[发明专利]一种多源耦合热泵余热利用系统

说明书

本发明公开了一种多源耦合热泵余热利用系统，其特征在于：煤矿企业生产中会产生大量废热，主要包括：矿井回风中的废热资源、矿井排水中的废热资源、瓦斯电站发电机组余热资源、煤矿井下岩石蓄热等。系统性能系数影响因素包括：驱动热源温度、循环水出口温度、热水回水温度、热水供水温度。得出矿区可利用的余热热源，不同热源的供热过程，得到多源耦合热泵余热利用系统，实现矿区余热再利用。通过其各影响因素，得出多源耦合热泵余热利用系统最佳工作参数，驱动热源温度为148℃，循环水出口温度为19.5℃，热水回水温度为45.5℃，热水供水温度为56℃。通过构建多源耦合热泵余热利用系统，是提高经济性、节约燃料的一条有效途径，为矿区及其他工业构建多源耦合吸收式热泵余热利用系统提供技术参考。

技术领域

本发明涉及一种多源耦合热泵余热利用系统，属于能源行业技术领域。

背景技术

余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。余热回收利用是提高经济性、节约燃料的一条重要途径。尽管我国能源行业迅速发展，但仍和发达国家有较大差距，我国能源结构仍以煤炭等化石能源为主。我国大中城市的供热以热电联产的大型煤电机组为主，中小城市则为分散锅炉房。热电联产可以提高煤炭利用率，降低煤炭燃烧对环境的污染。燃煤电厂一般采用抽汽供热，但是这种供热方式会产生大量低温冷却水，经冷却塔降温后继续回到凝汽器吸收热量。冷却塔处的热量直接散失到环境，能量损失较大，如果将这部分低品位热源进行有效利用将大幅提高燃煤机组的供热能力。类似的低品位热源还有很多，包括：矿井回风中的废热资源、矿井排水中的废热资源、煤矿空压机散热、煤矿供热锅炉等。在我国煤炭资源受限、电力紧缺的情况下，吸收式热泵系统将比传统锅炉和压缩式热泵具有更高的经济性和环保性。吸收式热泵可以实现热量从低温热源向高温热源传递，从而提高能源利用率。美国B.C.L.公司和A.C.公司较早的开展了吸收式热泵系统应用，将其用于回收炼油厂、造纸厂废蒸汽余热，取得了较好的效果。随后，日本建立了多套吸收式热泵装置用于石化企业废热回收，不仅减少了热量损失而且取得了可观的经济效益。我国已经基本掌握了吸收式热泵技术，但是其应用还不广泛。本专利一种多源耦合热泵余热利用系统，以矿区余热源为对象，对吸收式热泵系统进行计算，说明了机组性能参数的影响因素。建立余热回收利用的系统，为多源耦合吸收式热泵余热利用提供技术参考。

现有方法主要存在以下问题：

（1） 传统燃煤锅炉效率偏低，大量低品位余热无法得到利用。

（2） 在我国能源结构仍以煤炭等化石能源为主。我国大中城市的供热以热电联产的大型煤电机组为主，中小城市则为分散锅炉房。热电联产可以提高煤炭利用率，降低煤炭燃烧对环境的污染。燃煤电厂一般采用抽汽供热，但是这种供热方式会产生大量低温冷却水，经冷却塔降温后继续回到凝汽器吸收热量。冷却塔处的热量直接散失到环境，能量损失较大。

（3） 现有将吸收式热泵用于热电联产集中供热，将一次网的回水温度控制在20℃以下，不仅提高了一次网回水温差，同时提高管网输送能力；有将6×30 MW吸收式热泵用于回收循环水热量，其可向144万m2的建筑供热；有将煤矿供热锅炉拆除，利用水源热泵回收矿井回风、矿井排水、奥灰水等处的余热，实现了矿区多种余热源耦合供热，但是其应用还不广泛。

发明内容

本发明一种多源耦合热泵余热利用系统，也是一种吸收余热利用优化方法。对于煤矿企业生产中会产生大量废热，主要包括：矿井回风中的废热资源、矿井排水中的废热资源、瓦斯发电机组余热资源、煤矿井下岩石蓄热等。而系统性能系数影响因素包括：驱动热源温度、循环水出口温度、热水回水温度、热水供水温度。通过构建多源耦合吸收式热泵系统实现了矿区余热再利用。以矿区余热源为对象，提出了多源耦合吸收式热泵余热利用系统。建立了余热回收过程，可为多源耦合热泵余热利用提供参考。