低品位热能利用

一种利用低品位热能的蒸汽动力装置一种利用低品位热能的蒸汽动力装置，属能量转换和蒸汽动力装置技术，本装置采用水吸收低品位热源的热能。并让水在密封容器内蒸发，利用水蒸汽的蓄能作用，通过对蒸汽的压缩，实现低品位热能的回收、利用和品位提高。使用本装置可方便地实现低品位热能的利用和回收，并获得十分廉价的可用能。可广泛用于各行各业。

一种利用低品位热能的蒸汽动力装置

一种利用低品位热能的蒸汽动力装置。由一个低品位热能转换器（２）一个内部带汽水分离的蒸发器（４）一个蒸汽压缩装置（９）一个带有发电机（１３）的膨胀涡轮机（１２）和一个带回止阀（１３）的热水出管（１１）一个热网加热器（１４）一个抽气器（１５）组成，其特征为：－－低品位热能转换器（２）由循环泵（５）蒸发器（４）抽气器（１５）组成转换循环。－－蒸发器（４）蒸发出口与压缩装置（９）入口连接，蒸发器是通过蒸发器的排水和补水从转换器得到热能，并维持连续蒸发。－－蒸气压缩装置（９）与带电机（１３）的蒸汽膨胀机（１２）同轴，压缩装置出口与蒸汽膨胀机入口和出口水管相通。－－蒸汽膨胀机（１２）出口接至蒸发器（４）入口。或另一个本装置入口。－－取消膨胀机（１２）时，作蒸汽生产设备。－－取消膨胀机（１２）增加加热器（１４）本装置作热网热源设备。

张沈杰

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申请日: 1990年8月23日

公开/公告日: 1992年3月4日

授权公告日:

申请人/专利权人: 张沈杰

国家/省市: 江苏(32)

申请人地址: 江苏省南通市西外环路南通市电力开发公司邮编: 226006

发明/设计人: 张沈杰

代理人:

专利代理机构: (00000)

专利代理机构地址: ()

专利类型: 发明

公开号: 1059184

公告日:

授权日: 20

公告号: 0000000

优先权:

审批历史: 1993年8月18日视撤日

附图数: 2

页数: 3

权利要求项数: 9

吸收式热泵与热泵供热系统应用

案例研究目的

通过对吸收式热泵与热泵供热系统的监测、研究，着重从技术理论、实际应用、市场发展潜力及经济效益等方面进行分析，验证其节能、环保效果，综合评价该项技术应用的可行性和必要性。

项目总投资

该项目总投资786万元。

节能效果

一个采暖期（120天）可节约原油1538吨，节电64320 kWh，节约软化水2123吨，节约费用为259.12万元，并可减排二氧化碳约1306.2吨（以碳计）。

投资回收期

项目投资可在3个采暖期内收回。

适用对象

吸收式热泵与热泵供热系统技术具有高效、节能、经济、可靠的特性，适用于石油、炼化、电力、冶金等行业，和其他具有较为丰富余热资源的行业，用于冬季采暖、生活热水供应和介质的初始加热等。

案例源单位

胜利石油管理局胜南社区管理中心

监测单位

山东省能源利用监测中心

案例研究概述

胜利油田胜南社区管理中心乐安供热站位于山东省东营市广饶县石村镇，负责为现河采油厂热采三矿、四矿和作业二大队等单位的办公和生活区供暖，总面积11万平方米。原锅炉房供热系统配备有2台10t/h燃油热水锅炉、1台4t/h燃油蒸汽锅炉和1台2t/h燃油蒸汽锅炉。一个采暖期（120天）仅原油消耗就达2658吨，成本费为438.57万元。

为降低供暖成本，减少原油消耗，经考察，距锅炉房东南方向4.5公里处是现河采油厂污水处理站，每日向小清河外排热污水8000m3，污水温度约为60℃左右，这些废水余热可以用于采暖。乐安污水余热利用项目即采用吸收式热泵技术，利用蒸汽做为驱动源吸收污水的热量，以达到供暖的目的。

改造方案是在原锅炉房内安装2台溴化锂吸收式热泵机组、一台10t/h燃油蒸汽锅炉和一台清水循环泵，取代原供热系统。并且在锅炉房以东1.5公里处新建一座换热站，将污水换热，为热泵系统提供循环热水。热泵在蒸汽的驱动下，吸收循环热水中的热量，制取75℃的采暖热水，实现供暖。

技术原理和特性

吸收式热泵技术与热泵供热系统是利用企业生产过程中的余热资源提高系统cop的新型加热系统。

该热泵机组以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，回收利用低温热源（废热水）的热能，制取所需的工艺或采暖用高温热水，是以利用余热为前提的节能、制热装置。

热泵系统由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、屏蔽泵及管道、阀门等组成。

主要技术性能指标：

1 机组cop =1.84；

2 系统cop=1.82；

3 出水温度视工艺要求而定，一般小于100℃。

项目监测情况

自2001年11月15日此项目试运，停运热水锅炉以来，热泵运行比较平稳，基本达到了设计参数，满足供暖要求（室内温度均在18℃以上）。热泵供热系统运行前后供暖情况比较如表1：

运行参数与设计参数对比如表2所示：

节能量的测量和验证方法

1．供暖前、后期室外温度在0℃以上天气约40天左右，这段时间直接利用污水换热采暖，热泵系统不运行；

2．采暖中期约80天的时间利用热泵供暖。

改造前、后一个采暖期（120天）内具体运行和消耗情况见表3。

3 节能量的测算方法：

节油量是根据改造前后原油的实际消耗量统计得出；

节电量是根据改造前后用电设备额定容量的变化，在同一个时间内的消耗量计算得出；节水量是根据改造前后用于加热原油的软化水量计算得出。

项目节能效益及环境效益

节油：节油总量=改造前原油消耗总量-改造后原油消耗总量=2658-1120=1538（吨）；节油效益=节约原油量×市场原油价格= 1538×1650/10000 =253.77（万元）节电：节电总量=改造前耗电总量-改造后耗电总量=649440-585120=64320 (kWh)；节电效益=节电总量×企业用电价格=64320×0.6/ 10000 = 3.86（万元）节水：节水总量=改造前加热原油消耗的软化水总量-改造后加热原油消耗的软化水总量=3456-1333=2123（吨）；节水效益=节水总量×软水价格=2123×7元/吨=1.49（万元）合计：253.77+3.86+1.49=259.12（万元）

节能效益：该项目可在一个采暖期（120天）内节省259.12万元。

环境效益：一个采暖期（120天）节约原油1538吨，可减排二氧化碳约1287.6吨（以碳计）。节电64320kWh，可减排二氧化碳约18.60吨（以碳计）。合计减排二氧化碳约1306.2吨（以碳计）。

项目投资回收期

此项目新增钛管式换热器4组，溴化锂吸收式热泵机组2台，新增10t/h蒸汽锅炉1台，清水循环泵2台，铺设1.5公里Ф325管线等，项目投资689.5万元人民币，其他投资96.5万元，合计总投资786万元。

投资回收期= 投资总额/ 一个采暖期总的节约效益= 786 / 259.12 = 3.03（采暖期）

未来市场潜力

我国目前最大的大庆油田，近年原油产量大约5300万吨，胜利油田年生产原油也在2600万吨。仅胜利油田采油伴生的污水量达80万吨/天，温度多在55--60℃之间。利用吸收式热泵技术，将污水温度降低到25-30℃（同时需要投入相应的驱动热），可产生75℃的热水，每年提取的热量折合燃油可达105万吨，节能潜力巨大。

大庆、辽河、南阳等油田的余热资源均可采用该技术进行采暖和原油加热，同样可取得很好的节能、环保效果。石化、冶金、电力等企业生产过程中都有相当数量的余热没能有效利用。利用吸收式热泵技术，也能够实现能量的综合利用。