蒸汽喷射热泵技术在冷凝水余热回收中的运用.pdf

技术管理
蒸汽喷射热泵技术在冷凝水余热回收中的运用
谢佳华石杨夏艳(1.南京英斯派工程技术有限公司,江苏南京21000902.南京农业大学,江苏南京210009
摘要:エ业生产过程中大量使用水蒸汽加热,蒸汽冷凝水一个负压区,使得冷凝水闪蒸为低压蒸汽。高、低压蒸汽在满
通常都是直接去锅炉加热循环使用。为了综合利用能量,提高足质量守恒、能量守恒和动量守恒以后,混合变为中压蒸汽来
有效能,各种节能技术应运而生。蒸汽喷射热泵作为一种新型进行冷凝水的余热回收。
的节能技术,设备投資少,エ艺过程简单。通过模拟教件分析3冷凝水热量回收热泵系统
计算,冷凝水热量利用率可达10%以上,应用前景广阔。
冷凝水热量回收热泵系统设计如图2所示,装置冷凝水来
关键词:蒸汽喷射热泵;节能;冷凝水余热回收
自于系统管网,经过孔板减压以后,达到某个温度压力后在气
1概述
液分离罐中进行闪蒸。减压出来的低压蒸汽,被高压蒸汽在喷
在化工生产过程中,分离过程在工程总投资中占比50-射泵中形成的真空所抽提,并在混合室混合以后,形成中压蒸
90%",而分离过程中能耗占比高达40%~70%。因此,一系汽外供。系统可以通过中压蒸汽的压力控制器,调节高压蒸汽
列的精馏节能技术得以发展起来,精馏过程节能方式大体上可进入量,来调整需要的中压蒸汽压力。闪蒸罐内的不凝气体通
以分为热回收型和热节减型两类,热回收是通过换热设备直过放空管线外排。
接进行能量利用,热节减是通过改变能量品味进行综合利用。
亮压落汽
热泵技术是从低温热源中提取热量用于供热,可以使用
机械压缩,或者使用蒸汽喷射泵。热泵的供热量远远大于它所
赵汽项射热泵
中压蒸汽
消耗的机械能,所以说热泵技术是一种低温余热利用的节能技
术。现在我国主要利用的热泵技术,按低位热源分为:水源(海
PIC
水、污水、地下水、地表水等)热泵,地源(包括土壤、地下水)热
泵,以及空气源热泵。蒸汽冷凝水热泵技术主要用在造纸和空
调行业,也有使用在钢铁行业和酒店洗衣房乏汽冷凝水回收。
化工行业使用的装置中,绝大部分是蒸汽喷射泵为主,该技术
少量冷豪水
主要用于回收大于100℃以上热品味的冷凝水,因为温度过低
需要闪蒸的气相压力较低,需要的高压蒸汽也较多。
图2冷凝水热量回收热泵系统工艺流程图
2蒸汽喷射热泵
上述系统根据原理采用 Aspen Plus V9工艺计算软件和外
蒸汽喷射式热泵是一种没有运转部件的热力压缩机,它利
接 FORTRAN程序来模拟计算,热力学方程采用 STEAM-TA专
用高压工作蒸汽减压前后的能量差为动力,提高冷凝水二次蒸
用蒸汽数据包进行分析:当高压引射蒸汽压力大于冷凝水闪蒸
汽或废热蒸汽等低品位蒸汽的压力后再供生产使用,是一种自气压力8倍以上的时候,理论可以节约蒸汽10%以上,也就是通
身不直接消耗机械能和电能的高效节能设备。蒸汽喷射泵构
过喷射产生的真空引起的饱和冷凝水乏汽挥发,混合为中压蒸
造见图1,主要由拉伐尔喷嘴、接受室、混合室和扩压室四部分
汽以后,可以产生10%左右的乏汽。以大化工装置的蒸汽消耗
来说,按照50吨小时的蒸汽消耗计算,10%的乏汽热能回收率,
组成。
每年可以节约蒸汽费850万以上,由此可见蒸汽喷射热泵技术
拉伐尔喷嘴一混合室
在大化工装置中有非常大的发展潜力和意义。
扩压室
4结语
蒸汽喷射热泵系统是一种新型的节能技术,设备投资少,
工作
混合
蒸汽
接受室
蒸汽
工艺过程简单,通过自动控制调节高压蒸汽流量可以实现不同
引射↑
蒸汽压力需求,用于化工过程中的冷凝水热量回收,节能可达
蒸汽
10%以上,节能效益明显,应用非常广阔。
图1蒸汽喷射式热泵结构示意图
参考文献:
如图1所示,高压蒸汽经压力管路引人喷射泵中,蒸汽经过
[]刘家祺.分离过程原理[M]北京:化学工业出版社,2010:
喷嘴后速度大大增加,高压驱动蒸汽就会在喷嘴处膨胀,并以1-5
极高的速度射入接受室,从而产生强大的抽吸力,高速蒸汽将
]管国锋,赵汝溥.化工原理M!北京:化学工业出版社,
喷嘴附近的空气带走,在喷嘴附近形成真空,被抽送低压蒸汽2009:201-224.
就被吸上来,两种流体在混合室进口汇合,共同进入混合室
[3]平田光穗,梁源修译.实用化工节能结東M北京:化学
中。在混合室中高压蒸汽把一部分能量传给被抽送低压蒸汽工业出版社,1988
使被抽送蒸汽能量增加,两种流体在混合室混合后进入扩散管「4冯新,宣爱国,周彩荣,等化工热力学DM北京:化学工
中一部分速度能转变为压力能,充分混合后的流体以一定的中业出版社,2009:304-306.
压从护压室的末端喷射出去,利用高压蒸汽将冷凝水系统形成
256力劣206年11月