溴冷机在余热回收中的应用

溴冷机在工业余热回收中的应用
（执笔：周贵斌；校对：段永红、陈旭）
摘要:在国家节能减排政策的影响下，对工业余热的利用备受重视。

溴冷机可以有效的利用工业废热制取冷水，即可以满足工艺需要，也可以应用在空调系统中。

由此可以实现提高能源利用率、优化用能结构、节能降耗、保护环境等目的，具有十分显著的经济效益、社会效益和环保效益。

关键词:烟台荏原；溴冷机；余热；节能；
1 引言
工业余热资源分布在各工业行业，更为集中的是在钢铁、橡胶、化工、建材、石化、轻纺与机械等工业部门的企业中。

它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。

根据调查[1]，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

经过多年的努力，对于固态载体、液态载体或气态载体的余热资源，都有了一定程度的回收利用。

其利用方式大体上有预热助燃空气、流体物料及流体燃料，采暖与供用热水，物料烘干，促进化学反应，发电等[2]。

近年来，由于对生产工艺过程、产品质量以及劳动条件等要求的提高，以及贯彻节能减排政策的需求，许多工业企业已开始将溴冷机应用在车间的空调通风系统中或为工艺过程提供冷量，收到了显著的经济效益与社会效益。

2 烟台荏原余热利用型溴冷机
溴化锂吸收式制冷机组具有耗电少，无毒无臭，容量调节范围广，不破坏大气臭氧层等一系列优点。

特别要提及的是，它可以利用低品位的热能，85℃以上的热源就可以利用，为工业余热资源的利用创造了有利条件。

随着国家节能降耗工作的不断深入，溴化锂吸收式制冷正在成为工业余热资源利用的一个重要方面。

作为中国吸收式中央空调主要生产厂家之一的烟台荏原空调设备有限公司（以下简称烟台荏原），自1997年成立伊始，即把“益于地球，始于荏原”作为企业宗旨，为客户提供节能环保、多能源、废热综合利用的溴化锂吸收式制冷机和冷温水机。

在工业余热应用领域，如钢铁、石油、化工、橡胶等行业都在使用烟台荏原的产品。

目前，我们的余热利用型溴冷机组主要有：适用于低压蒸气（0.03～0.15MPa）的16JH、RCH系列机组；适用于高温水（110℃～130℃）的16JH-R系列机组；适用于中温水（88℃～98℃）的RCH系列机组。

我们可以结合不同生产工艺，为客户提供余热利用解决方案，并可以为特殊客户单独设计机型。

3 溴冷机在工业余热回收中的应用
从能源利用考虑，将原本被遗弃或者利用率低下的工业余热应用于溴化锂吸收式制冷，满足生产或生活的需要，这无疑是提高能源利用率的一个有力措施。

在具有合适的余热资源而又需要冷量的企业，应优先考虑采用溴化锂吸收式制冷机，这样的企业在传统的石油化工、钢铁、橡胶、热电、纺织、食品行业非常多，即使在新兴的生物、电子制造行业也大量存在。

接下来，我们将介绍余热利用型溴冷机在这些行业的应用案例。

3.1 化工行业
1.典型客户：氯碱、盐酸、PVC生产企业；
2.工艺简介以及应用方案：
在氯碱、盐酸生产流程中，合成炉工序产生大量的反应热无法被充分利用，热水温度一般在90-100℃左右。

而在氯氢干燥处理工序，PVC工艺上又需要用冷水机组制备冷水用于工艺冷却。

在我们完成的氯碱企业项目中，这些余热大都作为烟台荏原RCH或者16JH-R热水型溴冷机组的热源，制出冷水用于氯氢工序或者PVC工艺，还可以将多余的冷量应用在空调系统中，而废热的温度也降低10℃左右，大大提高了能源利用率。

而在某化工集团的项目中，则是将合成炉产生的95℃热水经余热锅炉加热成0.1MPa蒸气，供我公司16JH低压蒸气型机组使用，制成的冷水供PVC工艺使用。

3.2 橡胶行业
1.典型客户：轮胎制造企业；
2.工艺简介以及应用方案：
图1 橡胶制品的简易加工流程
橡胶产品简易工艺流程如图1所示，在以上流程中，几乎每个工序都会有废热产生，只是热量的性质存在差异。

胶料在密炼以及挤出过程中产生的热量主要依靠冷却水流经机器冷却通道带走，温度升高后的冷却水经冷却循环利用，这两个过程中冷却水温度大概在40～60不等，一些特殊工艺过程可能更高些（不普遍），无腐蚀性，而且为了减少对机器的腐蚀或防止产生污垢，许多设备采用油或是软化后的水作为冷却介质。

轮胎硫化过程中所需蒸汽温度则高达180度左右，无腐蚀性，其它橡胶制品的硫化温度根据制品性能要求有所差异，一般都在120度以上。

硫化机在工作过程中都会有蒸汽泄漏的现象，而且泄露量很大。

在我们一客户生产现场，每小时可达10多吨，不含硫，且回收后的蒸汽仍具有0.1MPa的压力，因此本环节的废热回收利用价值更高些。

在未使用溴冷机组前，这些废蒸汽都是没有经过回收而是任其泄漏，从而也引起硫化车间温度很高。

而在冷量需求方面，成型车间制作全、半钢子午胎，将钢丝与橡胶结合必须控制湿度，需要利用冷水除湿满足工艺使用。

在我们的橡胶行业客户中，有两家轮胎制造企业均采用烟台荏原低压蒸气型溴冷机组，利用硫化废热制取冷水，满足工艺需要。

不仅提高了能源利用率，工作环境也可以得到很好的改善。

3.3 石化行业
1.典型客户：某化纤公司；炼油厂等；
2.项目说明：
在化纤厂几内酰胺合成工艺上有79℃的热水，其中79℃热水来源于己内酰胺分馏冷却，需要将其降温到不低于69℃（工艺要求不低于68℃）循环利用；通常，这部分热水都是通过大型空冷器或者冷却水进行冷却，消耗大量电能和冷却水。

而在化纤厂精治、酰化、萃取、加氢、聚酰胺工艺上需要大量10℃左右的工艺冷水。

通常都是采用蒸汽型机组或电制冷机组制取冷水，需额外增加蒸汽及电消耗费用。

如图2所示，通过在生产流程中引入RCH系列机组，可以利用废热源获得低温冷水，节省了为获得冷水而消耗的高品位能源。

此项目使用的RCH热水机组是烟台荏原根据客户要求特殊设计制造的。

图2 己内酰胺分馏工艺余热利用方案简图
另外，在石化企业的蒸馏等炼油装置含有大量的低温位热量（80～95℃），这部分热量因为品位较低，只能通过空气、地下水或者海水冷却排弃掉，不仅造成环境的热污染，而且也造成能源的浪费。

利用溴化锂吸收式制冷技术回收这部分余热，替代电制冷机组用于夏季空调制冷，可以节省大量电能，具有较高的经济效益。

热水型溴化锂吸收式冷水机组在中央空调系统中应用的经济效益分析如下：
夏季办公楼平均冷负荷为80W/m2，制冷时间120天，办公面积10000m2，每天运行10小时，电制冷系数需按4.5计算，则一个夏季可节电80/1000×10000×10×120/4.5= 213000kW·h，电价0.5元/ kW·h，折合人民币10.6万元。

而在以往，这部分效益是随着废水白白流失掉了。

3.4 钢铁行业
图3 高炉鼓风除湿工艺流程简图
在钢铁企业里，各个生产环节产生的废热非常多，如焦炉烟气，轧钢工序炉窑烟气，高
炉热风炉烟气等，温度大都在200℃以上；而需要利用冷却保证工艺条件的场合也不少。

在炼铁生产中，为了降低焦比，提高入炉干风湿度并最终达到增加炼铁产量目的，需要对高炉入风进行脱湿处理，脱湿机需要用冷水进行冷却以保证在一定温度范围内工作，达到最佳除湿效果。

因此，可以利用余热锅炉回收这些烟气热量，锅炉产生的蒸气或者热水作为溴冷机热源，制出的冷水作为除湿机的冷却介质，如图3所示。

这样不但充分利用了钢铁生产的烟气废热，也提高了炼铁的产量和质量。

3.5 电子行业
在生产电路板、晶片及芯片等的电子企业，工艺要求极其精密，多个环节需要加热或者冷却。

在某多晶硅有限公司，由大型锅炉制出4公斤蒸汽提供热源，供生产工艺使用，使用完的蒸汽经热回收变为0.15MPa的低压蒸汽。

这部分蒸气供三台烟台荏原低压蒸汽型溴冷机组使用，制取冷水满足工艺冷却环节的需要。

另外在电厂（热电、核电）、建材、生物、食品、医药等行业，也有大量的溴冷机组在余热回收利用项目中取得了显著的效益。

根据余热载体，温度及行业的不同，将工业余热用于溴化锂吸收式制冷的具体方案也会存在差异，但是有一个最基本的原则是：直接或者间接地将工业余热作为溴冷机组热源，制出冷水满足企业的生产或者生活需求。

4、小结
从以上的应用案例可以看出，将溴冷机应用在工业余热回收中，可以减少废热资源的排放，大大提高能源利用率，这对于优化用能结构、节能降耗、保护环境等，都具有十分重要的意义。

在国家“十一五”规划的节能降耗政策指引下，烟台荏原愿与客户一起，积极的寻求多种对策，提供各种余热利用解决方案，为达到双赢而努力。

参考文献
[1] 谈奇石. 余能利用新技术.中国石油报网络版.2003.08.
[2] 王中铮，郑实，吕静.开发利用工业余热于溴化锂吸收式制冷.节能，1997年第6期，28～30.
[3] 孙多斌，李纪峰，高进等.余热回收吸收式制冷集中空调方案研究. 节能，2001年第6期，6～8.
（感谢销售部提供的信息资料）。