炼厂低温余热回收利用节能技术改造案例-高温热泵能质调配技术2019年

高温热泵能质调配技术

技术适用范围

适用于炼厂低温余热回收利用领域。

技术原理及工艺

高温热泵能质调配技术实质上是一种能质提升技术，以消耗一部分高品位能（电能、机械能或高温热等）为代价，通过热力循环把热能由低温物体转移到高温物体，利用逆向卡诺循环的能量转化系统，制冷剂吸收低温热源的低品位热能，在蒸发器中蒸发，然后在压缩机中压缩到较高的温度和压力，随后，高温的制冷剂进入冷凝器冷凝并将热量释放给散热器，冷凝后的制冷剂通过膨胀阀，压力降低，并再次返回蒸发器，至此完成一个循环。当热源与散热器分离且需要将温度提升至较高水平时，闭式循环压缩式热泵（CCC）将体现它的优势。构成机械压缩式热泵的主要部件有蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀或节流阀等。所采用的循环工质多为低沸点介质，如氟利昂、氨等。工作原理图如下：

技术指标

（1）该高温热泵的最高出水温度达130℃，提升温差可达50℃；当蒸发器侧的入水温度为80℃，出水温度为130℃时，冷凝压力仅为2.7MPa，COP可达2.5；

（2）该机组根据新开发的混合工质的性质，重新编制机组内膨胀阀的调节控制程序，调整机组的保护参数；

（3）该种高温单级热泵系统在各工况下的检测运行均性能良好，在工业中的应用范围被大大提高。

技术功能特性

超高温热泵制热端出口达到130℃，提升温差50℃。开发的新型有机混合工质BY-5是氢氟烃（HFCs）高温近共沸二元混合工质，具有良好的高温特性，机组循环性能稳定。

应用案例

山东京博石油化工有限公司气体分馏装置改造项目。技术提供单位为山东京博石油化工有限公司。

（1）用户用能情况简单说明

1台原有1.0Mpa加热蒸汽（3.6t/h）耗能严重。

（2）实施内容与周期

利用热泵将工质温度提升至130℃，直接进入重沸器循环加热其中的物料，从而替代原有的175℃蒸汽，此工艺可以

大大的提高机组的能效，节约高品质蒸汽的使用量。实施周期9个月。

（3）节能减排效果及投资回收期

用527kW热泵将工质温度升至125℃，将闪蒸后产生的工质蒸汽给重沸器中的物料加热，从而取代原有1.0Mpa加热蒸汽（3t/h），年节约24000t蒸汽，折合2256tce/a。投资回收期16个月。

未来五年推广前景及节能减排潜力

预计未来5年，推广应用比例可达到25%，可形成节能5.64万tce/a，减排CO215.23万t/a。