華夏氣候技術(shù)中心
低溫余熱蘊(yùn)藏在低于200℃的煙氣及低于100℃工業(yè)液體之中，這是一個(gè)巨大的寶藏。在工廠中的各種冷卻水，包括空壓機(jī)冷卻水，電廠冷卻水，各種工藝降溫冷卻水，都有余熱可回收。簡(jiǎn)單講，就是有冷卻塔運(yùn)行的地方就有可回收的余熱，溫度在10℃-50℃之間的冷卻水都可進(jìn)行余熱回收。我們做過的很多項(xiàng)目，利用低溫冷卻水的余熱制取高達(dá)68℃的熱水用于生產(chǎn)工藝，一年就可以收回投資，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。
之所以有這么好的效益，主要是熱泵技術(shù)的快速發(fā)展。熱泵原理就是利用制冷劑自身的相變過程從工業(yè)廢水等熱源水中吸收熱量然后進(jìn)行釋放，完成熱量的逆自然轉(zhuǎn)移過程。這個(gè)過程雖然耗掉一小部分電能和熱能，但是轉(zhuǎn)移了廢水中的大量熱能。
“熱泵”（heat pumps）這一術(shù)語(yǔ)是借鑒“水泵”一詞得來(lái)的。在自然界中，水往低處流是自然現(xiàn)象，有了水泵就可以將水從低處送到高處。同樣的道理，熱量從高溫?zé)嵩磦飨虻蜏責(zé)嵩词亲匀粚傩裕鵁岜镁褪抢昧诉@一原理，將低溫物體中的熱能傳送至高溫物體中，用于生產(chǎn)生活熱水或供暖等，使熱量得到充分利用。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置。
熱泵分為蒸汽壓縮式和吸收式兩種。蒸汽壓縮式熱泵，是熱泵中最為普遍而廣泛應(yīng)用的一種。這種熱泵，熱泵工質(zhì)通常在由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置及蒸發(fā)器等部件組成的系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)，并通過工質(zhì)的狀態(tài)變化及相變來(lái)實(shí)現(xiàn)將低品位熱能泵送至高品位溫度區(qū)的目的。吸收式熱泵是通過消耗較高品位的熱能來(lái)實(shí)現(xiàn)將低品位熱能向高品位溫度區(qū)傳送的目的。
運(yùn)用熱泵技術(shù)回收低溫余熱，適用于以下范圍：石油行業(yè)——回收油田回注水；化工行業(yè)——回收工藝廢熱；汽車制造行業(yè)——回收冷卻水余熱；污水處理行業(yè)——回收中水余熱。另外，地?zé)嵛菜菁?jí)利用、海水熱量利用也可以采用熱泵技術(shù)。
空壓機(jī)工作流程：空氣通過進(jìn)氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質(zhì)濾除后，由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤(rùn)滑油混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐，從而分別得到高溫高壓的油、氣。由于機(jī)器工作溫度的要求，這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統(tǒng)，其中壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后，最后送入使用系統(tǒng)；而高溫高壓的潤(rùn)滑油經(jīng)冷卻器冷卻后，返回油路進(jìn)入下一輪循環(huán)。
空壓機(jī)的冷卻通常分空冷和水冷兩種方式，一般小功率（<70kw）的采用風(fēng)冷，外界通風(fēng)效果比較好；而大功率的空壓機(jī)，尤其是進(jìn)口品牌（英格索蘭、富士、壽力），多采用冷卻塔冷卻。在以上過程中，高溫高壓的油、氣所攜帶的熱量大致相當(dāng)于空氣壓縮機(jī)功率的3/4，其溫度通常在80℃—100℃之間。螺桿式空氣壓縮機(jī)通過其自身的散熱系統(tǒng)來(lái)給高溫高壓的油、氣降溫的過程中，大量的熱能就被白白的浪費(fèi)了。
利用熱泵機(jī)組對(duì)這部分熱量進(jìn)行回收，可全年提供55℃以上的熱水，用于洗浴熱水、廠區(qū)供暖、工藝用熱水、鍋爐補(bǔ)水等，能效比可達(dá)4.2以上。同時(shí)增強(qiáng)了空壓機(jī)的冷卻效果，可使空壓機(jī)溫度降低8-12℃，產(chǎn)氣量提高8%。空壓機(jī)工作溫度的降低，減少了機(jī)器的故障，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了維修保養(yǎng)成本，增大了機(jī)油、濾網(wǎng)、油氣分離器更換時(shí)限，相應(yīng)延長(zhǎng)更換期限，可謂一舉多得。
●三點(diǎn)體會(huì)：
第一點(diǎn)，工業(yè)余熱利用的方式：最有效的是綜合利用，就是按照余熱的品質(zhì)，按照余熱的溫度，由高到低梯級(jí)利用，品質(zhì)高、溫度高的用于生產(chǎn)工藝或余熱發(fā)電，品質(zhì)低的用來(lái)制熱、制冷供生產(chǎn)和生活使用；其次是直接利用，譬如利用回收冷凝水作為鍋爐補(bǔ)水；最后是間接利用譬如回收余熱再加熱生產(chǎn)工藝用水，效率相對(duì)低一些。
第二點(diǎn)，工業(yè)預(yù)熱的合理利用順序：第一順序應(yīng)當(dāng)是常年運(yùn)行的工藝生產(chǎn)；第二順序是用于鍋爐和發(fā)電；第三順序是用于生活。
第三點(diǎn)，工業(yè)余熱回收利用的基本原則：對(duì)于排出高溫?zé)煔獾母鞣N熱設(shè)備，其余熱應(yīng)優(yōu)先由本設(shè)備或本系統(tǒng)加以利用。如預(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱燃料等，以提高本設(shè)備熱效率，降低燃料消耗。
在余熱無(wú)法回收用于加熱設(shè)備本身，或用后仍有部分可回收時(shí)，應(yīng)用來(lái)生產(chǎn)蒸汽或熱水。
要根據(jù)余熱的種類、排出情況、介質(zhì)溫度、數(shù)量及利用的可能性，進(jìn)行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟(jì)可行性分析，決定設(shè)置余熱回收利用設(shè)備的類型及規(guī)模。回收余熱，首先要看有沒有“用戶”，要算經(jīng)濟(jì)賬，如果回收以后沒有確定的“用戶”，或者投資回報(bào)期過長(zhǎng)，就得不償失了。這時(shí)候就需要回收技術(shù)的再次突破、提升。
●最大的體會(huì)就是需要廣泛合作。每家節(jié)能公司擅長(zhǎng)的只是少數(shù)幾項(xiàng)技術(shù)甚至很多公司沒有核心技術(shù)。能源效率的提升不僅是一家或一個(gè)技術(shù)能提升的，而是系統(tǒng)發(fā)行、持續(xù)提升。開發(fā)系統(tǒng)能效項(xiàng)目時(shí)需要大家共同合作、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享收益，然后才能提出更高收益和更有針對(duì)性的能效解決方案，能效市場(chǎng)的參與者都是贏家。
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