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工业余热应用前景广阔,热泵技术可变废为宝

来源:http://szkzzs.com/ 时间:2013-2-21

     我国工业领域余能利用空间很大,工业冷却水、工业废水、地热尾水中蕴含着大量热能,但因热值较低难以提取,热源热泵技术可将废水中的7摄氏度至50摄氏度的低品位余热,转换成50摄氏度至85摄氏度的高品位热能加以利用,用于供暖制冷等生活所需,是一个提高煤炭利用效率,把能源综合利用起来的好办法。

  工业用余热型地源热泵技术具有很好的经济效益。消耗1度电,就能得到相当于5度电的热能,综合算下来,能源利用效率是原来利用燃煤供热的2倍以上。工业冷却水、工业废水、地热尾水中蕴含着大量热能,但因热值较低难以提取而几乎全部丢弃,热泵技术则能将废水中的7摄氏度至50摄氏度的低品位余热,转换成50摄氏度至85摄氏度的高品位热能加以利用。

  记者了解到,我国北方地区供热能耗很大,东北地区将近6个月,北京等地区的供暖期也有4个月左右。而我们在生活中对热能的需求主要来源于燃煤,我国是以煤炭为主的能源消费大国,燃煤占世界煤炭消费量的27%。而我国煤炭消费的主要方式是直接燃烧,这种能源消费结构导致能源利用效率低下、环境污染严重等问题。

  我国燃煤工业锅炉平均运行效率65%左右,小吨位的燃煤锅炉运行效率甚至不到60%,且效率很难提升,造成能源浪费严重。众所周知,煤炭燃烧产生的二氧化碳、二氧化硫是温室气体的主要成分。如何提高煤的使用效率,少用煤,始终是节能减排的重要课题。

  地热是能够供人类利用的另一热源。地源热泵技术在建筑节能领域的应用和发展已经有十余年的时间。地源热泵是指地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

  后来,人们慢慢发现,工业企业排放的污水通常都在30摄氏度以上,这不仅给环境造成热污染,还造成了热量的浪费。据测算,工业冷却水、工业废水、地热尾水中蕴含着大量热能,但因热值较低难以提取而几乎全部丢弃,热泵技术则能将以往弃之不用的废水中的7摄氏度至50摄氏度的低品位余热,制成50摄氏度至85摄氏度的高品位热能加以利用。

  于是,利用地源热泵技术,收集工业余热用于北方采暖地区的供热热源,让地源热泵技术有了新的应用空间。

  地源热泵技术应用到工业领域之后,所应用的是工业水,与地源热泵原来所利用地下水相比,工业废水水质较差,有腐蚀性。此外,浅层地热水的温度在16摄氏度左右,而工业废水的温度变化较大,10摄氏度至30摄氏度不等。这些特点都给工业余热型热泵技术提出了更高要求。

  记者还了解到,除压缩式热泵之外,还有一类工业余热型热泵叫作吸收式热泵。吸收式热泵以供热为主,而压缩式热泵则能够更好地冷热兼顾,冬天制热、夏天制冷。两种技术的选择上,应该因地制宜,客观分析。

  利用吸收式热泵应用于工业领域再向居民发电需要满足三个条件:一是要有驱动式热源。如热电厂用来发电的热蒸汽。二是要有余热资源。还是以热电厂为例,以前是通过换热器将高温蒸汽中的热量传输给利用吸收式热泵,代替原来的换热器后,热效率大大提高了。同时,当压力巨大的蒸汽用于发电之后,剩余压力会减小,同时温度降低的废蒸汽,被称作乏汽。原来,这部分乏汽将通过冷却塔冷却掉形成工业废水,如今这部分废蒸汽的余热就可以通过应用工业型地源热泵利用起来。三是要有供热需求。目前,这种工业用地源热泵还主要应用于距离厂矿较近的厂矿自己的家属区,随着这项技术逐步趋于完善,将更加广泛地应用于城市供暖。

  空调制冷大市场专家表示,工业型地源热泵能够应用于许多工业生产领域,除了热电厂之外,煤炭行业、钢铁行业以及石油行业等都能够应用。把工业余热利用起来,实际上是提高煤的热转化效率,在我国工业生产过程中,煤炭的热转化效率总体只有30%以上,而一些发达国家的煤炭利用率达到90%以上。利用地源热泵把工业余热利用起来,可以很好地提高工业生产中煤炭利用率。

  钢铁厂在炼钢过程中会产生大量炉渣,炉渣温度很高,需要冲渣水为其降温,冲渣水中的热量就可以利用工业余热型热泵提取出来。石油输送的过程中需要伴热,传统的伴热热量来源同样是靠在输油管道沿线设锅炉房烧煤供热,其实,开采石油的过程首先是向地下大量注水,将油水一同抽上来,再实施油水分离的过程,抽取上来并与油分离开来的水是有较高温度的,这部分水的热量同样能够凭借地源热泵被利用起来。

  不仅如此,工业余热型热泵技术还可以应用于电力、纺织印染、水产养殖、食品酿造、市政污水等其他行业。大量的废水、废热被排放,在对环境造成热污染的同时还要消耗大量燃料用于生产工艺中的加热过程,在这些行业推广热泵技术回收废热,节能挖潜,工业余热型热泵技术还有十分巨大的市场空间。

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