出热量+各项热损失能量守恒定律 锅炉外部输入的热量 锅炉有效利用热量 排烟热损失 气体不完全燃烧热损失 固体不完全燃烧热损失 散热损失 灰渣物理热损失 三、热回收的实质 热回收实质 提高能源有效利用率。 四、热回收原则及应注意问题 余热的回收利用方法，随余热资源的不同而各不相同。余热 利用的方法总体可分为热回收和动力回收两大类。通常进行回 收余热的原则如下。 对于排出高温烟气的各种热设备，其余热应优先由本 设备或本系统加以利用。 在余热余能无法回收用于加热设备本身，或用后仍有 部分可回收时，应用来生产蒸汽或热水，以及产生动力等。 四、热回收原则及应注意问题 要根据余热的种类，排出的情况，介质温度，数量及利用的 可能性，进行企业综合热效率及经济可行性分析，决定设置 余热回收利用设备的类型及规模。 应对必须回收余热的冷凝水，高、低温液体，固态高温物体 ，可燃物和具有余压的气体、液体等的温度、数量和范围制 定利用的具体管理标准。 四、热回收原则及应注意问题 在余热回收利用中，需特别考虑下述几个方面。 余热回收利用中，企业的注意力首先要放在提高现有设备的 效率上，尽量减少能量损失，决不要把回收余热建立在大量 浪费能源的基础之上。 余热资源很多，不是全部都可以回收利用，余热回收本身也 还有个损失问题。在目前的技术和经济条件下，一部分是应 该而且可以利用的，另一部分目前还难以利用，或利用起来 不合算。 四、热回收原则及应注意问题 余热的用途从工艺角度来看基本上有两类：一类是用于工艺 设备本身；另一类是用于其它工艺设备。通常把余热用于生 产工艺本身比较合适。这一方面回收措施往往比较简单，投 资较少；另一方面，在余热供需之间便于协调和平衡，容易 稳定运行。若把余热回收后利用到其它工艺设备上，而它又 是不易或不能储存的，余热的回收与利用一定要很好配合， 否则相互牵扯难以发挥效果。这是因为，余热的多少随余能 发生设备的运行条件而变化，余热供应一般不太稳定；发生 能量需求变化时，余热发生设备不能随之变化，即余热回收 与利用无法保持同步。 五、热回收的意义 宏观：节能减排，响应政府号召； 微观：减少企业能源消耗 降低生产成本，提高企业竞争力； 获得国家和地方政府节能减排政策奖励； 六、常用余热回收应用 余热 高温热水或蒸汽 制冷 712oc 采暖 5060oc 生活热水 40oc 采暖 5060oc 除湿 六、常用余热回收应用 高温段1000oc以 上 中温段 300500oc 环境温度 电能、高温热源 驱动热泵（制冷、采暖） 驱动吸收式制冷机（制冷、采暖） 除 湿 生活热水、采暖 排 放 低温段 200oc左右 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 疏 水 阀 锅 炉 热 量 给 水 泵 控 制 阀 蒸 汽 8 bar g 机 械 泵 90 冷 凝 水 90 给 水 箱 feedtank 设 备 集 水 箱 为 什 么 回 收 冷 凝 水? 冷 凝 水 是 极 有 价 值 的 资 源. 其 所 含 有 的 高 热 量 是 回 收 的 最 佳 理 由. 冷 凝 水 是 经 过 水 处 理, 回 收 冷 凝 水 可 以 降 低 水 处 理 费 用. 减 少 锅 炉 排 污. 可 以 避 免 冷 凝 水 排 放 的 巨 大 费 用. 减 少 补 充 给 锅 炉 的 水, 降 低 水 费 用. 总 的 效 果: 可 以 节 约 20% 以 上 的 燃 料. 回 收 冷 凝 水 的 节 约 n( 一) 燃 料 费 用 n 冷 凝 水 回 收 温 度 为90 oc n 补 给 冷 水 温 度 为10 oc n 温 度 差 80 oc n 升 高 1 kg 的 补 给 水 至 90 oc, 所 需 能 量 为, n 1 x 80 x 4.1868 = 335 kj n 如 果 蒸 汽 负 载 为1000kg/hr n 335 x 1000 335,000 kj/hr n 工 厂 运 行 24 小 时/ 天, 300 天/ 年, 则 加 热 补 给 水 所 需 能 量 为： n 335000 x 24 x 300 = 2,412,000,000 kj n1 升 燃 油 的 热 量 为 41,100kj, 锅 炉 效 率 为 90, 则 需 要 燃 油： 2,412,000,000 / ( 41100 x 0.9) =65206 升 n 总 的 燃 油 费 用 为8 x 65206 =521654 元 回 收 冷 凝 水 的 节 约 n( 二) 水 的 费 用 n 水8400 吨/ 年 n 如 果 每 吨 水 费 用 为 2.5 元 n 总 计 8400 x 2.5 = 21000 元 n n( 三) 水 处 理 费 n 每 吨 水 处 理 费 为 2.5 元 n 总 计 2.5 x 8400 = 21000 元 回 收 冷 凝 水 的 节 约 总 节 约 燃 料 +水 + 水 处 理= 521654 +21000 +21000 = 563654元 还 有 其 它. 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 过热段过冷段饱和段 p h t1 t2 p1q1 q2p2 部分热回收与全热回收 六、常用余热回收应用 六、常用余热回收应用 天然气 ng 制冷cooling 制热 heating 天然气 ng 电力 electricity 1200kw 余热直燃机 exhaust heat dfa g3508 内燃发电机 g3512 generator 462烟气smoke99 缸套水jacket wate