供热工程循环余热利用技术优化研究.pdf
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1、Intelligent Building and Construction Machinery智能建筑与工程机械2024年 3月Mar.2024第6卷 第3期Vol.6 No.30引言随着全球能源结构的转型,清洁能源的开发和利用成为了重点。供热工程作为传统能源消耗的重要领域,其能源利用方式和效率对清洁能源的发展有着重要影响。通过优化余热利用技术,可以推动供热工程的能源结构转型,促进清洁能源的发展。供热工程作为能源消耗的重要部分,通过余热利用技术的优化,可以减少能源浪费,降低温室气体排放,为应对气候变化作出贡献1。随着社会能源价格不断上涨,提高能源利用效率成为了企业生存和发展的关键。优化余热利用
2、技术,可以提高供热工程的能源利用效率,降低运营成本,提高企业的竞争力。在供热工程中,循环余热通常是指在供热过程中未被充分利用的热量,这些热量会随着废气或冷却水排出系统,造成能源的浪费。然而,随着能源节约和环境保护意识的增强,有效利用循环余热已经成为了一个重要的研究课题。时国华等人2提出基于降低热网回水温度的钢厂余热回收供暖系统,根据余热回收流程,确定余热回收单元及内部换热网络的原则,通过计算循环水余热回收量、烟气余热回收量、乏汽余热回收量,降低余热回收率影响要素。通过引入等效性能系数评估钢厂低品位余热回收系统余热量,完成钢厂余热回收供暖分析。为了提高供热系统的可靠性,李永田等人3提出基于热泵技
3、术的电厂余热利用方法,在分析热泵技术工作原理的基础上,研究喷射式热泵技术、吸收式热泵技收稿日期:2023-11-30作者简介:杨瑞波(1983),男,河北邯郸人,硕士研究生,高级工程师,研究方向:集中供热、热电联产。供热工程循环余热利用技术优化研究杨瑞波,佟 震,杨明昊(中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司,河北 秦皇岛 066000)摘 要:为提高供热工程的热效率,以某供热工程为例,开展循环余热利用技术优化方法的设计研究。采用定义热泵变量和参数的方式,根据热力学第一定律,参照能量平衡方程,建立供热工程循环热泵数学模型。根据供热工程循环热泵数学模型中不同参数之间的关系,调整供热工程热网水压力
4、。通过热泵驱动蒸汽与疏水器改造,实现供热工程循环余热利用技术的优化。实验结果表明,优化后的供热工程循环余热利用率高于优化前的供热工程循环余热利用率,说明设计的技术在实际应用中效果良好,按照规范优化供热工程,可以提高供热工程热效率,即提升工程循环余热利用率。关键词:供热工程;疏水器;数学模型;循环余热中图分类号:TK115文献标识码:A文章编号:2096-6903(2024)03-0117-03术和径向热管技术的基本概念和特点。根据电厂乏气的温度和压力条件,设计相应的热泵系统结构,实现了对乏气的能量回收。在深入此方面内容的研究中发现,供热工程中的余热利用主要是通过回收供热系统中的废弃热量,将其转
5、化为有用的能源,以减少能源的浪费4。然而,在实际应用中,由于技术、设备和管理等方面的问题,余热的利用效率并不高。本文以某供热工程为例,开展循环余热利用技术优化方法的设计研究,旨在通过此次设计,有效地提高供热工程的能源利用效率,减少能源浪费,实现可持续发展目标。1 建立供热工程循环热泵数学模型为满足供热工程循环余热利用技术优化需求,需在设计方法前,建立供热工程循环热泵数学模型。在此过程热泵是一种能够将低位热源中的热量转移到高位热源中的装置。在供热工程中,热泵通常被用来从低位热源(例如地下水、空气等)中提取热量,然后通过制冷剂循环将热量传递给高位热源(例如供热管道、散热器等)。通常采用定义热泵变量
6、和参数的方式,用来描述热泵的工作状态,例如制冷剂的流量、进出口温度、热负荷等5。根据热力学第一定律,建立供热工程循环热泵数学模型,参照能量平衡方程,根据热泵工作过程中能量转换方式,建立如下计算公式所示的热泵数学模型。模型表达式如式(1)所示。qm,shs1=qm,xlhxl+Q (1)式中:qm,s表示参与供热工程的水蒸气质量流量,单位为 kg/s;hs1表示发生器出口位置溴化锂溶液浓度,单位为 kJ/kg;qm,xl表示热网水质量流量,单位为 kg/s;hxl表示王水等压比热容,单位为 kg/(kg );Q 表示吸收器中发生的换热量,单位为 kJ/s。综合论坛智能建筑与工程机械 118 第6
7、卷式(1)中 Q 为未知条件,计算公式如式(2)所示。Q=qm,rc(t2-t1)(2)式中:qm,r表示冷剂水蒸气初始值,单位为kJ/kg;c表示热水网中水流的质量分数,单位为%;t2表示吸收器热水网的出水温度,单位为;t1表示吸收器热水网的进水温度,单位为。将式(2)的计算结果 Q 代入公式(1),以此实现供热工程循环热泵数学模型的构建。2供热工程热网水压力调整为进一步深化供热工程的循环余热利用,应根据供热工程循环热泵数学模型中不同参数之间的关系,进行供热工程热网水压力的调整。在供热工程中,对热网水压力的调整,可以影响供热系统的稳定性和供热效率。在此过程中,通过改变水泵的运行参数,可以改变
8、水在管道中的流速和压力。根据实际需要调整水泵的转速或叶片角度,以实现水压力的调整。如果需要提高管道压力,可以通过增加水泵的数量,使水流的速度加快,从而提高管道的压力。如果需要降低管道的压力,可以通过减少水泵的数量,使水流的速度减慢,从而降低管道的压力6。还可以通过改变管道的直径,改变水在管道中的流速和压力。如果需要提高管道的压力,可以将管道的直径减小。这样可以使水流的速度加快,从而提高管道的压力。在必要的条件下,可以在热网中安装减压阀或增压阀,调整管道压力。通过调整减压阀或增压阀的开度,控制水在管道中的流量和压力。在此基础上,如果供热系统的热源是锅炉或热电联产机组,可以通过调整供热量来改变水在
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