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化工厂空调系统的余热回收利用
来源: | 作者:nbjnwa | 发布时间: 2016-03-25 | 2037 次浏览 | 分享到:

概述
 
    Hoffmann-La Roche 是瑞士巴塞尔一家大型化工企业。该企业研究出一种改进方案,从冷却水中分离出大约25%的废热,为四幢楼里的空调系统进口空气预热(以前那些废热都是直接排入莱茵河)。设备耗资300万瑞士法郎,由此带来的年净收入为65-80万瑞士法郎。
 
项目目标
 
    此项目目标是利用生产基地其他建筑中产生的废热作为空调系统的替代能源。化工生产和冷冻厂产生的废热以前都是未加利用就排放到莱茵河中。在新工厂中,这些废热通过中间循环系统被用来预热空调系统的进口空气。莱茵河畔四幢建筑采用这一方法,在能源节约方面已产生了可观的效益。
 
原则
 
    最初的设想为是利用工厂排放的废气所带的热能。然而这一方法是行不通的,因为那些气体可能已被污染,而瑞士的有关条例规定为避免引起水体污染,这些气体必须先净化。因此将废气作为热源是一套行不通的方案。

    因而该公司改用废水冷却反应过程和利用冷冻厂的废热预热空调系统的入口空气。

    完成设备的这一扩充需要添加一定的设备。需要添加能提供驱动能量三至四倍的热能水气两用热泵。这套设备还允许利用更多的废热从而保证在更寒冷的季节空调系统热能的需要。这一扩充还需要适当的控制工程措施。

    运用这一套电热放大系统(输入输出能量比)设备,每消耗一千瓦驱动能量就获得20-60千瓦的热能。与热泵不同的是,这套设备在外界温度最低时输出最大。
 
现状
 
     位于莱茵河畔的Hoffmann-La Roche 工厂拥有四幢装备有空调系统的建筑。加热的能源来自于一个装有许多锅炉的中心工厂,而且其中的一个锅炉需要整修。先前的一项研究证实锅炉所需的能量特别适合用该建筑中生产过程中产生的废热替代。

    冷却水通过盘状热交换器携带的废热,以前都是未加利用就排入莱茵河。通过整改,冷却水中提取出来的热量通过一个盘状交换器输送到中间系统。在该系统中30%的乙烯乙二醇和水能最大程度地被重复利用。

    在巴塞尔历史最低气温环境中,气体通过预热部分或热交换器,从-11℃加热到10℃。那些气体在空调系统中继续加热以达到规定温度。

    热交换器的效率受热交换器的清洁度显著影响,因此在热交换机的前部分安装了不锈钢制的过滤装置。该装置上有众多200mm宽的开槽。通过压力的细微变化,过滤选择装置依次被自动清洗。为阻止河水中藻类的生长,还采取了适当的措施。设备需要连续监控并需要每周二次进行情况汇报。

    实施这项整改后,冷却水中20%的热量得到回收利用。
 
公司介绍
 
    HoffmannL-La Rocher 公司成立于1896年,是瑞士一家拥有15000名员工遍布100多个国家的国际公司。公司药剂、诊断、维生素和药品精炼四个分公司注重疾病预防、疾病诊断、疾病治疗和大众健康的改善。公司年销售额145000万瑞士法郎(1995年合104000万美元)。
 
经济性
 
    一项经济效率评估(表一)表明采用该新设备每年能节省1345吨的油料,折合5000000多瑞士法郎。这项评估中假设锅炉、输送管道、暖气的总效率为75%。

废热利用有很多优势:

    不再需要具有15吨/时出水量的峰值期锅炉。

    减少各种热泵、风扇和烟道气清洁工艺的能耗。每年大约只需要4000000千瓦电能,却能带来每年400000瑞士法郎的收益。

    每年大约能节省40000瑞士法郎(20%)的原料处理费用。

    每年能减少4200吨二氧化碳和3吨氮氧化物排放。

    新设备不需要蒸汽锅炉。它年耗资约一百万,会导致年负债增加150000(15%)。设备总耗资300万,可带来650000-800000瑞士法郎的年净收入。预计工作寿命为20年。预计360000瑞士法郎的资金投入(例如年投入加上运营费用)的回收周期为5.7-10年。
 
(陈春慧 译)