熱泵替代蒸汽(鍋爐)供熱項目專項能源審計
1、項目概述
1.1項目背景
貴司現有的空調系統加熱&加濕、電鍍工藝加熱、RO系統原水預熱、生活熱水等都是采用天然氣蒸汽鍋爐供熱。2023年的天然氣消耗量為231.4萬方,蒸汽用量為28,892噸,燃氣費用1000多萬元。
飽和蒸汽用于低溫介質加熱(<100℃),不僅?損失大,熱能的利用率也低。蒸汽冷凝水沒有回收利用,再加上管道與設備散熱、疏水器泄漏等損失,蒸汽能量的實際利用率不到70%。

圖1 2023年天然氣&蒸汽消耗量統計
本案擬通過換熱網絡系統平衡與優化,并結合工業高溫熱泵技術,最大限度回收利用換熱網絡內部的各種余熱資源,減少或完全替代市政蒸汽供熱,助力企業早日實現減碳增效。按照貴司給定的節能目標50%計算,需要節省燃氣費用500萬元!
1.2、現有換熱網絡

圖2蒸汽換熱網絡系統圖
1.3、工業高溫熱泵原理

圖3熱泵工作原理示意圖
2.、現有換熱網絡冷熱流調查
2.1、用熱需求調查
2.1.1純水系統原水預熱

圖4純水系統原水預熱計算表
冬季溫度低,RO產水率低,系統產水量不能滿足生產用水需求,需要將RO進水溫度加熱到20~25℃,才能保證生產用水穩定供應。如圖4計算所示,RO原水預熱年耗汽約4752噸,這部分耗汽可以完全低溫余熱替代。
2.1.2MAU新風預熱

圖5 MAU新風預熱計算表
以現有的5臺MAU計算,每臺新風量約40,000Nm3/hr,總的風量200,000Nm3/hr,送風溫度假定18℃,年耗汽約1,990噸,最大用熱量在一月份,平均每小時耗氣約737.5Kg,熱當量約為457,250Kcal/hr。
這部分耗汽可以完全用空壓機與冷凍機的余熱替代,無需采用高溫的蒸汽加熱。
2.1.3表面處理工藝用熱

圖6表面處理工藝加熱計算表
2.1.4車間辦公室供暖

圖7車間&辦公室供暖負荷計算表
2.1.5生活熱水用熱

圖8生活熱水用熱計算表
2.2余熱源調查
2.2.1空壓機余熱
2.2.2冷凍系統余熱
2.2.3工藝熱排風余熱
2.2.4廢水余熱
2.2.5廢氣余熱
2.2.6燃氣鍋爐煙氣冷凝余熱
2.2.7蒸汽冷凝水余熱
2.3、換熱網絡系統熱平衡分析

2.4、換熱網絡多維度分析與評估
根據冷/熱源調查、熱平衡分析、能源成本等相關性數據,結合能源利用效率、投資回收期等,對既有的換熱網絡系統進行全面評估,為后續的換熱換熱優化提供決策依據。
3、換熱網絡系統優化方案
有的企業換熱網路系統比較龐大,整體量化分析可能比較困難,可以采用系統分解法,將換熱系統拆解成多個便于量化分析的子系統,最后在做綜合評估分析與優化。
3.1、換熱網絡子系統
3.1.1、空壓機余熱回收利用圖9空壓余熱回收利用系統圖

3.1.2、循環冷卻水余熱利用

圖10工業冷卻水系統能效管理與余熱利用系統圖
3.1.3燃氣鍋爐煙氣冷凝余熱利用

圖11鍋爐煙氣冷凝余熱回收利用系統圖
3.1.4、電鍍涂裝線余熱回收利用

3.1.6、換熱網絡系統優化

4、系統配置
5、投資估算
6、經濟效益評估
7、節能效果確認
7.1、HCM1158H超聲波能量計
HCM1158H超聲波能量計是一款外夾式雙計能量表,可實現“冷”、“熱”雙向獨立計量功能,一表多用,滿足用戶不同的需求,可以對冷(熱)量、水流量、供回水溫度等進行連續測量,并計算出累積流量、累積冷(熱)量、溫差等,適用于冷凍水系統、循環冷卻水系統、熱水系統能效監測、分析及系統優化。

圖12 HCM1158H-E04外夾式超聲波能量計
7.2、節能量對比

圖13改善前后用汽量比較圖
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