本文選題：集中供暖　切入點：低品位工業(yè)余熱　出處：《清華大學》2015年博士論文

【摘要】：提高工業(yè)部門的能效、減少集中供暖過程的化石能源消耗,已經成為我國當前節(jié)能減排和治理大氣污染的重點任務。工業(yè)部門排放的低品位余熱不能為其自身所用,但卻可以解決集中供暖熱源緊缺、化石能源消耗過大的問題。目前工業(yè)余熱供暖實踐如雨后春筍般涌現,但由于缺乏系統(tǒng)的理論指導而存在諸多設計和運行方面的不足。本文基于火積分析理論闡明了低品位工業(yè)余熱供暖的實質,圍繞低品位工業(yè)余熱應用于城鎮(zhèn)集中供暖的關鍵問題和對應的解決方法展開研究,成果可用于指導系統(tǒng)的設計、優(yōu)化和運行。針對低品位工業(yè)余熱信息統(tǒng)計,提出了三個層級的目標及相適應的統(tǒng)計方法:服務于宏觀政策制定,采用基于宏觀統(tǒng)計數據的總量估計方法;服務于能源規(guī)劃或供熱規(guī)劃,采用實地調研及問卷調研結合的方法;服務于余熱供暖工程建設,采用實地調研的方法。針對余熱采集,建立起低品位工業(yè)余熱分類體系,總結出余熱采集過程中普遍存在的共性問題,為有關采集技術的開發(fā)與改進提供理論指導。針對余熱整合,以T-Q圖為研究工具,構建了完整的余熱整合理論與方法,闡述了夾點優(yōu)化法、棄熱、吸收式熱泵、電熱泵等方法或技術的內在機理、作用效果、使用條件等,用于指導取熱流程的設計與優(yōu)化。針對余熱輸配,設計出評價一次側回水溫度影響的定量指標,揭示了降低回水溫度的重要意義。總結了降低一次側回水溫度的技術并分析其對輸配和末端傳熱所起的具體作用。針對系統(tǒng)運行調節(jié),指出由于工業(yè)余熱熱源在安全性和調節(jié)性方面存在內在不足,余熱熱源應該只承擔基礎負荷,由常規(guī)供暖熱源參與負荷調節(jié)。結合理論研究,在赤峰市建成國內首個銅廠低品位余熱集中供暖示范項目,基于測試數據展示了該工程案例的運行效果和取得的綜合效益,從而驗證了各個關鍵問題在低品位工業(yè)余熱集中供暖實踐中的重要性及相應技術方法的可行性。
[Abstract]:Improving energy efficiency in industrial sector and reducing fossil energy consumption in central heating process have become the key tasks of energy saving and emission reduction and air pollution control in China.The low grade waste heat emitted from the industrial sector can not be used by itself, but it can solve the problem of the shortage of central heating heat source and the excessive consumption of fossil energy.At present, industrial waste heat heating practices have sprung up, but due to the lack of systematic theoretical guidance, there are many deficiencies in design and operation.Based on the theory of fire product analysis, this paper clarifies the essence of low-grade industrial waste heat heating, and studies the key problems and corresponding solutions to the application of low-grade industrial waste heat in urban central heating. The results can be used to guide the design of the system.Optimization and operation.In view of the low grade industrial waste heat information statistics, the paper puts forward three levels of objectives and corresponding statistical methods: serving for macro policy making, adopting the gross estimation method based on macro statistical data, serving for energy planning or heating planning,The method of combining field investigation and questionnaire investigation is adopted, which serves the construction of waste heat heating project and adopts the method of field investigation.The classification system of low-grade industrial waste heat is established for waste heat collection, and the common problems in the process of waste heat collection are summarized, which provides theoretical guidance for the development and improvement of collection technology.In view of waste heat integration, a complete theory and method of waste heat integration is constructed with T-Q diagram as a research tool. The inherent mechanism, effect and application conditions of pinch optimization method, heat rejection method, absorption heat pump, electric heat pump and so on are expounded.It is used to guide the design and optimization of heat removal process.A quantitative index was designed to evaluate the influence of primary backwater temperature on residual heat transfer and distribution, and the significance of reducing backwater temperature was revealed.The technology of reducing primary backwater temperature is summarized and its effect on transport and terminal heat transfer is analyzed.In view of system operation regulation, it is pointed out that due to the inherent deficiency of industrial waste heat source in safety and regulation, the waste heat source should only bear the basic load, and the conventional heating heat source should participate in the load regulation.In combination with theoretical research, the first domestic demonstration project of low-grade waste heat central heating in Chifeng City has been built. Based on the test data, the operation effect and comprehensive benefit of the project case have been demonstrated.Thus, the importance of each key problem in the practice of low-grade industrial waste heat central heating and the feasibility of corresponding technical methods are verified.
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU995

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本文編號：1711313