1、溴化锂吸收式热泵之工业余热利用一、 溴化锂吸收式热泵技术概述及相关政策热泵技术概述：溴化锂吸收式热泵是在吸收式技术基础上开发出的利用工业余热的设备，溴化锂吸收式热泵有两种热量利用方式：一种方式是利用高温热源如蒸汽、燃气、高温热水为动力将低温热源的热量提高为中温品味的热量，供采暖或工艺使用。另一种方式是利用大量的高于环境温度的低品位的热水，制取高品味可以使用的热水。吸收式技术已是一项成熟的技术，并已经经数十年的使用实践证明，故吸收式热泵在技术上已经是一项非常成熟的技术。基于溴化锂吸收式热泵可大量使用工业余热，且技术熟可靠，成吸收式热泵技术得到国家政策的支持。相关政策：国家相关政策一：（二） 主要
2、目标到 2015 年，全国万元国内生产总值能耗下降到 0.869 吨标准煤，实现节约能源 6.7 亿吨标准煤。（十一） 实施节能重点工程。包括余热余压利用、加快节能减排技术开发和推广应用。（三十一）加快节能减排技术推广应用。国家发布重点节能技术推广目录包括吸收式热泵供暖技术研发及产业化。 （2011 年同方川崎吸收式热泵项目被列为国家可再生能源建筑应用吸收式热泵产品研发及产业化示范项目 ）（四十三）加快推行合同能源管理。摘自：国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案 201126号国家政策二：同方川崎空调设备有限公司获得 2011 年可再生能源建筑应用补助资金，项目名称为吸收式热泵供暖技
3、术产品研发及产业化 。自：财建部文件 财建2011442 号二、 技术应用情况溴化锂吸收式热泵可大量利用工业余热，节能作用明显，在工业生产和民用采暖上得到广泛使用。如利用工业中余热的热量进行小区的采暖可以减少煤炭或煤气的消耗；利用电厂冷却塔的冷却水热量进行首站供热提高发电量，减少煤炭的消耗；锅炉水进入锅炉前利用热泵进行预热，可提高锅炉的效率，减少煤耗。在生产工艺中使用热泵可减少工艺过程的能耗，实现能量的循环使用。三、 技术效益分析；溴化锂吸收式热泵的能量利用率 COP 一般为：1.7-2.5，即一份的有效热量可得到 1.72.5 份有用热，对应的节能率为 4060%。从工业余热的角度看，在热泵
4、输出的热量中 6040%的热量来自工业余热，对于工业余热的利用具有很大的技术效益。技术效益如下图：四、 技术支撑设备；该技术由三个系统组成：余热水系统、热水系统、高温热源系统组成。其核心支撑设备为：溴化锂吸收式热泵，此设备为真空设备由多个换热器组成，运行平稳，无噪声、无震动。负荷可实现 10100% 的无级调节并具备远程联网和监控功能。溴化锂吸收式热泵基本组成部分为： 发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、自动抽气装置、溶液泵、冷剂泵等组成，该设备具有使用寿命长，维护成本低，耗电量低、安装要求低等优点。五、 典型案例分析（一）热电1.内蒙古赤峰热电厂（30MW*4 台）1.1 项目概况：赤
5、峰热电厂就位于赤峰市红山区东部，承 担 着 向 东 北 电 网 送 电 及 赤 峰 城 区 18 家骨 干 企 业 、 470 万 平 方 米 居 民 住 宅 和 公 用设 施 的 冬 春 供 暖 任 务 。赤峰热电厂四期扩建工程于 2007 年投产，建设规模为 2135MW 超高压双轴中间再热冷凝式汽轮发电机组，配两台 440t/h 超高压循环硫化床锅炉。目前该热电联产机组采用抽 0.294MPa 蒸汽供采暖负荷，通过管壳式热网加热器，向赤峰市区提供采暖供热。单台汽轮机额定采暖抽汽量 200t/h，两台机外供约 274MW 热量，热网首站供热参数为 96/55。目前电厂在最大供热抽汽情况下供
6、热缺口约为 100 万平米，为满足现供热需求，将冷却循环水的热量进行回收利用。工程中，利用吸收式热泵对对其中一台发电机组的冷却循环水加以回收，增加供热能力，改善目前供热热源紧张局面。通过计算，使用同方川崎空调设备有限公司的 4 台 30MW 蒸汽型吸收式热泵机组对 2 号发电机组的冷却循环水余热进行回收，余热回收量为 52MW，满足新增 100 万平米的供热需求，机组总供热面积达到 240 万平米。在冬季供热初期和供热末期，从热用户返回的热网回水经吸收式热泵机组升温后直接提供给热网外网用户使用，不需要经过尖峰加热器的二次加热。此时，整个供热热网的节能指标最优。在冬季供热高峰期，从热用户返回的热
7、网回水经吸收式热泵一次升温后进入尖峰加热器进行二次升温，温升至 96提供给热网外网用户使用。系统图：本工程在原热电厂内增加 4 台溴化锂吸收式热泵机组，回收冷却循环水余热用于城市供热，同时不影响发电机组的正常运行。在不增加燃煤消耗量的情况下，增大了热电厂对外供热能力，节省了燃煤，保护了环境，增加了经济效益。热泵节能指标年回收余热量 83104GJ直接经济效益 2158 万元/年节省水量 64.22 万吨/年节省标煤量 3.15 万吨/年CO2减排量 8.25 万吨/年SO2减排量 268 吨/年NOX减排量 233 吨/年2.龙煤集团鸡西煤矸石热电厂2.1 项目概况：矸石热电厂位于鸡西市滴道区
8、，该厂现有两台 2.5 万千瓦发电机组，三台130T/h 蒸汽锅炉，一台 80T/h 减温减压器和一台 160的换热器，其中两台蒸汽锅炉生产的蒸汽除了带动两台 2.5 万千瓦发电机组发电外，还经减温减压器和 160的换热器为 35 万的建筑供暖(80T/h 减温减压器和一台 160的换热器满负荷时的供热面积为 80 万)，一台 130T/h 蒸汽锅炉为备用。机组发电时凝汽器中的乏汽每台机组最多可抽乏汽 20 吨，抽取乏汽利用的价值偏低，大部分都是通过冷却水冷却，四台冷却水循环泵，单台流量2800T/h，满负荷时总流量为 11200T/h，考虑运行情况及延程损失占总流量的20%计算，可利用的冷却
9、水流量约 8960 T/h。鸡西市滴道区今年新建建筑面积将达到150 万平方米，矸石电厂计划为 100 万平方米的新建建筑供暖。随着城市的不断开发建设，鸡西市滴道区的供暖的需求也将越来越大。为满足 100 万平米新建筑供暖，采用 4台 15MW 吸收式热泵机组提供热量。利用电厂汽机采暖抽汽和冷却循环水余热，采用直供的方式提供 55的热水入户供热。系统图：2.2 经济及社会效益热泵节能指标年回收余热量 35.9104GJ直接经济效益 933.4 万元/年节省水量 27.78 万吨/年节省标煤量 1.23 万吨/年CO2减排量 3.22 万吨/年SO2减排量 104.6 吨/年NOX减排量 91
10、吨/年（二）石化大港油田孔店联合站（6MW）项目介绍孔店联合站位于河北省沧州市境内，担负着孔店油田的原油和污水处理，以及南部来好油的加热和加压任务。本工程是以联合站内全部天然气（油田伴生气）为驱动源，以油田污水为热源，选用 2 台 3000kw 燃气式直燃型溴化锂吸收式热泵为制热设备，满足孔店联合站对系统来液、南部来油、回掺水、冬季采暖或脱水的加热需求，替代站内部分加热炉，对于因所需热量不足而不能满足要求的外输或脱水工艺，则由新建的两台 3000kw 管式加热炉来替代。根据对孔店联合站各运行参数统计和物料热能情况的计算，该站在冬季最高热负荷9509kw，其中80热负荷2449kw，78热负荷2
11、444kw，70以下热负荷4616kw。冬季日常热负荷8158kw，其中70及以上4317kw，70以下3841kw。夏季热负荷6985kw，其中70-80热负荷3688kw，65以下热负荷3297kw。孔店联合站现有天然气6600m/d，可以提供热量2718kw，另外还有原油和电力，可以做为吸收式热泵的驱动源。低温热源采用处理后的污水，经过回注水处理系统处理后的污水6000m/d，温度46-53，可以作为吸收式热泵的热源。采用直燃吸收式热泵，可以提取6000m/d污水中的2413kw热能，提取热能后污水温度从46降至37.7，可以满足本地和采用三厂污水回注要求。热泵输出总热能5165kw，与
12、夏季用热相差1820kw，与冬季日常负荷相差2993kw，与冬季最高负荷相差4344kw，因此夏季外输由加热炉加热，冬季外输及脱水均由加热炉加热。本次污水余热回收利用工程，不改变孔店联合站的生产工艺，以现有的全部天然气为动力，通过吸收式水源热泵提取现有的外排污水中的低品位热能成为可利用的高品位热能，冬季为南部来油、系统来液、回掺污水等系统加热，以及满足站内的采暖需求，外输原油、脱水等系统由新建的 5、6加热炉满足要求。夏季为南部来油、系统来液、回掺污水、脱水等系统加热，外输原油等系统由新建的 6加热炉满足要求。系统图：经济及社会效益：热泵节能指标年回收余热量 7.63104GJ直接经济效益 9
13、73 万元/年节省燃油量 1947 吨/年（三）纺织山东滨州鑫辉毛纺织有限公司项目介绍山东滨州鑫辉毛纺织有限公司是一家中港合资企业，坐落在有“中国纺织工业之都”之称的滨州，占地面积 300 余亩。作为大型的毛纺织、针织纱生产企业，其生产工艺中产生的余热资源，被白白浪费了好多年。 同方川崎新型吸收热泵机组余热回收技术，帮助企业解决了这一难题。工厂工艺产生印染污水水温 22。污水每天 24 小时不间断运行。工厂采用蒸汽与 15自来水直接混合加热，来满足 65m3/h，温度 40洗染工艺用水。蒸汽来自厂外热电厂购买，价格为 230 元/吨。为减少蒸汽消耗，采用同方川崎溴化锂吸收式热泵 2MW 双效机
14、组 1 台，以企业产生的印染 22污水作为余热源，将 15自来水升温至 40为洗染工艺提供用水，节省蒸汽运行费用约 60%。系统图机组技术参数2MW 吸收式热泵机组技术参数进出水温度 15/42热水流量 64 m3/h进出水温度 15/3.7余热水流量 60 m3/h压力 0.5 MPa蒸汽消耗量 1036 kg/h经济及社会效益热泵节能指标节省蒸汽量 10420 吨/年直接经济效益 239.7 万元/年节省标煤量 1051 吨/年CO2减排量 2754 吨/年SO2减排量 9.1 吨/年NOX减排量 7.8 吨/年（四）冶炼三门峡开曼铝业项目介绍三门峡市位于河南省西部，河南、山西、陕西三省交
15、界处，是伴随着黄河第一坝三门峡水利枢纽的建设而崛起的一座新兴城市。锦江集团是一家涉及铝业、发电行业的大型股份公司，在三门峡、宁夏等地建有铝厂，在杭州等地建有垃圾发电厂。开曼铝业为锦江集团有限公司旗下控股公司，位于河南省三门峡市陕县，分为两个分厂：氧化铝厂和自备电厂。氧化铝厂生产工艺中需要大量蒸汽，同时也会产生大量余热，需使用冷却循环水进行散热；目前，氧化铝厂共有四条生产线，仅每条线的蒸发工艺就需 2000m3/h 的循环水来进行冷却，上塔温度在 4045左右，如果循环水温度按温降 10计算，则厂内可回收的余热热量约为 93MW。自备电厂装有 2 台抽凝机组、1 台高背机组和 2 台低背机组，今
16、年计划新上一台锅炉（260t/h），为氧化铝厂提供蒸汽，冬季还负责为三门峡市部分地区供暖。近年自备电厂的供暖工作一直处于亏损的状态，因此企业急需进行节能改造，以减少亏损，甚至扭亏为盈。经现场实地调查，氧化铝厂内较优质的循环水余热资源为蒸发工艺冷却循环水，总量约 8000m3/h。由于冬季自备电厂蒸汽缺口较大，因此计划尽可能地全部回收利用这部分余热资源，最大限度的节省蒸汽量。一二蒸发冷却循环水总流量 3800m3/h，上水温度 34，下水温度 44。为全部回收利用蕴含的余热，可选用 4 台 25MW 吸收式热泵，以 87.4t/h、0.4Mpa的低压蒸汽为驱动热源，将 60的热网回水中的 344
17、0m3/h 的水量加热至 85，回收循环水中的热量可节省低压蒸汽 82.2t/h。四蒸发冷却循环水流量 1800m3/h，上水温度 30，下水温度 45。为全部回收利用蕴含的余热，可选用 2 台 25MW 吸收式热泵，以 43.8t/h、 0.4Mpa的低压蒸汽为驱动热源，将 60的热网回水中的 1720m3/h 的水量加热至 85, 回收循环水中的热量可节省低压蒸汽 41.1t/h。三蒸发的情况与四蒸发相同。由于四蒸发距离电厂管网回水管较近，拟先上 2 台 25MW 吸收式热泵作为一期工程，回收四蒸发循环水的热量加热电厂供暖回水，以实践检验吸收式热泵系统的节能效果。5.2 经济及社会效益热泵节能指标年回收余热量 20.84104GJ直接经济效益 541.8 万元/年节省水量 16.12 万吨/年节省标煤量 7120 吨/年CO2减排量 1.87 万吨/年
