热回收在工厂动力系统中的应用师亚东

热回收在工厂动力系统中的应用师亚东

师亚东

（河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心河南郑州450016）

摘要：工厂的综合动力系统不仅仅含有热系统、冷系统，尤其是大型的工厂来说冷热并用是最常见的组合，环境从工厂中吸收的热量很大部分都是工厂动力系统中散发出来的，比如当空压系统压缩空气或者制取气体的时候以及制冷系统在制取冷量的时候，释放出来的热量非常大，文章针对于热回收在工厂动力系统中的应用展开了探究，并且对于实际案例进行了简单介绍和分析。

关键词：热回收；节能；热回收式冷冻机；水—水热交换器

前言

热水系统、冷冻系统、空压系统是动力系统的基本系统类型，尤其是对于大型厂房来说基本都具备。在冷冻系统制冷的过程中会向环境中排放大量的热量，冷凝器主要负责制取低温冷冻水，只制取的过程中就是排放热量的过程。空压机排放热量的形式是以“风冷”或者“水冷”的方式，空压系统与热水系统同时工作时也是如此。热水系统在加热的过程中会耗费大量的电量，或者是使用大量的蒸汽保证热水系统的正常运行。因此，在工厂动力系统中考虑热回收是非常重要的，环境中被排放的热量实际上可以用于热水系统，虽然不一定能够达到热水系统加热的最终效果，但是作为预热的动力还是可以的，这样一来，一定程度上就能够节省电量和蒸汽量，对于环境来说，减少了热量的接受，还减少了噪声污染，这种双重节能效果对社会的环保工作来说非常有意义。

1、空压系统与冷冻系统的热回放

1.1空压机恩德热回放

将冷却水进行压缩是水冷式空压机采用的压缩方式，冬季冷却水的温度大约为18度到29度之间，而夏季使用的冷却水温度在32度到43度之间，其中温度平均值的差大约为11度，总的来说实现水和水之间的热交换是最常节能的。需要加热的水与空压机中流出的冷却水进行交换，经过空压机，冷却水的温度已经很高了，这时需要加热的水就非常接近高温冷却水了，冷却水泵和冷却塔系统可以暂时停止使用，也就是说一定程度上降低了电量的消耗，达到了节能的目的。

1.2冷冻机的热回放

将“热回收冷凝器”与“冷冻机组”结合作为一个新的冷冻机，是热回收的主要装置，基本原理就是使低温处充满高温气态制冷剂，压缩机就能够将排放出的气体回收，回收冷凝器能够接受散回热量的水流。除此之外，要注意调节热回收量的大小，通过控制冷却塔控制冷却水的回流，或者控制标准冷凝器控制回流。动力系统机内主要进行热交换，因此为了提高效率，可以将水热和水交换的过程中增加系统操作过程，然后取代冷却水泵的启动和冷却塔系统的操作，从某种程度上说，会大幅度降低消工厂动力系统消耗的电能。冷凝的温度会醉着吸收水的温度而降低，这种吸收热量的现象可以总结为“热回收冷凝器”，此外还可以将制冷的系数有效提高，提高制冷系数对于节省电量来说也是非常重要的。

2、热回收技术在工程实践中的成功应用——上海某测试封装有限公司二期厂房工程

热回收装置在实际应用中有不同程度的限制条件，当水需要加热不超过35度的情况下，选择热回收装置进行加热还是非常可靠的，因为从空压机或者冷冻机中回收到的热水温度通常是低于45度的，因此一定要控制工作介质出于合适范围内。上海的某科技公司测试封装有限公司纯水站工艺要求原料自来水的温度控制在二十度左右，在冬季往往需要非常多的蒸汽来满足加热作用的要求，主厂房要求对于水最后加热的温度在35度上下就可以，这种限定条件就是比较理想化的热回收技术限定条件，能够按照设计的程序顺利进行，达到热回收在工厂动力系统中的节能效果。

2.1设计条件

这个科技公司全年都会保证空压系统的稳定运行，将冷冻系统和空压系统结合起来保证动力站的工作正常，在冬季有一些冷冻系统会被终止运行。用于纯水加热和用于仓库空调加热的供回水温度是一样的，都是在28度和35度之间，因此可以将这两个装置联系在一起实现热回收。热回收系统的设计理念基本上是将可以回收的冷冻机水进行加热，直到与空压机需要的水温度差不多都是35度即可，这样的供回收水不仅可以提供给厂房发展使用，还可以直接用于纯水加热或者空调加热，是实现工厂动力节能的主要措施。

热回收冷凝器通过冷冻机带动就不需要另外再更换加热器了，因此可以将热水直接从28度加热到35度，冷冻系统运行可以回收超过四千KW的热量。如果七台离心式无油空压机同时运行，空压系统装设的这几台按照11度的温差计算，在工作期间能够回收热量四百KW，七台就是2800KW，如果将供回收水进行加热，直到35度，能够加热的水的数量也会大幅度上升，在系统配置热交换过程中，所有的空压系统都可以作为热回收。

但是在实际的操作过程中会发现，热回收系统并没有想象中的稳定，制冷的量也会随着冷水机组的热回收量而发生变化，因此必须将汽-水换热器配置其中，或者将其他的热媒作备用热源来替代蒸汽节省能源。

2.2主要设备装置

2.2.1冷冻机

CVHG-1067是型号比较大的冷水机组，可以选用TRANE带热回收冷凝器与之配合操作，蒸发器发出水的基本温度最低是5度，这个机系的压缩方式是三级压缩，制冷能力能够达到1100RT，冷凝器回收可以达到百分之百，总的计算回收的热量就能够达到4595KW。

2.2.2空压机侧热回收用水-水板式换热器

选择两台热水交换器，主要是为了控制起来更加方便，使用起来更加灵活，水-水换热器的选型也并不是随意的，基本限制要求是单板换，换热量能够达到2200KW。一次侧的冷却水来自冷却塔，二次侧的温度控制在28到25度之间。

2.2.3配套之控制手段

调节电动三通门阀的开度，当两个支路其中一个支路流量比较大的时候，相对减少另一个支路的流量；当阀门2号全开的时候，要确保冷却塔风机的关闭，往往阀门随着温度的升高而减小，因为配置热水比较困难，所以警报系统一定要确保灵活。

3、采用热回收系统的经济核算

3.1节能效益

大量的燃气和煤蒸汽减少消耗量就是节能最大程度的体现，工厂动力系统回收的热量能够代替这些耗能比较大的蒸汽，文章研究的项目主要是将饱和蒸汽作为热源的基本提供，提升温度需要的蒸汽量还是比较大的，每个月最少能够节省的蒸汽量经过计算达到了4608吨。

3.2节点效益

热回收装置的耗电量情况非常乐观，与冷冻机组结合在一起还提高了热回收的效率，另外因为冷却塔停止使用了，整个工厂的动力系统耗电量也大幅度下降了。在工程启动最初阶段可能投资比较大，但是热回收系统比常规系统节省的成本更多，因此每年可以获取的经济效益也更多，达到160万元以上，当初投资的资金在系统运行一年以内就可以收回。

结语：

综上所述，应用相对普遍的是离心式空压机以及水冷式冷水机，尤其是在大型的工厂中，全年期间厂房都处于运行当中，这种不间断的运转模式消耗工厂太多能耗，整个工厂能耗的百分之四十以上都是空压系统消耗的，还有就是制冷系统消耗的能量也在这才分之四十的份额中。总的来说，合理应用工厂动力中的热回收应用，对于整个动力系统的节能环保是很重要的，此外还能够保证整体运行成本的降低。

参考文献：

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