中低溫熱源熱泵蒸汽機組問世

文/李東周

中低溫熱源熱泵蒸汽機組問世

文/李東周

“為行業獻出最后一分余熱”或許不再是口號，而是化工生產領域的現實。筆者從中科院廣州能源研究所了解到，國內首臺120kW中低溫熱源高溫熱泵蒸汽機組已由該所與煙臺歐森納地源空調股份有限公司聯合研制成功。這一成果為我國工業領域能源高效利用及節能減排提供了新思路。

業界專家認為，該技術填補了國內制取100℃以上高溫蒸汽的熱泵技術空白，極大拓展了熱泵技術的應用領域。從世界范圍來看，該機組的制熱能力、制熱性能系數和蒸汽溫度指標達到國際先進水平。

該技術研發帶頭人、廣州能源研究所研究員龔宇烈表示，中低溫熱源熱泵蒸汽機組是一種高效節能的蒸汽生產新裝置，可實現對中低溫余熱的回收，利用40℃～70℃的工業余熱資源以及地熱等低品位熱源，在降低余熱排放溫度的同時生產100℃以上的高溫蒸汽。據了解，化工、皮革制品、紙漿加工、陶瓷工業、食品煙草和纖維等行業具有大量的余熱資源，同時又有巨大的高溫蒸汽需求，該機組有望在上述行業得到廣泛應用。

龔宇烈指出，傳統高溫熱泵存在壓縮機排氣溫度過高、高溫工況下制熱性能低等不足，該機組解決了這些技術難題。廣州能源所與歐森納公司合作，在雙方共建的低溫熱能利用技術研發中心平臺進行技術攻關，研究人員主要取得兩項技術突破：一是通過合理的噴液設計，采用改變螺桿壓縮機的螺桿轉速和調節滑閥位置等能量調節方式，使熱泵蒸汽機組在實現高溫蒸汽穩定輸出的同時，將壓縮機的電機溫度控制在安全范圍；二是通過經濟器和過冷器的聯合使用，使熱泵蒸汽機組在高溫工況下仍具備較高的制熱功率和制熱性能系數。

龔宇烈告訴筆者，目前機組的制熱能力、制熱性能系數和蒸汽溫度已經達到設計要求，蒸汽產量正在進一步調試中，最終將實現在熱源溫度為60℃的條件下，機組制熱能力120kW、110℃蒸汽產量120kg/h、制熱性能系數3.0的目標。

據龔宇烈透露，研究人員正針對提高系統閃蒸效率和提高系統經濟性方面做進一步研究，預計1～2年內可實現產業化。該技術已引起企業的廣泛關注，目前研發單位與合作企業達成購買意向協議，未來幾個月將逐漸向工業領域推廣應用。

熱泵蒸汽機是一種以產生高溫蒸汽為目的的新型壓縮式高溫熱泵裝置。近年來，高溫熱泵技術已成為國際熱泵研究的一個基本方向，熱泵技術也成為從建筑應用向工業應用拓展的重要技術途徑。日本超級熱泵項目、國際能源署（IEA）熱泵中心、國際制冷協會（IIR）熱泵發展計劃等研究計劃中，高溫熱泵均是其中重點研究內容之一。