工业余热在供暖中的应用
北方地区供暖能耗很高,东北地区将近六个月,北京等地区四个月左右。
我们生活中对热能的需求主要来自燃煤,而我国是以煤炭为主的能源消费大国,占世界煤炭消费量的27%。然而,我国煤炭消费的主要方式是直接燃烧,导致能源利用效率低,环境污染严重。
工业企业排放的污水通常在30摄氏度以上,不仅对环境造成热污染,而且浪费热量。据测算,工业冷却水、工业废水、地热尾水含有大量热能,但由于热值低,几乎全部被丢弃。清华同方热泵技术可以将以前废弃的废水中7 ~ 50℃的低品位余热转化为50 ~ 85℃的高品位热能加以利用。
因此,清华同方地源热泵技术用于收集工业余热用于北方采暖地区的采暖热源,使热泵技术有了新的应用空间。
地源热泵技术应用于工业领域后,工业用水得到利用。与地源热泵原本使用的地下水相比,工业废水水质较差,具有腐蚀性。此外,浅层地热水的温度约为16摄氏度,而工业废水的温度变化很大,从10摄氏度到30摄氏度不等。这些特点对工业余热热泵技术提出了更高的要求。
在我国工业生产过程中,煤炭的热转化效率只有30%以上,而一些发达国家的煤炭利用率已经达到90%以上。利用地源热泵利用工业余热可以提高工业生产中煤炭的利用效率。
工业余热分为压缩式热泵和吸收式热泵。
吸收式热泵主要提供热量,而压缩式热泵可以更好地兼顾冷热,冬季制热,夏季制冷。两种技术的选择要因地制宜,客观分析。
据清华同方热泵专家介绍,利用吸收式热泵给居民发电需要满足三个条件:一是要有被驱动的热源。例如热电厂中用于发电的热蒸汽。
二是要有余热资源。以火力发电厂为例。过去高温蒸汽中的热量通过换热器传递给吸收式热泵,大大提高了热效率。同时,当压力巨大的蒸汽用于发电时,余压会降低,温度降低的废蒸汽称为乏汽。原来这部分废蒸汽会被冷却塔冷却形成工业废水,现在应用工业地源热泵可以利用这部分废蒸汽的余热。
三是有供暖需求。目前,这种工业地源热泵主要应用于离其较近的厂矿家属区。随着这项技术的逐步完善,它将在城市供热中得到更广泛的应用。
专家表示,工业地源热泵可以应用于很多工业生产领域,除了火力发电厂、煤炭行业、钢铁行业、石油行业。
钢铁厂炼钢过程中会产生大量的炉渣,炉渣的温度很高,需要冲渣水来降温,而冲渣水中的热量可以通过工业余热热泵来提取。在输油过程中,需要伴热。传统的伴热热源也是靠沿输油管道设置锅炉房烧煤取暖。其实石油开采的过程就是先向地下注入大量的水,把油和水一起抽出来,然后实施油水分离的过程。从油中抽出并分离出来的水具有很高的温度,这种水分离的热量也可以通过地源热泵来利用。
而且清华同方工业余热热泵技术还可以应用于电力、纺织印染、水产养殖、食品酿造、市政污水等行业。排放大量废水和余热,不仅对环境造成热污染,而且生产过程中加热过程要消耗大量燃料。在这些行业中,推广热泵技术回收余热,节能挖潜,清华同方工业余热热泵技术仍有巨大的市场空间。