高温热泵机组在工业废水余热利用中的应用

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1、高温热泵机组在工业废水余热利用中的应用高温热泵机组在工业废水余热利用中的应用工程概况　　本工程为宜兴协联生物化学有限公司年产八万吨柠檬酸及盐类项目生产工艺余热回收节能系统工程，位于江苏省宜兴市。该公司在产品生产过程中产生大量55℃～60℃左右的废糖水，柠檬酸生产中需要温度80℃的热水。经多番比较，宜兴协联最终选择永源热泵为其提供高温热泵机组，回收废水中的余热，供应80℃的工艺用水。这在整个柠檬酸生产领域是首次使用，具有很强的示范意义。设计参数　　废糖水：水质为酸性，PH41>.0～4.5，COD为6000～10000ppm，Ca2+浓度

2、600ppm，并含有少量柠檬酸钙固体颗粒杂质和悬浮物，进水温度55℃～60℃，换热后降到35±2℃，流到沉淀池，再进行生化处理，流量为3000m3/天。　　生产用水：自来水，进水温度20℃～32℃，换热后升到80±2℃，流入生产车间蓄水罐，流量为70m3/h。方案设计　　热负荷的确定　　热水负荷：Qr=0.001163×v×(tr-t1)　　式中：v—热水用量，L/d，热水按70m3/h计算;　　tr—热水温度，取80℃;　　t1—冷水计算温度，取20℃;　　热水负荷：Qr=0.001163×70×1000×(80-20)=4885kW

3、。　　热源机房方案　　(1)方案概述　　本工程采用中高温热泵机组与高温热泵机组串联的方式制取生产热水，20℃的自来水先与55℃～60℃的废糖水通过板式换热器进行一次热交换，将温度提升到43℃，然后通过水源热泵机组将温度提升至80℃左右。　　(2)水源热泵机组　　依据热水负荷和水源热泵机组技术参数，选用1台YSSR1300H和1台YSSR1500H水源热泵机组，采用多级串联换热方式。　　单台YSSR1300H机组的性能参数：　　制热量：1285.0kW制热功率：394.0kW　　冷凝器流量：112.0m3/h蒸发器流量：125.0m3/h

4、　　蒸发器进出水温度：45℃/39℃冷凝器进出水温度：62℃/72℃　　单台YSSR1500H机组的性能参数：　　制热量：1310.0kW制热功率：425.0kW　　冷凝器流量：112.0m3/h蒸发器流量：125.0m3/h　　蒸发器进出水温度：39℃/33℃冷凝器进出水温度：72℃/82℃(3)系统原理简述如下?　　本工程使用125t/h、57.5℃的废糖水，二次侧生产进水20℃。　　废糖水经过板式换热器⑥换热后降为42℃，二次侧生产出水升为43℃，水量为70t/h;废糖水再经过板式换热器⑧出水降为32℃，二次侧生产出水经过板式换热

5、器④换热后的为80℃，供生产使用。　　板式换热器与热泵机组热交换采用串联闭式环路，设计流量为120t/h。　　闭环1：从热泵机组①蒸发器换热出水38℃，进入热泵机组②蒸发器再次换热，出水为33℃，再回到板式换热器⑧与废糖水换热，出水升为41℃，回热泵机组①蒸发器;　　闭环2：从热泵机组①冷凝器换热出水82℃，进入板式换热器④换热后降到62℃，再进入热泵机组②的冷凝器，出水升为温度72℃，再进入热泵机组①冷凝器升到82℃。　　(1)机房设置　　热泵机房位于废糖水附近办公楼的5层，机房面积约140㎡，机房设备总功率：　　394+425+15

6、+11+11+15=871KW，。　　(2)控制系统及配置　　将水源热泵机组和外围设备(包括4台循环水泵)综合组成一个PLC集中控制系统。通过人机界面或DCS实现控制功能一体化，实现水泵的起动和热泵机组的连锁运行;通过人机界面设置运行参数，了解系统的水温、流量以及水泵的运行状态，满足冷热负荷要求。系统运行有手动/自动两种状态。　　配电柜防尘等级IP54，电机采用F级绝缘、B级考核、IP54。　　该控制系统特点和功能：　　①根据能效和设备性能提供最优设备运行组合，优化每台机组负荷分配，提供智能控制以便最大限度的根据负荷需求实现节能运行，合

7、理控制机组运行台数，实现系统最佳节能运行。　　②采用PID最小拍控制方式，综合考虑系统供水温度设定值与系统负荷变化趋势，使系统尽快平稳到达设定值。　　③对各台机组及水泵的运行时间均衡处理，自动切换机组的运行次序，根据每台机组的累计运行时间，自动选择运行时间最短的机组，使每台机组均衡运行，磨损相近，以延长机组寿命。　④对循环水泵实现联锁控制，在水泵运行后，热泵主机自动运行，并且具备断电恢复后自动起动的功能。　　⑤全面显示系统运行状态和主要参数，累计热泵机组、水泵的运行时间，具有故障报警、报告及故障诊断信息的功能。　　⑥提供严密的安全等级及

8、操作权限，能够设置不同权限级别的操作密码。　　⑦具有自动存储档案数据及记录打印的功能，按照使用要求保存历史运行数据，并且能够根据需要自动编制热泵机组管理报告。　　系统运行界面　　系统控制说明：(见自动控制流