[发明专利]一种高温热泵型蒸汽发生机组性能评价方法与测试装置

说明书

本发明属于高温热泵应用评价领域，具体是涉及一种高温热泵型蒸汽发生机组性能的评价方法和测试装置。测试装置利用水位传感器检测闪蒸器内水位，并通过与闪蒸器高温热水回水管路相连的流量调节阀开度保证闪蒸器内水位恒定，流量计用于统计闪蒸器的补水量，补水量即机组蒸汽发生量；评价方法以蒸汽发生效率η为评价指标，蒸汽发生效率η为蒸汽发生机组输出的蒸汽质量流量除以机组低品位热源输入量与压缩机消耗功率P_c及高温水泵消耗功率P_p之和所得的比值。本发明提出的蒸汽发生机组性能测试装置适用于提取各类工业余热、可产生超过100℃高温蒸汽的高温热泵型蒸汽发生机组的性能检测中。

技术领域

本发明属于高温热泵应用评价领域，具体是涉及一种高温热泵型蒸汽发生机组性能的评价方法和测试装置。

技术背景

节能减排已成为整个社会的共同任务。作为一种新型的工业余热回收技术，基于压缩式制冷循环的高温热泵型蒸汽发生机组，可充分利用地热水、工业余废热等低品位的热源，补充消耗一定的电能来获取高温蒸汽(超过100℃)，可应用于城市供暖、畜牧业深加工、化工气体加热等重点领域，尤其适合应用于同时具有余热资源和蒸汽需求的企业。

现有技术中高温热泵型蒸汽发生机组结构示意如本申请说明书附图图1所示，其利用压缩式制冷循环原理是，通过在蒸发器54侧通过热源水进水管56和热源水出水管57中的水作为工作介质提取外部低品位热源中的热量，压缩机51做功消耗一定的电能，压缩机组中循环流动中的制冷剂，在冷凝器52侧对外输出热量，传递输送到高温热水出水管11产生高温热水。机组使用侧高温高压的热水进入经过出水管节流阀111后输送到机组末端设备闪蒸器10节流闪蒸输出蒸汽，蒸汽经蒸汽出口管路13排出，以满足工艺应用需求；同时闪蒸器10底部余下的大量饱和水再回到经过高温热水回水管路14流经高温水泵55循环回到机组冷凝器52。闪蒸器10外接补水管路12进行机组的实时补水。

作为高温热泵应用领域的一类新兴产品，客观地提出产品性能测试评价指标、实现其性能的有效检测显得尤为重要。蒸汽发生量作为高温热泵型蒸汽发生机组的重要部分，主要由闪蒸气模块产生，在机组实际运行时，闪蒸器模块的工作状态受机组运行工况和闪蒸器筒体内部结构设计对于汽液分离效果的影响，蒸汽出口管路发生出的饱和蒸汽带液量会在一定范围内变化，故难以通过流量计仪表直接准确计量蒸汽出口管路的蒸汽流量。因此，现有技术对于该类产品的蒸汽发生量的计量往往使用称重法进行评价，即测量补水量后，对单位时间内蒸汽出口管路排出中的蒸汽带水量进行称重，以二者差值作为机组的有效蒸汽发生量。该方案不能实时反映机组的蒸汽发生状态，并且由于增加了计量称重环节，认为干扰大，不仅导致测得的蒸汽发生量误差大，也使得机组性能的测试结果可信度差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请的目的之一在于提供了一种高温热泵型蒸汽发生机组性能评价测试装置，其以蒸汽发生效率η作为评价的量化指标，可以实时准确计算出蒸汽发生机组蒸汽发生量M_g。

本发明采用了以下技术方案：

一种高温热泵型蒸汽发生机组性能测试装置，该装置安装在蒸汽发生机组闪蒸器上，包括设置在闪蒸器补水管路上的流量计和调节闪蒸器内液体高度的液体控制器，所述液体控制器包括水位传感器和流量调节阀，所述水位传感器用于检测闪蒸器内的水位，且通过检测并控制与闪蒸器高温热水回水管路相连的流量调节阀的开度来调节闪蒸器内的水位，所述流量计用于统计闪蒸器的补水量。

优选的，所述液体控制器还包括与闪蒸器本体连接的液面高度显示器，所述液面高度显示器内部具有容纳液体的空间，所述液面高度显示器通过连接管与闪蒸器形成连通器，所述水位传感器设置在所述液面高度显示器的内部液面上方。

优选的，所述连接管包括上连接管和下连接管，所述上连接管连接闪蒸器和液面高度显示器液面上部空间，所述下连接管连接闪蒸器和液面高度显示器二者的内部液体；所述液面高度显示器内部空间的顶面不低于所述闪蒸器内的液面高度，所述下连接管水平设置。