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柠檬酸钙过滤机_柠檬酸钙的副作用

来源：互联网 2022-05-21 21:03:23

高温热泵机组在工业废水余热利用中的应用

摘 要 利用工业废水的余热柠檬酸钙过滤机，运用PLC自动控制系统柠檬酸钙过滤机，采用热泵多级串联换热方式，制取高温生产用水，实现热能的再次使用。

关键词 热泵 PLC 最小拍控制方式 多级串联换热 排气 温度传感器

一、工程概述

本工程为宜兴协联生物化学有限公司年产八万吨柠檬酸及盐类项目生产工艺余热回收节能系统工程，位于江苏省宜兴市。在生产中，产生大量55～60℃左右的废糖水，柠檬酸生产中和工艺需要温度80℃的热水。经多番比较，宜兴协联最终选择永源热泵为其提供高温热泵机组，回收废水中的余热，供应 80℃的工艺用水。这在整个柠檬酸生产领域是首次使用，具有很强的示范意义。

二、设计参数

废糖水柠檬酸钙过滤机：水质为酸性，PH4.0～4.5 ，COD为 6000～10000ppm, Ca2+浓度600ppm，并含有少量柠檬酸钙固体颗粒杂质和悬浮物，进水温度55℃～60℃，换热后降到35±2℃，流到沉淀池，再进行生化处理，流量为3000m3/天。

生产用水柠檬酸钙过滤机：自来水，进水温度20℃～32℃，换热后升到80±2℃，流入生产车间蓄水罐，流量为70m3/h。

三、方案设计

1． 热负荷的确定

热水负荷：Qr=0.001163×v×（tr-t1）

式中：v—热水用量，L/d，热水按70m3/h计算 ；

tr—热水温度，取80℃；

t1—冷水计算温度，取20℃；

热水负荷：Qr＝0.001163×70×1000×（80-20）＝4885kW

2． 热源机房方案

（1）方案概述

本工程采用中高温热泵机组与高温热泵机组串联的方式制取生产热水，20℃的自来水先与55～60℃的废糖水通过板式换热器进行一次热交换，将温度提升到43℃，然后通过水源热泵机组将温度提升至80℃左右。

（2）水源热泵机组

依据热水负荷和水源热泵机组技术参数，选用1台YSSR1300H和1台YSSR1500H水源热泵机组，采用多级串联换热方式。

单台YSSR1300H机组的性能参数：

制热量：1285.0kW 制热功率：394.0kW

冷凝器流量：112.0m3/h 蒸发器流量：125.0m3/h

蒸发器进出水温度：45℃/39℃ 冷凝器进出水温度：62℃/72℃

单台YSSR1500H机组的性能参数：

制热量：1310.0kW 制热功率：425.0kW

冷凝器流量：112.0m3/h 蒸发器流量：125.0m3/h

蒸发器进出水温度：39℃/33℃ 冷凝器进出水温度：72℃/82℃

（3）系统原理简述如下：

柠檬酸钙过滤机

本工程使用125t/h、57.5℃的废糖水，二次侧生产进水20℃。

废糖水经过板式换热器⑥换热后降为42℃，二次侧生产出水升为43℃，水量为70t/h；废糖水再经过板式换热器⑧出水降为32℃，二次侧生产出水经过板式换热器④换热后的为80℃，供生产使用。

板式换热器与热泵机组热交换采用串联闭式环路，设计流量为120t/h，

闭环1：从热泵机组①蒸发器换热出水38℃，进入热泵机组②蒸发器再次换热，出水为33℃，再回到板式换热器⑧与废糖水换热，出水升为41℃，回热泵机组①蒸发器；

闭环2：从热泵机组①冷凝器换热出水82℃，进入板式换热器④换热后降到62℃，再进入热泵机组②的冷凝器，出水升为温度72℃，再进入热泵机组①冷凝器升到82℃。

（4）机房设置

热泵机房位于废糖水附近办公楼的5层，机房面积约140㎡，机房设备总功率：

394+425+15+11+11+15＝871KW，

（5）控制系统及配置

将水源热泵机组和外围设备（包括4台循环水泵）综合组成一个PLC集中控制系统。通过人机界面或DCS实现控制功能一体化，实现水泵的起动和热泵机组的连锁运行；通过人机界面设置运行参数，了解系统的水温、流量以及水泵的运行状态，满足冷热负荷要求。系统运行有手动/自动两种状态。，

配电柜防尘等级IP54，电机采用F级绝缘、B级考核、IP54。

该控制系统特点和功能：

A、根据能效和设备性能提供最优设备运行组合，优化每台机组负荷分配，提供智能控制以便最大限度的根据负荷需求实现节能运行，合理控制机组运行台数，实现系统最佳节能运行。

B、采用PID最小拍控制方式，综合考虑系统供水温度设定值与系统负荷变化趋势，使系统尽快平稳到达设定值。

C、对各台机组及水泵的运行时间均衡处理，自动切换机组的运行次序，根据每台机组的累计运行时间，自动选择运行时间最短

的机组，使每台机组均衡运行，磨损相近，以延长机组寿命。

D、对循环水泵实现联锁控制，在水泵运行后 ，热泵主机自动运行，并且具备断电恢复后自动起动的功能。

E、全面显示系统运行状态和主要参数，累计热泵机组、水泵的运行时间，具有故障报警、报告及故障诊断信息的功能。

F、提供严密的安全等级及操作权限，能够设置不同权限级别的操作密码。

G、具有自动存储档案数据及记录打印的功能，按照使用要求保存历史运行数据，并且能够根据需要自动编制热泵机组管理报告。

柠檬酸钙过滤机

系统运行界面

系统控制说明：（见自动控制流程图）

开机起动5号和7号泵，检查水源侧、负荷侧流量，水源侧、负荷侧进出水温度，

1.当废糖水出水温度 < 34℃，加大三通阀M开度，进行水路旁通，减少进入板式换热器⑧的水流量；变频加速7号泵；加大废糖水流量，使废糖水温度上升；

2.当水源侧出水温度 > 36℃，减小三通阀M开度；变频减速7号泵；

3.当生产用水出水温度 < 79℃，变频减速5号泵，减少生产用水流量，使生产用水温度上升；

4.当生产用水出水温度 > 81℃，变频加速5号泵；

自动控制流程图

四、工程实际运行状况

（1）高温热泵机组在实际的运行中出水温度在82℃以上；

（2）每天至少可以制取70m3以上的80℃的生产热水；

（3）废糖水经取热后温度降为33℃以下，进入沉淀池沉淀过滤后，再进行生化池对原料进行生化处理。

（4）省去了废糖水的冷却散热，将废糖水中的热量进行回收，为生产提供高温热水，经实际运行，使用效果达到了设计的预想效果。

（5）减少了冷却塔及市政蒸汽的投资及运行费用，根据实际运行的监测，初步保守估算一年收回投资成本。

五、结论

热泵系统不但可以用在冬季采暖、夏季制冷及提供日常生活热水上，还可以用在工业废水，地热尾水，电厂尾水等热回收再利用系统中，出水温度可以达到80℃以上，完全可以满足相关工程的需求。

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