桂林莱茵生物余热回收与循环泵变频初步技术方案

1、Smart Heat睿能源智系统技术（北京）有限公司桂林莱茵生物余热回收与循环泵变频初步技术方案高温热泵、普通热泵余热回收循环冷却水泵变频调速1 .睿能集团、睿能源智概况SmartHeat是专业提供高品质能源设备、技术及解决方案的全球领先企业。 2009年1月睿能集团在美国纽约纳斯达克成功转板上市（股票代码为HEAT。SmartHeat拥有先进的研发中心和卓越的服务体系，目前在亚洲和欧洲已有 7个生产基地。主要产品为全系列板式换热器、管式换热器、换热机组、热泵、 热量表及检定装置等，业务涉及电力、冶金、石油化工、食品、制药、船舶、造 纸、暖通空调等多个工业领域及民用领域。SmartHeat系列

2、换热机组，以其先进的设计技术、精良的制造工艺，博得客 户赞誉。公司应国家建设部邀请成为现行板式换热器机组CJ/T191-2004行业标准参编单位，2007年成为板式换热器机组国家标准主编单位，亦是城镇供 热管网设计规范的参编单位。SmartHeat拥有中国最大的螺旋板式换热器制造基地和D级压力容器的设计和制造资质。在中国应用的面积最大和直径最大的螺旋板式换热器就诞生在 SmartHeat.oSmartHeat在热泵领域拥有20年的经验，集研发、技术、产品制造于一体， 为各国客户提供高品质的热泵产品与服务。睿能源智系统技术（北京）有限公司为睿能集团下属子公司，承担SmartHeat 业务领域内的

3、系统设计、安装调试、售后服务、技术支持、系统集成等工程与相 关服务。SmartHeat睿能源智系统技术（北京）有限公司2 .基本节能潜力分析生物质蒸汽锅炉3台，均为链条炉，额定蒸发量15t/h,燃料为生物质燃料， 燃料成本约500-700元/吨。其鼓风机、引风机未配备变频调速装置、全年 24小 时运行，排烟温度150-200摄氏度。生产车间配备的空调系统全部采用麦克威尔 VRV多联机空调，室内新风机 组配有新风净化系统，室内新风与排风未配置热交换设施，此为节能潜力。3台冷却塔，3台冷却循环泵，单台额定功率22kW,节流定速运行，可实施 变频改造。生产工艺部分蒸汽加热环节，末端需电加热补热，电加

4、热装置额定功率 110kW,可实现部分余热回收利用。全厂应用蒸汽作为载能工质用于物料蒸发、烘干等生产工艺，具部分工艺段 所排放的高温废水或蒸汽冷凝水，其余回收利用潜力较大。SSmartHeat睿能源智系统技术（北京）有限公司3 .浓缩机组应用高温热泵实现余热回收3.1现有工艺流程现有高温浓缩（散蒸）系统示意图由上图可见，该减压浓缩机组是以低压饱和蒸汽作为能源， 通过不传质换热 的方式加热装置中的物料以实现其蒸发浓缩，其有效蒸发段温度一般在 90C, 而废水排放温度则在90 c以上。3.2高温热泵的应用（热水型）需水出净水区AA-I |好消工作原理Smart Heat睿能源智系统技术(北京)有限

5、公司(1)压缩过程：低温低压的制冷剂气体被压缩机压缩成高温高压的气体。 此时压缩机所做的功转化成制冷剂气体的内能，使之温度升高、压力增高， 热力 学上称为绝热过程。(2)冷凝过程：从压缩机出来的高温高压的制冷剂气体，流经冷凝器，利 用风或水不断的向外界放热，凝结成了中温高压制冷剂液体。液化时制冷剂温度降低但压力不变，在热力学上称之为等压过程。(3)节流过程：从冷凝器出来的中温高压的制冷剂液体，经过节流装置的 节流，变成了低温低压制冷剂液体。在热力学上则称为等始过程。(4)蒸发过程：从过节流装置出来的低温低压的制冷剂液体，流经蒸发器 , 用风或水不断的向室内吸热，蒸发成了低温低压的制冷剂气体。

6、吸收的热量变成 了制冷剂的潜热，虽然温度上升不大，但内能增加很多。由于压力变化不大，在 热力学上称为等压过程。3.2高温热泵的应用(蒸汽型)经换热后的软化水作为载能工质送至高温水源蒸汽发生器，以此作为热源驱动高温水源蒸汽发生器，吸收高温水源侧热能并将其转移至蒸汽发生侧产出低压 饱和蒸汽。如此采用中温废热能驱动，使用低温的冷却水的条件下，吸收中温热源热量， 提供高温的生产工艺用热源。根据冷却水的温度和工况的不同， 获得热源的温度 比废热出口温度高2550c的热水或蒸汽。Smart Heat睿能源智系统技术（北京）有限公司高温然水as 茬;ts主器才林俄一 卜一 世喧时匕TFE:发生过程热循环过程

7、示意图系统工艺流程概况图3.4 高温热水型蒸汽发生器技术原理如上图所示，在发生器 G中,部分易挥发组分（TFE破蒸发出来（物流1）,蒸汽发生器结构原理图它在热交换器HXC中预冷后（物流14）流人冷凝器C,在C中被冷凝；冷凝液（物 流4）被泵P通过HXC打人蒸发器E,在E中被蒸发；蒸气（物流8）流人吸收器A 且未蒸发液体（物流7）回流到发生器G;离开发生器G的稀溶液（物流3）被泵P通 过预热器HXS打人吸收器A,在吸收器A中吸收来自蒸发器E的蒸气，此过程 的热量在高温下被释放；浓溶液（物流12）在HXS中被预冷，经减压阀减压后再次 进人发生器G,开始新一轮循环。通过以上循环，加人到蒸发器和发生器

8、中的工业余热一部分通过吸收器以高温热 Q （温度为f。）的形式释放出来，另一部分热 Q （温度 为t ）通过冷凝器直接排放到环境中。本技术方案为应用高温热水生产低压饱和蒸汽，与普通澳化锂吸收式热转换 器不同的是，为避免来自于发生器微量的吸收剂E181在蒸发器中累积而破坏系统 的平衡，在蒸发器上必须有一股通向发生器的回流 （物流7）。3.5 不同工况参数条件下高压区压力 P （即蒸发器或吸收器压力）对系统参数影响当tg=te=100C, tc=30C,热交换器效率=0. 8时，在不同的输出温度（t a=130C、 140C、150c ）下，各参数随R的变化曲线如下：0,50.4k0,3 F0.2

9、0.100100200300Ph/kPa不同右下R而Am随热的变化曲线上图是R ZW勺变化曲线.当t a一定时，Ph（即为吸收器中的压力）增加，则 吸收器出口浓度增加，而发生器压力Pl由冷凝温度tc决定，tc不变，相应的Pl也不 变，又由于tg也不变，因此发生器出口溶液浓度X3也为定值.所以 W=（WW）随 Ph的增加而增加，R随4W勺增加而减小.而当Ph 一定时，t a增加会导致吸收器出 口溶液浓度W2降低，即 WH氐，而R勺变化趋势与 Wf反。SSmartHeat睿能源智系统技术（北京）有限公司4.关键设备一一高温热水型蒸汽发生器（睿能集团非标产品）J "JC3C 1002003

10、00pn/lP3不同.下COP打/随九的变化电垛070.60.55 0.40.30.20J%012014C160180不同右下弓和COP弱匕的变化南埃. v100120140150160M工不同匕下K和COP随。的变化曲技0.70.605口 40 30.20.10 1CC 200300肉/kPa不同J下歹随加的变化的城不同怏热器效率?下山对尸的彩哺20100200D11002 115040不同0OCO3下K和下s下储121 0 O.fl 0.6 04 020100200300fh/kPa不同k下COP和/陶丸的变化曲叁0100200300K /kPa不同，下/，叫和工T随的变化苣故Smart

11、Heat睿能源智系统技术(北京)有限公司高温热水源蒸汽发生器主要技术性能指标，如上图所示：(1)高压区压力Ph以其蒸发温度下的TFE勺饱和蒸气压为其变化上限值，当 R 接近其上限值时，蒸发器回流比f迅速增加，性能系数、系统热效率迅速降低.因 此，高压区的压力应取在使设备热效率、系统热效率变化平缓的操作范围内. 在 其他操作条件一定的情况下，t g=t c越大，Ph的可操作范围越宽。(2)在其他操作条件一定的情况下，冷凝温度tc越小，R值也越小，设备热效 率、系统热效率愈高。(3)随着吸收温度ta的增加，设备热效率逐渐降低，系统热效率开始升高， 而后逐渐降低.吸收器温度愈高，Ph的操作范围愈窄。

12、(4)回流比f是影响系统性能的一个重要可调参数.在发生温度 tg一定时，f 越大，Ph越大，蒸发器回流液X也越高，蒸发器出口蒸气量减少，设备热效率、 系统热效率愈低；适宜的f值在0.05左右。(5)溶液循环倍率双影响系统性能的另一个重要可调参数.循环倍率愈大， 放气范围 Xt小，适宜的R值在10左右。(6)根据本工程基础技术参数，与卤水换热后的载能工质中介水温度在 95-97 C,高温水源蒸汽发生器的整体系统热效率不高于 50%,产出低压饱和蒸 汽压力等级不高于0.3MPa,温度不高于150C,系统耗电量约产出热量的10%。SmartHeat睿能源智系统技术（北京）有限公司5.关键设备耐腐蚀、

13、防结结、高效率换热器5.1 待选装备一，宽间隙板式热效换器该种换热器的板片与板片之间不发生任何接触，板片间隔达5mm可以用于含 大粒子的浆状流体和含纤维的流体， 不发生阻滞现象，无需拆卸就可进行维护和 清洗。应用范围：当应用于液体含有固体颗粒、纤维或高粘性产品等，如造纸工业、 污水处理厂、制糖业、果汁生产和以粮食为原料的乙醇生产，热回收系统和许多 其他特殊工况时（如高酸碱度、高腐蚀性、易结垢等），宽间隙板式热交换器具 有显著优势，而普通的板式换热器通常会出现堵塞现象5.1待选装备二，板壳式热效换器特点传热性能极佳；板片材料坚固；专利设计的悬挂系统确保板片在正确安装下长年使用维护清洗便利工作范围

14、：工作温度：-25 C-180C,设计压力：3.0Mpa板壳式热交换器是板式热交换器与管式热交换器有机结合的产物。板壳式热交换器由两部分组成：内部焊接板束和外部壳体。内部结构是由一组金属圆形波 纹换热板片，逐一间隔组焊形成换热通道， 形成焊接板束，外部壳体是按照压力 容器设计并制造的圆形壳体。内部焊好的板束放入到外部圆桶形壳体内， 形成热 交换器的本体结构。造型基于圆形设计的板壳式热交换器在承受高温高压能力方 面较方形的结构强，无应力死角。板壳式热交换器兼具板式热交换器传热效率高、 结构紧凑、重量轻的优点以及管式热交换器耐高温高压、密封性能好、安全可靠 的特点，其传热效率是管式热交换器的2-5

15、倍，完成相同的传热要求，其占地面 积可节省70%设备成本可节省40%；上。 板壳式热交换器以其绝对的优势逐渐 取代传统的管式热交换器，它可用于液-液，气-液，气-气等换热过程。可用作 热交换器、加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、冷凝蒸发器等。适应性强，板壳式热交换器配合不同的拆 装结构、不同的流动方向、不同的板间距以及 灵活多变的组合形式，可以满足不同工况的 工艺要求。激光焊接板束，采用激光焊接板束，所有 的板片对全部经过氮测漏检验。激光焊与普通 的TIG焊接比较，具有连接处截面积更大、热 影响区更小和材料的晶向改变最小化的特点。 板片受力均匀，有效防止局部应力破坏，使板 束具有较高的安全防泄漏

16、能力，能够承受更高 的温度。传热效率高，板壳式热交换器有逆流、交 叉流、顺流三种流动方式，流道内形成湍流， 获得更高传热系数和更低阻力。低污垢，板壳式热交换器具有出色的自清洗能力， 由于传热板的波纹不断地 改变流体的流速和流动方向，同时形成湍流，使得设备内部和传热板表面减少污 垢的产生，拆装方便，易于维护。5.3换热装置技术先进性5.3.1 压力容器规范与行业技术标准压力容器规范和行业技术标准Pressure Vessel Code & Technical Standard 捣国ASMEfeX-日本加占标准某固部卫苑标准*德国tOv标准-ASMEStandani1 JlSStandad

17、J 3A Sanitary Standard German rOv 跳inEE5.3.2吊件与紧固装置新颖独特的后端板吊件装置Innovative Movable Cover Assembly.球动部件采用高强度.高耐磨，高防腐材料制成； 材庸轻，球动我，定位性好. Rollrng Gamponents are made of high-smnotii! highly nntl'Weoring and highly enrii-wirrMive maleri1;/ Llghi and Q-mQgth for FQlllfig gnd I gelling.独特设计的钿米嵋帽Unique

18、Designed Tightening Screw 防止端桂在先睡及拆却过程中滑动； 一定程度上起到了保护端栓的柞用. Can pnaventtha boll 情口m sliding wtiAn tightening dr di白白4 Wall bolt pFOtfiiztlciri.Smart Heat睿能源智系统技术（北京）有限公司5.3.3耐腐蚀、防结垢、抗酸碱性材质板片材质 Material of Pistes材质 Material奥氏体不锈铜Au6tAnitid创山酒1的古必立1博圣白会NiCkBl-bdgBd 立啊其他Oi±iMABI904. 316 918U 317.9

19、WL 254SMONi加也 ALLOY 030、«±0¥ 0-2000.心。¥02 花 ALLOY 022牡.钛把合受Ttanfcim, Ti-Pd 皿叫垫片材质 Material of Ga&kete材科名琼加-ri, N9mg0寓使用切度七AppllCatiiB MMfia丁时他度 (NBRJ130140食品工JL 0a量化合物. 矿物油、明斯液.无机也和展Food IhdLS？y,时心mMn. mine出 M fefly oil, InorgMcadd and aJkaJI三亮乙丙横流 (EPDM)150水,蒸汽一京化介SL riHlt网芯

20、剂，去垢荒Water, stear tfiddifing medium, addlkaf , fcjangacHMn, d白丽bhE氯丁事胺(Ncofftiric)100于物涵，液沿前 hfineml all. lubtltstfQ alt件普聚四量乙MS (Teflon)祖情况各费井盾Vurkiua modh工业常心被130一堂强庸性性升质等Some' NglHy aonvsivis rneA, tftc.含品用氯稠胺(VknF)1M高提5修的 gE|M9hjn9伊幽蒯博心5.3.4 丰富的板片型号丰富的板片型号Most Plata Models Are AvaNabie* Smar

21、tHe就全系列普通植片共有1叶系列.籍个型号；* 把个承列者1到6种通度和角孔尺寸相PL但崔度不同的型与* 每一个型号又分为大角度广人.字兆波就)和小角度人“ 字珞波纹I两种角度的板片超深槽的岩由流.标片除外h* 上述的强片斑盖了法槽一滤槽利超岸槽三种不同相深的视格一 担装后分别措成了甯通道、宽通道和超重通道的快式换热器.* SmartHeet all mtIm Qidinary 也ta toM 10 imw antf 瑞 medHMons;* To every 64r的 thorn are tram 1 to 6 kinds of spocHcationE 他r 津Riwit i啊尚 txjl ths fiflirw wWth and angular ap«rtiKB>* To awry 和edl闻Ion, tn斯a va wi依or rHmcw-flnQie (twirlng bone eonugatlnn) lypa wcoapt <jf titrand sap utjiwa f 值的type 口 lai骂4 Each piato Indudea iln shsHlDw gnxnn, deep grncwB & uhia-dBep Qrocrwi ips, will ifanm riHrmw channel, wida c