机械蒸汽再压缩的工业余热回收与节能(附件)【字数：17842】
摘 要摘 要机械蒸汽再压缩（MVR）利用热泵原理，回收低温蒸汽余热的同时可提供能取代锅炉蒸汽的高温、高压压缩蒸汽，具有优越的节能特性及较好的应用前景。蒸汽压缩机是MVR系统的核心也是其推广应用的限制所在。螺杆压缩机因其耐液特性，可以通过工作容积内喷水冷却来降低排汽温度，使廉价、高压比、高效、可靠的蒸汽压缩机成为可能，是最为理想的中、小流量蒸汽压缩机机型。本文完成了设计计算单级和两级螺杆蒸汽压缩机的性能参数研究，并将两级螺杆压缩系统与蒸汽锅炉进行节能对比，为证明两级螺杆压缩的节能性提供了依据。首先，分别建立了单级压缩和两级压缩中间冷却的系统原理图，并建立了压缩机工作的模型图，同时通过P-V图比较了单级与两级压缩机的节能性。其次，通过建立的模型分别对两种压缩机系统进行数学模型计算，讨论了不同饱和温升对于压缩机功率、COP以及排气温度的影响，并将两种系统进行比较，得知在相同饱和温升的工况下，两级压缩中间冷却系统性能优于单级压缩系统。接着，将两级蒸汽压缩和蒸汽锅炉进行节能对比，建立了相关的数学模型由于蒸汽压缩是回收工业余热蒸汽来进行再次压缩，这大大降低了能源的需求。通过数学模型计算得知，加热1 kg自来水，蒸汽锅炉所消耗的热量，远远高于压缩1 m3饱和蒸汽，两级蒸汽压缩机所需要的能量。关键词机械蒸汽再压缩；回收；节能
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.1.1能源危机 1
1.1.2能源浪费 2
1.2水蒸汽的工业应用及其高温热泵 4
1.2.1水蒸汽的工业应用 4
1.2.2高温热泵 5
1.3国内外蒸汽再压缩技术研究现状 7
1.4蒸汽再压缩主要特点 9
1.5本文研究内容 10
第二章 MVR原理流程图设计 11
2.1原理简介 11
2.2带有单级压缩机的MVR系统工作原理简图 11
2.3带有两级压缩的MVR系统工作原理简图 12
2.4水蒸汽压缩机选择 12
2.4.1水蒸汽压缩机技术难点 12
2.4.2主要水蒸汽压缩机型式 13
第三章 螺杆水蒸汽压缩机特性计算 15< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 3.1压缩机数学模型计算 15
3.2单级压缩机数学模型计算 15
3.2.1压缩机功耗计算 15
3.3两级压缩中间冷却数学模型计算 16
3.3.1低压级压缩机能耗计算 17
3.3.2中间冷却器换热量计算 17
3.3.3高压级压缩机能耗计算 18
3.3.4压缩机换热计算 18
3.4模拟工况选择 18
第四章 模拟结果与讨论 19
4.1饱和排气温度对压缩机功率的影响 19
4.2饱和排气温度对系统能效比影响 20
4.3饱和排气温度对压缩机排气温度的性能影响 20
4.4本章小结 21
第五章 两级蒸汽压缩与蒸汽锅炉节能对比 22
5.1蒸汽锅炉介绍 22
5.2蒸汽锅炉热量数学模型计算 22
5.3蒸汽压缩与蒸汽锅炉节能对比 23
第六章 结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1研究背景
1.1.1能源危机
随着全球经济及人口的快速发展与增长，能源需求量越来越大，能源问题也日显突出，能源供应已成为制约经济发展的一个重要因素。所谓能源危机主要是针对一次能源中的不可再生资源，包括石油、煤、天然气等矿物能源，一方面其存储量随着不断开采而逐渐减小，另一方面其供应量不能满足经济发展需求。根据BP2009，表11列出了世界主要能源消费国2008年一次能源消费结构，从中可以看出，全球能源消费以石油、煤和天然气为主，分别占34.8%、24.1%和29.2%[1]。表12为对应各国一次能源消费占世界能源消费比例及较2007年的能源消费增长率，从中可以看出中国能源消费仅次于美国，是世界上第二大的能源消费大国，而且中国的能源消费增长率最高，并且自2002年以来，能源消费直线上升，年消费增长率都在7%以上，这与国家GDP的上升基本吻合，反映出我国经济的快速发展及不断的能源需求。
表11 世界主要能源消费国2008年一次能源消费结构[1]
消费机构
石油/%
天然气/%
煤炭/%
总计/%
美国
38.5
26.1
24.6
89.2
中国
18.8
3.6
70.2
92.6
印度
31.2
8.6
53.4
93.2
英国
37.2
39.9
16.7
93.8
日本
43.7
16.6
25.4
85.7
巴西
46.2
10.0
6.4
62.6
德国
38.0
23.7
26.0
87.7
加拿大
30.9
27.3
10.0
68.2
韩国
43.0
14.9
27.5
85.4
总计
34.8
24.1
29.2
88.1
面对不断增长的能源需求，矿物能源的开采也在持续增加，依据一次矿物能源的存储量及目前的开采消耗速率，预计到2038年世界石油存储将会耗尽，煤炭存储量还可开采200年，世界天然气储量大约可供继续开采65年[2]。在全球能源危机的大局下，我国的能源问题更为突出，主要表现为：原油及煤劣质化日趋严重，同时在相当长的时间内以煤和石油作为主要的能源消费结构具有不可替代性[3]，原油进口依赖度高达58.5%，超过了国际上公认的“安全警戒线”[4]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.1.1能源危机 1
1.1.2能源浪费 2
1.2水蒸汽的工业应用及其高温热泵 4
1.2.1水蒸汽的工业应用 4
1.2.2高温热泵 5
1.3国内外蒸汽再压缩技术研究现状 7
1.4蒸汽再压缩主要特点 9
1.5本文研究内容 10
第二章 MVR原理流程图设计 11
2.1原理简介 11
2.2带有单级压缩机的MVR系统工作原理简图 11
2.3带有两级压缩的MVR系统工作原理简图 12
2.4水蒸汽压缩机选择 12
2.4.1水蒸汽压缩机技术难点 12
2.4.2主要水蒸汽压缩机型式 13
第三章 螺杆水蒸汽压缩机特性计算 15< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 3.1压缩机数学模型计算 15
3.2单级压缩机数学模型计算 15
3.2.1压缩机功耗计算 15
3.3两级压缩中间冷却数学模型计算 16
3.3.1低压级压缩机能耗计算 17
3.3.2中间冷却器换热量计算 17
3.3.3高压级压缩机能耗计算 18
3.3.4压缩机换热计算 18
3.4模拟工况选择 18
第四章 模拟结果与讨论 19
4.1饱和排气温度对压缩机功率的影响 19
4.2饱和排气温度对系统能效比影响 20
4.3饱和排气温度对压缩机排气温度的性能影响 20
4.4本章小结 21
第五章 两级蒸汽压缩与蒸汽锅炉节能对比 22
5.1蒸汽锅炉介绍 22
5.2蒸汽锅炉热量数学模型计算 22
5.3蒸汽压缩与蒸汽锅炉节能对比 23
第六章 结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1研究背景
1.1.1能源危机
随着全球经济及人口的快速发展与增长，能源需求量越来越大，能源问题也日显突出，能源供应已成为制约经济发展的一个重要因素。所谓能源危机主要是针对一次能源中的不可再生资源，包括石油、煤、天然气等矿物能源，一方面其存储量随着不断开采而逐渐减小，另一方面其供应量不能满足经济发展需求。根据BP2009，表11列出了世界主要能源消费国2008年一次能源消费结构，从中可以看出，全球能源消费以石油、煤和天然气为主，分别占34.8%、24.1%和29.2%[1]。表12为对应各国一次能源消费占世界能源消费比例及较2007年的能源消费增长率，从中可以看出中国能源消费仅次于美国，是世界上第二大的能源消费大国，而且中国的能源消费增长率最高，并且自2002年以来，能源消费直线上升，年消费增长率都在7%以上，这与国家GDP的上升基本吻合，反映出我国经济的快速发展及不断的能源需求。
表11 世界主要能源消费国2008年一次能源消费结构[1]
消费机构
石油/%
天然气/%
煤炭/%
总计/%
美国
38.5
26.1
24.6
89.2
中国
18.8
3.6
70.2
92.6
印度
31.2
8.6
53.4
93.2
英国
37.2
39.9
16.7
93.8
日本
43.7
16.6
25.4
85.7
巴西
46.2
10.0
6.4
62.6
德国
38.0
23.7
26.0
87.7
加拿大
30.9
27.3
10.0
68.2
韩国
43.0
14.9
27.5
85.4
总计
34.8
24.1
29.2
88.1
面对不断增长的能源需求，矿物能源的开采也在持续增加，依据一次矿物能源的存储量及目前的开采消耗速率，预计到2038年世界石油存储将会耗尽，煤炭存储量还可开采200年，世界天然气储量大约可供继续开采65年[2]。在全球能源危机的大局下，我国的能源问题更为突出，主要表现为：原油及煤劣质化日趋严重，同时在相当长的时间内以煤和石油作为主要的能源消费结构具有不可替代性[3]，原油进口依赖度高达58.5%，超过了国际上公认的“安全警戒线”[4]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jzgc/jzx/355.html
