Ⅰ 怎樣實現供熱泵的節能
熱泵是一種將低溫物體中的熱能傳遞至高溫物體的一種裝置。熱泵的基本原理早在19世紀即已提出,20世紀20年代末付諸實用,40年代開始用於空調,但直至70年代以後,由於能源和環境污染問題日趨嚴重,才進一步受到重視,並認為是回收低溫余熱的主要技術之一。
在自然界中,水總由高處流向低處,熱量也總是從高溫傳向低溫,但人們可以通過電能用水泵把水從低位提升到高位使用,同樣可以通過電能利用熱泵技術把熱量從低溫傳遞到高溫,實現將低溫熱源提升到高溫熱源來使用。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環境中吸取熱量,並把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的工質),其工作原理與製冷機相同,都是按照逆卡諾循環工作的,所不同的只是工作溫度范圍不一樣。
熱泵技術的第一個特點在於它能長期地、大首桐規模地利用江河湖海、城市污水、工業污水、土壤或空氣中的低溫熱能。眾所周知,從用透鏡聚光取火到太陽能熱水器,都是將低溫熱能提升為高溫熱能的方法,但是它們在地面上無法全天候運行。熱泵技術突破了這種局限,可以把我們生產和生活中以及自然界通常棄之不用的低溫熱能提升為高溫熱能利用起來。顯然,有了高溫熱源,如一台鍋爐,就可以實現供熱、製冷或其他工業用途,所以熱泵的應用遍及各個行業和領域。
熱泵技術的第二個特點在於它是世界上最節省一次能源(即煤、石油、天然氣等)的供熱系統。它能用少量不可再生的能源(如電能)將大量的低溫熱能升為高溫熱能。例如,電熱採暖消耗1千瓦時的電,最多隻能提供1千瓦時的熱,而一般設計施工好的熱泵系統,消耗1千瓦時的電,就可提供4千瓦時的熱。例如,同樣提供10千瓦時的熱,採用電阻式採暖,需消耗34千瓦時的一次能源(其中包括24千瓦時千瓦時的發電與輸配電損失);採用高效率的燃油、燃氣鍋爐採暖,如不計算管道的熱損耗,還需消耗29.1千瓦時的一次能源;而採用電熱泵採暖只需消耗2.7千瓦時的電能,再加上發電與輸配電損失的3.3千瓦時,總計只消耗6千瓦時的一次能源。熱泵技術所消耗的一次能源僅是前兩種供熱方式的1/5或近1/6。
熱泵技術的第三個特點在於它在一定條件下可以逆向使用,既可供熱,也可用於製冷,而不必搞兩套設備的投資。上海某紙業有限公司是生產高級塗布白紙板的專業企業,固定資產4億元,1999年完成銷售收入2.68億元。公司生產的白紙板質量可替代進口產品。
該公司生產所用蒸汽由熱電廠提供。紙機烘缸原採用三段通汽方式,在實際運行中存在以下問題:一是烘缸蒸汽傳熱效率低,造成噸紙汽耗較大;二是紙機提速困難,產量難以提高;三是紙板生產品種變化時設備故障頻繁,斷紙現象比較嚴重;四是操作和控制復雜。1997年年底該公司採用了美國一家公司的噴射熱泵控制系統對原系統進行改造。項目建設期為1個月,新系統使蒸汽的熱能得到了充分利用,噸紙汽耗明顯下降,紙機提速20%左右,設備的維修量也大大降低。1999年紙板產量比1998年上升了70.7%,經濟效益非常顯著。安裝熱泵控制系統之後,不僅使操作和控制簡單化,而且能滿足生產品種的頻繁變化。
改造前,汽耗為9.0109焦耳/噸紙,改造後,汽耗降低到7.5109焦耳/噸紙以下,降低了16.7%,平均每噸紙節約1.5109焦耳。1998年1月至1999年8月累計節約蒸汽143932109焦耳,年平均節約蒸汽86359109焦耳,年平均節能效益345.4萬元,年減排二氧化碳達7677噸。
該項目總投資364.5萬元,項目投資回收期為1.1年。
國內的造紙廠在紙機乾燥部都可以安裝使用這種熱泵控制系統,替代現在普遍使用的多段通汽方式,不僅蒸汽熱能得到充分利用,而且紙機烘缸冷凝水排出通暢,紙機運行安全可靠,這種熱泵控制系統能成為企業節約能源、提高效益的得力手段。
該公司原採用三段通汽方式,這是者渣坦一種串聯的逆向供熱系統,即蒸汽流動方向和紙頁運動方向相反,每段產生的冷凝水經汽水分離器產生二次蒸汽供下一段使用,從形式上講蒸汽得到梁殲充分利用。但在實際運行中該系統存在一個缺點,由於是串聯系統,各段烘缸壓差較小,所以在暖缸、紙機提速、調整車速和斷紙等工況時易導致烘缸虹吸管排水不暢,使烘缸水位升高,影響傳熱效率,妨礙生產;另三段溫度過高導致壓榨後的紙面在烘缸乾燥時易產生紙毛、捲曲等紙病和末級背壓過高。因此原系統不僅存在蒸汽浪費現象,而且影響紙品質量和產量。
為了解決上述問題,該公司採用噴射熱泵控制系統,熱泵以少量高壓蒸汽作為動力,高壓蒸汽高速通過熱泵噴嘴時產生的抽吸力(文丘利原理)將汽水分離器的二次蒸汽吸入熱泵內,通過混合後獲得高品位的蒸汽,重新回用於烘缸中。熱泵系統的控制採用流速控制方法,並應用計算機根據紙機的生產品種,對每組烘缸的熱平衡參數進行模擬計算,得到最佳的二次蒸汽流速控制參數。系統應用計算機通過調節熱泵高壓蒸汽閥門來控制二次蒸汽管道上的孔板,前後壓差不變,從而實現二次蒸汽流量恆定,保證烘缸水位最佳,使烘缸傳熱效率最高,達到節約蒸汽、提高產品質量和產量的目的。
新系統具有以下特點:
(1)由於熱泵的抽吸作用,能保持較高烘缸壓差(可達70千帕左右),保證虹吸管冷凝水排水暢通,達到最佳傳熱效率。
(2)由於控制系統可靠,烘缸表面溫度可維持在控制范圍之內,便於暖缸、紙機提速、調整車速和斷紙等工況調節。
(3)烘缸蒸汽中不凝性氣體可連續排出,可防止不凝性氣體在缸內積聚造成蒸汽傳熱效率降低。
(4)保證濕端烘缸表面溫度60℃~70℃,防止了紙病產生。同時使末端背壓降低至0.11兆帕(改造前0.20兆帕),減少排放損失。
(5)用1.25千克的蒸汽即可乾燥1千克的水分。
噴射熱泵控制系統能夠降低蒸汽消耗,提高產量和質量,投資回收期短,節能效益十分顯著。該系統採用電腦控制,自動化程度很高,操作簡單,可替代目前造紙行業普遍採用的多段通汽方式,是未來紙機乾燥部通汽的理想系統裝置。
供熱管的節能
在眾多的傳熱元件中,熱管是人們所知的最有效的傳熱元件之一,它通過在全封閉真空管殼內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量,具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可控制溫度等一系列優點,將大量的熱量通過很小的截面積遠距離、高效地傳輸而無需外加動力。
由於熱管換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小、有利於控制露點腐蝕等優點,已廣泛應用於石油、化工、動力、交通、冶金、建材、輕工、紡織和機械等領域的高效傳熱設備,以及電子裝置晶元冷卻、筆記本電腦CPU冷卻及電路控制板等的冷卻。微型熱管已批量化、大規模生產,工業領域余熱回收用的熱管換熱器屬非標產品,將根據各種設備規模、大小、使用情況和工藝條件的不同進行設計和製造。
Ⅱ 蒸汽噴射式熱泵的優點在哪裡它的可實施性如何
蒸汽噴射卜李式熱泵具有如下優點: 結構簡單、無轉動部件、因而壽命長、運行可靠。 操作方便、維修容易、自動調節、保證出口壓力穩定。 節能效果顯著。 模弊慶安裝方便,可水平安裝旦握或垂直安裝,與管路連接均為法蘭連接,拆卸方便。
Ⅲ 熱泵產熱水和蒸汽鍋爐產熱水(蒸汽小於0.2Mp,120度)哪個節能
相對蒸汽鍋爐節能。
熱泵是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。來實現製冷和供暖。
熱泵熱水器的基本原理:它主要是由壓縮機、熱交換器、軸流風扇、保溫水箱、水泵、儲御亮友液罐、過濾器、電子膨脹閥和電子自動控制器等組成。接通電源後,軸流風扇鎮槐開始運轉,室外空氣通過蒸發器進行熱交換,溫度降低後的空氣被風扇排出系統,同時,蒸發器內部的工質吸熱汽化被吸入壓縮機,壓縮機將這種低壓工質氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器,被水泵強制循環的水也通過冷凝器,被工質加熱後送去供用戶使用,而工質被冷卻成液體,該液體經膨脹閥節流降溫後再次流入蒸發器,如此反復循環工作,空氣中的熱能被不斷「泵」送到水中,使保溫水箱里的水溫逐漸升高,最後達到55℃左右,正好適合人們洗浴,這就是空氣源熱泵熱水器的基本工作原理。
鍋爐是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、鍵並高溫煙氣的熱能等形式,而經過鍋爐轉換,向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。
鍋的原義指在火上加熱的盛水容器,爐指燃燒燃料的場所,鍋爐包括鍋和爐兩大部分。
鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能,也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能,或再通過發電機將機械能轉換為電能。
提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐,主要用於生活,工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐,常簡稱為鍋爐,多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。
Ⅳ 注射用水制備方法和應用工藝
注射用水制備方法和應用工藝具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
注射用水是無熱原的蒸餾水,它是用純化水(去離子水)經蒸餾後再通過0.22μm~0.10μm的除菌濾器過濾獲得。而純水的制備,目前有全離子交換法、電滲析—離子交換法、一級反滲透—離子交換法、二級反滲透法等生產工藝。不論使用何種工藝來制備純水,提供蒸餾水機制備蒸餾水的原水必須符合中國葯典規定的純水水質標准。
以蒸餾法制備注射用水,從理論上講,它可除去水中的細微物質(大於1μm的所有不揮發性物質和大部分0.09~1μm的可溶性小分子無機鹽類)。純水經蒸餾後其中不揮發性有機、無機物質包括懸浮體、膠體、細菌、病毒、熱原等雜質都能除去。但由於蒸餾水機的結構、性能、金屬材料、加工精度、操作方法以及水源的水質等因素,必然影響蒸餾水的質量。
制備蒸餾水,20世紀80年代以前,有些工廠用鍋爐蒸汽直接冷凝、冷卻而製得。技術設備條件較好的則用單蒸餾水器、重蒸餾水器,重蒸餾水器中又有塔式、亭式兩種。20世紀80年代沿用重蒸餾水器居多,而此時,國內已較普遍使用節汽節水的自動控制的多效蒸餾水器和氣壓式蒸水器這類產蒸餾水量大又經濟的設備。
單蒸餾水器:由蒸發鍋、擋(沫)板、冷凝器及爐膛等組成。使用時將常水(飲用水)送入冷凝器的回水管流入漏斗,然後注入蒸發鍋內,經加熱後鍋內水沸騰氣化,蒸汽經擋(沫)板除去夾帶的霧狀液滴進入冷凝器而進行熱交換被冷卻成蒸餾水。由帆戚於產水量小,環境差,所得一次蒸餾水水質差等原因生產中已淘汰出局。
塔式蒸餾水器:此裝置較單蒸餾水器有所改進,首先,它以一次蒸餾水為水源,製得二次蒸餾水。其二以蒸汽為熱源改善環境。其三有隔沫裝置可阻止蒸汽中夾帶的沸騰泡沫和大部分霧滴使其迴流蒸發鍋內。其四,在收集一次蒸餾水時設置廢氣(CO2、NH3)排出器,這樣,使製得的蒸餾水質量有暫時的提高。
20世紀80年代,隨著國外先進技術的引進,通過消化、吸收、改進,遠東、寶雞等廠相繼推出國產的多效蒸餾水機和氣壓式蒸餾水機,現在已普遍推廣應用,取代了第一代蒸餾水器。
多效蒸餾水機:多效蒸餾水機的性能取決於加熱蒸汽的壓力和效數。壓力愈大則蒸餾水的產量愈大,效數愈多則熱能的利用率愈高。多效蒸餾世轎返水機又可分為列管式和盤管式,國內常用列管式蒸餾水機。列管式多效蒸餾水機內部為傳熱管束與管板、殼體組成的降膜式列管蒸發器,生成的蒸汽自下部排出,再沿內膽與分離筒間的螺旋葉片旋轉向上運動,蒸汽中夾帶的液滴被分離,在分離筒內壁形成水層,在疏水環流至分離筒與外殼間構成疏水通道,下流匯集於器底,蒸汽繼續上升至分離筒頂端,從蒸汽出口排出,進入下一效蒸發器。目前,多效列管式搜飢蒸餾水機結構上又有內螺旋與外螺旋之分。其過程原理是:進入一效蒸發器內雙管板結構的頂部經預熱的原料水通過薄膜蒸發管下降,蒸發器管壁上的蒸發裝置很快將原料水閃蒸為蒸汽。
在蒸發器的底部,蒸汽形成180°的轉向,大的水滴就被甩到了柱底,未被蒸發的過量原料水也被收集在柱底,這些水匯集流入下一效的頂部,再重復同樣的運作程序。蒸汽通過蒸發器上長的中心部分以低速垂直上升,重力運動繼續去除雜質,在中心部分的頂部,蒸汽通過一入口到達旋風腔,腔內蒸汽形成高速旋渦,且由於徑向加速度快,水滴及雜質被強大的離心力拋到旋風腔的外緣,從底部排出。離心過程後,蒸汽就變得純凈,純蒸汽以低速垂直上升,並通過蒸餾柱頂部出口排出前,做最後一個180°轉向。其最後還有一個措施,即在旋風腔的中心管上設有一個去霧器裝置,作為第四級分離,以確保注射用水的質量萬無一失。
氣壓式蒸餾水機:氣壓式又稱熱壓式,它是將純化水以2~3kgf/cm2壓力,經進水口通過換熱器再經泵送入蒸發冷凝器的管內,管內水位由液位調節器調節,在蒸發冷凝器下部設有蒸汽加熱盤管和電加熱器作輔助加熱作用。將蒸發冷凝器管內的純水加熱成蒸汽進入蒸發室內溫度達105℃,經除霧器以除去蒸發速度過快而帶入的水滴、固體物質,再進入壓縮機時蒸汽被壓縮,其溫度可高達120℃,此高溫壓縮蒸汽進入蒸發冷凝器的管間。此時,蒸發冷凝器管內與管間溫差15℃以上,管間高溫高壓蒸汽釋放大量潛熱,將蒸管冷凝器管內的水加熱成蒸汽,該蒸汽又進入蒸發室重復前面過程。管間的高溫壓縮蒸汽冷凝成蒸餾水集結於管間後被引出,而溶於蒸餾水中不凝性氣體,從不凝性氣體排出器排出。
純凈的蒸餾水經泵送入熱交換器預熱進入蒸發冷凝器,最後以0.1MPa的壓力流出並經流量計進入保溫貯罐。其特點:採用熱泵蒸發原理,蒸發與冷凝共用一個換熱器,不需冷卻水,使用蒸汽只要達0.1MPa即可,節汽90%以上,整機可實現全自動控制,所產蒸餾水可符合「注射用水」標准。
制水系統的日常管理包括運行、維修,它對驗證及正常使用關系極大,所以應建立監控、預修計劃,以確保水系統的運行始終出於受控狀態。
這些內容包括:
①制水系統的操作、維修規程。
②關鍵的水質參數和運行參數的監測計劃,包括關鍵儀表的校準。
③定期消毒/滅菌計劃。
④水處理設備的預防性維修計劃。
⑤關鍵水處理設備(包括主要的零部件)、管路分配系統及運行條件便更的管理方法。
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