低品位蒸汽增压供热过程评价方法研究.pdf

《低品位蒸汽增压供热过程评价方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、１６CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2０１7，27（１）低品位蒸汽增压供热过程评价方法研究*李初福北京低碳清洁能源研究所北京１０22１１摘要低品位蒸汽增压供热是提高系统能效有效方式之一。本文对低品位蒸汽增压供热过程评价方法进行研究，定义了低品位蒸汽增压供热过程能效比，并给出相关计算方法；研究了能效比与蒸汽压力和压缩比的关系，结果表明能效比分别随蒸汽入口压力和压缩比提高而降低。结合过程经济分析方法，给出了低品位蒸汽增压供热过程最小能效比计算方法。关键词低品位蒸汽能效比评价方法煤化工过程经常有大量低品位蒸汽无法利用过压缩后，达到一

2、定的压力，饱和温度较原来提直接排空，造成能量浪费和水资源浪费。低品位高，通过换热器对其它物料进行加热，蒸汽则变蒸汽利用方式主要包括透平发电、吸收制冷和增成凝结水排出，充分利用了蒸汽冷凝过程的［１-６］压供热等。对低品位蒸汽增压提高其品质再显热。［7-１3］利用，近年来受到了关注，尤其在蒸发领域得到了应用，节能效果非常显著。对低品位蒸汽进行增压，主要为了利用其焓值，但是要输入一定的功，对这个过程性能进行分析和评价是一个重要问题。本文对低品位蒸汽增压供热过程评价［１４］方法进行研究，借鉴空调制冷能效比的概念，图１低品位蒸汽增压供热过程示意定义了低品位蒸汽增

3、压供热过程能效比，根据热力学第一定律推导得到能效比计算方法。结合过根据热力学第一定律，推导得出低品位蒸汽程经济分析方法，给出了低品位蒸汽增压供热过增压供热过程的相关计算公式（所有符号说明见程最小能效比的计算方法，可以用于低品位蒸汽文尾）。增压供热过程评价和应用指导。１.2.１等熵压缩功计算蒸汽等熵压缩功率计算：1计算方法κ-１*κPκ21.1名词定义W＝mRgT１［-１］κ-１P１为了便于低品位蒸汽增压供热过程分析和评１.2.2压缩功率价，定义名词：实际压缩功率（气缸在压缩蒸汽过程中实际（１）可回收热Ｑ：增压后低品位蒸汽焓值与相应压力饱和水焓值之差。消

4、耗的功率）计算：（2）能效比ＥＥＲ：低品位蒸汽压缩后可回收*WW'＝的热量与压缩过程实际消耗功率之比。η（3）功热价值比ＶＲ：单位输入功价值与单位总功率（压缩过程外界实际输入的功率）可回收热的价值之比。计算：1.2计算公式W'W＝低品位蒸汽增压再利用过程见图１。蒸汽经η'*李初福：高级工程师。2００8年毕业于清华大学化学系统工程专业获博士学位。从事化工过程系统工程方面的科研工作。电话：（０１０）5733９６９０，Ｅｍａｉｌ：ｌｉｃｈｕｆｕ＠ｎｉｃｅｎｅｒｇｙ.ｃｏｍ。**基金项目：国家高技术研究发展计划（8６3计划）资助项目（项目编号2０１１ＡＡ０5Ａ

5、2０2）。2０１7，27（１）李初福低品位蒸汽增压供热过程评价方法研究１7１.2.3增压蒸汽焓值计算汽入口压力不变情况下，能效比随压缩比提高而增压后蒸汽焓值计算：降低。因此，在较低蒸汽入口压力和较低压缩比＝m·H＋W'下，增压供热过程能效比较高。在压缩比为2情况m·H2１下，０.０5～０.5ＭＰａ（Ａ）蒸汽增压供热过程能效Ｈ１的值可通过查水蒸汽焓表确定。均大于１０。１.2.４增压蒸汽可回收热量2.2最小能效比增压后蒸汽可回收利用热量Ｑ计算：'低品位蒸汽增压供热过程的经济性取决于投Q＝m·H2-H2资费用、功热价值比和能效比。其中，投资费用'Ｈ2的值可通

6、过查水蒸汽焓表确定。主要为蒸汽压缩机和换热器的制造及安装费。在１.2.5能效比投资费用和供热价值比一定的条件下，要使低品能效比（ＥＥＲ）计算：位蒸汽增压供热过程经济上可行，则该过程能效ｍｉｎQ比必须大于最小能效比（ＥＥＲ）：EER＝W'minCWEER＝VR·＋１2分析与评价方法VWCTCW＝2.1能效比的影响因素W·a×8０００VW影响低品位蒸汽增压供热过程能效比的主要VR＝VQ因素包括蒸汽入口压力、压缩比和压缩机效率等。根据前面给出的计算方法，固定压缩机等熵效率3应用案例和机械效率分别为０.8和０.９，计算得到饱和水蒸汽入口压力和压缩比对能效比影响

7、规律见图2某企业污水处理单元包含两个蒸汽器Ｅ１和和3。Ｅ2，处理量各约5０ｔ／ｈ。Ｅ１蒸发温度约１０６℃，通过管网蒸汽（１１5℃，０.１7ＭＰａ（Ａ））加热；Ｅ2蒸发温度约９7℃，通过Ｅ１蒸发器乏汽加热。Ｅ2蒸发器乏汽（９7℃、０.０8ＭＰａ（Ａ））的流量大约４2ｔ／ｈ，目前经空冷后排出。如果将Ｅ2蒸发器乏汽增压提高蒸汽品位，增压后的乏汽（０.１7ＭＰａ（Ａ））再进Ｅ１蒸发器，可以替代Ｅ１蒸发器使用的大量加热蒸汽，这样既可充分回收乏汽的大量图2饱和水蒸汽入口压力对增压供热过程能效比的影响冷凝潜热及冷却显热，又可大幅降低冷却水等公（压缩比为2）用工程的消

8、耗，具体流程见图４。图3压缩比对增压供热过程能效比的影响（饱和蒸汽入口压力为０.１ＭＰａＡ）结