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三、低温余热升级技术
1)热泵技术
热泵系统消耗一定的高位能量(电能),驱动制冷剂流动,通过它在蒸发器、冷凝器等部件中的相变(沸腾和凝结),将低温物体的热量传递到高温物体中,提高高温物体温度。热泵系统能够将自身所耗的几倍热能从低温物体传送到高温物体。
现有的热泵主要有四种类型:机械压缩式热泵、吸收式热泵、蒸汽喷射式热泵和热电热泵。其中,以机械压缩式热泵的应用最多。典型的热泵装置示意如下图所示。
蒸汽压缩式热泵示意图
2)低温制冷技术
低温制冷原理与热泵类似,根据冷冻需要,可制得-20~-40℃的冷冻水。
3)低温发电技术
采用水或低沸点有机物工质,由低温热源加热升温后,经扩容、闪蒸后的蒸汽经过汽轮机带动发电机发电。低温发电一般与生产供热、供冷结合使用。
4)变热器技术
吸收式变热器是国外近年发展的一种低温热回收利用技术。通过变热器可将低温余热转化为两部分,一部分转化为品位较高的热量,用作加热热源;一部分降低品位成为废弃的低温热量,通过冷却排弃。我国将变热器技术列入高科技研究项目,研究的重点是选用合适的工质,其难点是制取200℃左右的热量。目前普遍认为以含TFE(2,2,2-三氟乙醇)的混合物作为工质较适宜。制取150℃热量的变热器在目前吸收制冷技术的基础上加以改进即可实现。
四、低温余热利用策略
低温余热回收可以节约能耗,提高能源利用率,但在回收低温余热时要考虑其技术、经济上的可行性,以及低温余热的利用潜力。在考虑回收低温余热之前,先了解装置本身的热效率是否有可以提高的潜力,从而通过提高本身热效率来减少低温余热散失,这是降低能耗的最佳选择。低温余热利用的主要策略如下:
1)在回收低温余热时,先考虑气体余热,再考虑液体、固体余热的回收;
2)先考虑量大易回收的余热,而后考虑量小的余热。
3)根据热源情况和热阱的需求,尽量做到能级的匹配,提高利用效率。
4)在低温余热回收利用过程中,应采用大系统装置间热联合,根据“温度对口,梯级利用”的原则,将这些热量集中起来根据热阱状况综合供热。
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