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1、产学研申报书


广东省产学研项目申报书

专题编号: 20110908 专题名称: 产学研引导项目

01024600125788016

广东省产学研项目申报书

项目名称: 申请单位:

基于高温蒸汽热泵的化工精馏节能与清洁生产关键技术 广州泰阳能源科技有限公司 广东顺德西安交通大学研究院

项目负责人: 科技主管部门: 申报日期:

李灵 广州市科技和信息化局 2011 年 1 月 13 日

广东省科学技术厅 二○一○年一月制

广东省产学研项目申报书

一、申请单位基本信息——表 1(企业填写)
单位名称 注册时间 通讯地址 法定代表人 职工情况 总数 广州泰阳能源科技有限公司 2006-09-29 注册资金 网址 www.topsunpower.com 614.3 万元人 企业注册类型 有限责任公司 民币 广州市番禺区东环街迎宾路 730 号番禺节能 邮政编码 510660 科技园内天安科技创新大厦 306 姓 名 性 别 出生年月 1971-02-22 12 人 最高学历 研究生 中高级职称 联系电话 020-22883691 10 人 其它 陈向阳 28 人 男性 技术人员 是

是否建有与项目相关的研发机构 研发机构名称 知识产权情况 (只填与申报项 目相关的情况) 企业是否在园 区、基地注册 是否建有博士 科研工作站 企业信用等级 企业认定或 认证情况 年产值 年利税总额 年出口创汇 近 3 年技工贸 总收入 需要说明 的问题 泰阳能源技术中心 发明专利 申请数 0 是 否 无

研发机构等级

实用新型专利 申请数 5 园区、基地名称 博士科研工作站培 养高级人才情况 资产负债率 授权数 5

软件版权数 0

授权数 0

广州市番禺区天安节能科技 园 共培养博士 0 人 19%

省部产学研示范基地 其它认定或认证情况说明:国家科技部创新基金支持者企业、广州市第一批工商 企业节能服务提供商、广州市首批“节能技术服务平台” 1390 万元 89.56 万元 0 万美元 2010 年 1390 万元 年销售额 年净利润 年研发费 2009 年 988 万元 1390 万元 118.77 万元 208 万元 2008 年 950 万元

由于我司一些项目采用合同能源管理的模式,投资后分十年逐步收回成本和利润 因此当年投资的项目收入是按十年收回的款项折算成当年的金额计算。 本公司于 2010 年 12 月 8 日增资 313.30 万元人民币, 现注册资本为 614.30 万元。

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二、申请单位基本信息——表 2(高校、科研院所或其它非企业法人单位填写)
单位名称 通讯地址 所在省市 法定代表人 卢天健 单位类别 职工情况 知识产权情况 (只填与申报 项目相关的情 况) 部属高校 参与本项目 技术人员 发明专利 申请数 3 是 授权数 3 4 人 参与本项目 中、高级职称 实用新型专利 申请数 0 研发机构等级 国家级 授权数 0 0 2 人 软件版权数 男性 1964-10-14 研究生 029-82665600 广东顺德西安交通大学研究院 广东省佛山市顺德大良新区德胜东路 3 号 广东省 姓 名 性 别 出生年月 最高学历 电 话 网 址 528300 邮政编码

是否建有与项目相关的研发机构 西安交通大学 研发机构名称

广东顺德西安交通大学研究院

单位名称 具体参加单位 (二级机构, 如 流体机械与压缩机国家工程研究中心 学院、 系、 部门 压缩机研究所 等)

参加形式 合作 合作

参与人数 1 3

西安交大流体机械及压缩机国家工程研究中心, 是国家级工程研究中心。 是世行科技发 展子项目, 总资产为世行贷款 350 万美元,国内配套 3050 万元人民币。 中心技术力量雄 厚,共有专职人员 72 人。建有螺杆制冷压缩机及高温热泵特性试验台、跨临界 CO2 制 冷循环试验台、小型冰蓄冷系统控制台等 16 个各种类型专用试验台架。 具体参加单位 具备的科研实 力(限 300 字)

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三、项目基本信息
项目名称 基于高温蒸汽热泵的化工精馏节能与清洁生产关键技术 化工精馏工艺大量使用加热电炉或蒸汽,大部分蒸汽使用后因品位下降或高温产 品通过冷却而浪费热量,高温热泵节能技术充分利用塔顶高温段物料饱和蒸汽余 热,通过热泵循环方式冷却塔顶物料同时对塔底釜液进行加热,通过精确系统控 制,重新使用浪费的余热,制热同时又制冷,代替加热电炉或蒸汽,能效比高, 是节能环保高端技术。 姓 项目总 负责人 项目所属技术 领域 计划类别 申请项目类别 名 李灵 大学 性 别 男性 135030139 50 出生年月 E-mail 1973-10-25 xychensunny@1 26.com

项目主要 内容摘要 (限 150 字)

最高学历

移动电话

新能源与高效节能 省部产学研结合项目 引导项目 姓名 证书号码 证书号码 证书号码 附件名称 附件名称 附件名称

是否有企业科 技特派员参加



姓名 姓名

申请资助经费 项目起止时间

100.00(单位:万元) 2011 年 1 月至 2012 年 12 月 成果形式 发明专利 申请 授权 成果数量 3 1 3 1 成果形式 新产品 新材料 新装备 计算机软件 论文论著 技术标准 其它 1 其它 2 5 成果数量 1

预期成果提供 形式和数量

实用新型专利

申请 授权

外观设计专利

申请 授权

国外专利 新工艺(或新方法、新模式) 技术水平 项目现处阶段 国际领先 研发阶段
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四、项目负责人基本信息(各申请单位(包括联合申请单位)的项目负责人均需填写
该表) 姓名 出生 年月 李灵 1973-10-25 性别 学历 男性 大学 所在单位 广州泰阳能源科技有限公司 学位 学士 现从事 专业 获得最终 华南理工大学 学位院校 电气、节能、蓄能

所学 电机与电器 专业 职称 高级工程师 办公 电话 020-66829800 移动 电话 13503013950

职务 董事长 传真 020-6682 xychensunny@126. E-mail 9988 com

主 要 工 作 经 历

1991 年 9 月-1995 年 7 月 在华南理工大学电力工程系电机及电器专业学习 1995 年 7 月-2001 年 1 月 在广东省邮电管理局机关工程筹建办负责建筑电气及大型机电设 备的安 装、调试及运行工作 2001 年 1 月至今 在广东雅景工程有限公司任董事 2009 年 2 月 入股广州泰阳能源科技有限公司,任技术总监,12 月担任董事长。

主 要 工 作 成 绩

1995 年 7 月--2001 年 1 月在广东省邮电科学技术研究院任工程项目管理/高级工程师,创造 性的解决了很多工作技术上的难题。 2001 年 1 月—至今在广东雅景工程有限公司/任执行董事/从事施工项目管理,为广东省内移 动、联通等电信运营商解决大量技术设备方面的问题,并主持参与多项节能技术的研发及实 施。公司在其领导下,规模不断壮大,现已建成中能科技园等自有物业,超过 25000 平方。 同时在光伏发电的并网控制技术、水蓄能的动态仿真和优化实践、智能电网负荷预测新技术 研究方面具有较高的造诣。

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姓名 出生 年月

曹锋 1974-6-24

性别 学历

男性 研究生

所在单位 广东顺德西安交通大学研究院 学位 博士 现从事 专业 获得最终 西安交通大学 学位院校 制冷与低温工程

所学 制冷与低温工程 专业 职称 教授 办公 电话 029-82663583 移动 电话 13571825806

职务 副所长 传真 E-mail fcao@mail.xjtu.e du.cn

2001-2004 上海交通大学制冷与低温研究所从事博士后研究 2005 至今 西安交通大学压缩机研究所 教师

主 要 工 作 经 历

1.2006 年获得西克优秀学术团队奖 2.2005 年获中国制冷学会科学技术奖一科技进步奖 3.2000 年获教育部科技进步三等奖

主 要 工 作 成 绩

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五、项目合作协议:任务的分工和经费的分配
项目申请单位间的任务分工内容、自筹经费投入分配以及立项后获得资金分配方式。 (一)任务分工 (1)广东顺德西安交通大学研究院承担:资料查阅、技术调研、产品论证、参数和要求提出等前 期研究工作;产 品技术方案设计、机组和系统详细设计、热动力特性等的理论和实验研究工作; (2)广州泰阳能源科技有限公司承担:热泵系统成套化集成制造工作;热泵系统的改进至定 型;高温蒸汽热泵热回收节能技术的推广; (3)双方共同承担:机组的现场示范运行工作(包括联系用户、设备运输、现场安装、调试、开 车、维护、设备返回等) ,机组的验收工作。

(二)自筹经费投入分配 自筹经费投入 300 万元,全部由广州泰阳能源科技有限公司承担,用于基于高温蒸汽热泵的化 工精馏节能与清洁生产关键技术制造、实验、现场运行和推广。

(三)立项后获得资金分配方式 立项资金的分配方式是广州泰阳能源科技有限公司拥有 50%,广东顺德西安交通大学研究院拥 有 50%。

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六、项目投入和产出情况(单位:万元)
项目总投资 680.00 已投入资金 180.00 自筹资金 资金来源 总计 自有资金 银行贷款 国拨资金 省拨资金 地方配套资金 已投入资金 180.00 180.00 政府部门资金 计划新增投资 500.00

配套资金 来源说明 其中 300 万元 由广州泰阳能 源科技有公司 通过增加注册 资本引入实力 战略性股东增 加注册资金解 决;其余 200 万希望通过政 府科技配套资 金解决,其中 100 万元希望 由广东省科技 厅产学研引导 项目资金支 持,另外 100 万元由番禺区 科技局科研资 金配套解决。 20000.00

计划新增投资

500.00

300.00

100.00

100.00

年产值 年利税总额 人才培养数 吸引人才数 计划新增投资预算(单位:万元)

20000.00 3000.00 6 8

年销售值 年出口创汇(万美元) 专利申请数 6

项目预计产出 情况

新增总投资支出预算 经费支出 基本建设费 设备购置费 能源材料费 金额 170.00 95.00 50.00 用途 设备基础,管道,罐体 蒸汽压缩机、电器系统、 换热器 电费、水费
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产学研专项经费支出预算 金额 20.00 用途 设备基础,管道,罐体

20.00

电费、水费

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试验外协费 学术交流活动费 专用业务费 人才培养费 其他 总计

55.00 40.00 60.00 30.00

第三方测试 会议费 交通差旅费、人员工资 人才培训费

10.00 10.00 25.00 15.00

第三方测试 会议费 交通差旅费、人员工资 人才培训费

500.00

100.00

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七、项目计划进度
时 间 进 度 项 目 主 要 内 容 第一阶段,研制出初步产品,并投资安装到客户, 通过使用测试,获得第一手实测资料,并搜集用户 反馈信息,继续深入优化系统,进行产品改进,形 成熟产品系列。 第二阶段,严格控制产品制作质量和现场施工管 理,控制和降低生产和施工成本,组建好产品再 研发、市场营销、项目管理班子。大力拓展市场, 建立销售网络,推广使用产品。 第三阶段,进行市场用户的项目实施,制定企业 标准,批量生产产品,并大面积推广使用,实现 市场效益目标,项目验收。

2011 年 1 月 - 2011 年 9 月

2011 年 9 月 - 2012 年 6 月

2012 年 6 月 - 2012 年 12 月 年 年 年 年 年 月 - 年 月 - 年 月 - 年 月 - 年 月 - 年 月 月 月 月 月

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八、项目组人员情况
项目负责人 序号 姓名 性别 年龄 学历 技术 职称 高级工 程师 从事 专业 电气、 节能、 蓄能 制冷与 低温工 程 所在单位 广州泰阳能源科技 有限公司 签名

1

李灵

男性

38

大学

2

曹锋

男性

37

研 究 生

教授

广东顺德西安交通 大学研究院

主要开发人员 序号 姓名 性别 年龄 学历 技术 职称 高级工 程师 高级工 程师 工程师 从事 专业 自动化 及节能 自动化 所在单位 广州泰阳能源科技 有限公司 广州泰阳能源科技 有限公司 广州泰阳能源科技 有限公司 广州泰阳能源科技 有限公司 广州泰阳能源科技 有限公司 广州泰阳能源科技 有限公司 广州泰阳能源科技 有限公司 签名

1

宁寿生

男性

56

大学

2

黄维荣

男性

55

大学

3

孟祥跃

男性

53

大学

节能 热能与 动力工 程 机电 节 能 \ 蓄能 热能与 动力工 程 制冷及 低温工 程 压缩机 及制冷

4

王帅

男性

30

大学

工程师

5

何剑清

男性

35

大专 研 究 生

工程师

6

陈向阳

男性

40

工程师

7

张琴

女性

29

大学

工程师

8

王文毅

男性

26

研 究 生

工程师

广东顺德西安交通 大学研究院

9

邢子文

男性

49

研 究

教授

广东顺德西安交通

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技术 建筑环 境与设 备工程

大学研究院

10

胡 斌

男性

26

研 究 生

工程师

广东顺德西安交通 大学研究院

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九、审核意见
同意上报。

法人代表(签章) : (单位盖章) 申 2011-01-17

法人代表(签章) : (公章)

年 请









法人代表(签章) : (公章)

法人代表(签章) : (公章)













法人代表(签章) : (公章)

法人代表(签章) : (公章)













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同意申报

县(区)科技局 法人代表或负责人: 谢文杰(已电子签章) 2011-01-17 my6CbPjMPRt9yj6pBF+V+BlU121KAsIeqM/DTZROZ86spVmTFi+fM96uZg2XGFFVFeWPeE3NXUggRM cTzzR4cQ0lAzXxQxT2sP26bGv/yKdbJMQ+s5CFNw5LfNIfW5znZLg0BZ+hBIftCUIfWihhsrDzC8QV Jvfocg8sI7v1Qj4= 同意 地级以上市科技局(省直单位、省内高校) 法人代表或负责人:潘泽勇 (单位盖章) 2011-01-18
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项 目 科 技 主 管 部 门 意 见

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基于高温蒸汽热泵的化工精馏节能与清洁生产关键技术 省部产学研结合项目可行性报告 1、立项依据 1、1 项目的目的及意义
自主创新是我国从制造大国转变为制造强国的核心,当前我国制造业的发展面临资源、 能源和环境的多层制约,预计未来 20 年制造业的增长,如果单纯依靠数量增长,这是资源、 能源和环境所不能承受的。因此我国必须依靠科技进步,采取绿色制造技术,在提高产品质 量和附加值的同时,努力降低资源和能源消耗,这是未来制造业的发展方向。我国是世界上 产值能耗最高的国家之一,无论是横向与国外先进水平比,还是从自身纵向发展看,我国企 业的节能空间和潜力很大。作为后发型工业化国家,我国有后发优势,现在许多节能技术已 经非常成熟,可以直接利用。过去 20 年的粗放型增长,浪费了许多能源。这同时说明我国 有很大的节能潜力,应当转变观念,把节能当成一种资源去开发。 (1) 化工精馏工艺中,大量使用加热电炉或者蒸汽,资源利用效率低。 在工业能耗中, 化学工业占很大比例, 精馏是化工过程中最重要且应用最广泛的分离操 作,其缺点是能耗大,热力学效率很低。很多工厂的精馏工段总效率低于 10%。 石油化工装置有 2 个主要的基本过程,一是反应过程,另一是分离过程,通常,分离过 程的能耗要占装置总能耗的 80%左右。在分离过程中最常用而有效的方法是精馏,精馏过 程是以热能的消耗换取石油化工产品的分离提纯, 由于过程的不可逆性很大, 而热力学效率 很低(10%左右), 因此能耗很高。 精馏过程的能耗要占整个石油化工装置总能耗的 60%左右, 因此要降低石油化工装置的能耗关键是要做好精馏过程的节能。 我国石油化工行业的能耗是 亚太地区平均水平的 1.5 倍左右,其主要原因是对节能技术开发及应用不够,尤其对能耗高 的精馏过程, 多数装置只是简单地采用普通精馏, 只是在操作条件、 塔内分离构件上做文章, 虽然能取得一定的成效,却不能大幅度降低能耗。 《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 一 2020 年)》 重点领域排第一位就是能源, 第一个优先主题就是工业节能,坚持节能优先,降低能耗,攻克主要耗能领域的节能关键技 术,大力提高一次能源利用效率和终端用能效率。重点研究开发冶金、化工流程工业等主要 高耗能领域的节能技术与装备,开发能源梯级综合利用技术。伴随国家“十一五”节能目标 的进一步实施,要求单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低 20%左右。因此如何充 分利用科学新技术,节约能源,发展低碳环保经济,已成为摆在各化工厂家田面前迫在眉睫 的课题。 (2)采用高温热泵技术,代替加热电炉或者蒸汽,发展节约能源,环保低碳的新途径。

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热泵是一种利用少量高品位机械能,将低温位热能的温度提高到更为有用的水平的装 置,获得热泵的基本方式是机械压缩。对于精馏塔,如果能把塔顶气相的热量用于加热塔底 物料, 就能节省外供热和外供冷。 将制冷循环与精馏塔的塔顶冷凝器和塔底再沸器结合起来, 使制冷工质汽化向塔顶供冷, 同时工质通过冷凝向塔底供热, 就能使能量从低温处流向高温 处,从而获得节能效果。热泵精馏即是依据热力学第二定律给系统加入一定的机械功,将温 度较低的塔顶蒸汽加压升温,作为高温塔釜的热源。因为回收的潜热用于过程本身,又省去 了塔顶冷凝器、冷却水和塔釜加热蒸汽,可使精馏的能耗明显降低。

图 1 三种蒸汽压缩式热泵精馏流程图 目前,热泵技术成为肩负清洁生产和节能降耗双重使命的重要技术之一,受到世界各国 的重视。该技术主要用于住宅和商业建筑的供暖和制冷,工业用途主要在纺织、食品加工、 石油化工、城市污水处理、海水淡化,以及农业生产等领域,近年来其用途呈广泛拓展趋势。 (3)制热同时又是制冷,综合能效比高,节能效果明显。 目前在热泵行业中, 多数只是单纯的利用制热或者只是制冷, 而很少有制热和制冷同时 利用的, 该精馏热泵系统的节能技术就是充分利用塔顶的高温段蒸汽的余热, 通过热泵循环 的方式对塔底釜液进行加热,达到同时制取热量和冷量,综合能效比非常乐观。 针对粗苯精制工艺, 节能技术的应用取得了明显经济效益和社会效益, 生产能力提高了 30 %~40 %,仅水、电、汽三项每年大体可节约 56 万元。具体计算如下: (1)水费:纯苯塔节约用水 5t/h,每月开工期平均 25 天,水费 1 元/t,全年可节省水 费 3.6 万元;实现汽相进料,取消了吹苯冷凝器,此处不需冷却水。每小时吹苯原用 20t 工业水,全年可节省水费 14.4 万元。 (2)蒸汽消耗降低:全系统每小时消耗蒸汽降低 0.5t,蒸汽 100 元/t,全年可节约蒸汽 费用 36 万元。 (3)节省电费:纯苯塔减少一台电动机(汽相进料),容量 4 kW,每度电 0.66 元,全年可 节电费 1.9 万元。 由此可见,如果将针对蒸馏水生产开发的基于热泵技术及多效蒸馏工艺的蒸馏装置 (6500Kg/h)的相关技术引进到石油和化工领域蒸馏装置中(1000 万 t/a) ,其节能效果不 言而喻。

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综上,研发化工精馏工艺用高温热泵技术,对实现“十一五”期间,单位国内生产总值 能源消耗比“十五”期末降低 20%左右的节能目标具有重要的现实意义。

1、2 国内外技术发展现状与趋势
精馏是化工过程中重要且应用最广泛的分离操作, 而传统的精馏设备能耗大, 热力学效 率很低。对此,人们提出了多种节能措施。大量的理论分析、实验研究以及工业应用表明, 热泵精馏的节能效果十分显著。 (1)热泵精馏的国内外进展 世界各国的能源消耗中, 以热能消耗量为最大。 在一次能源变成热能再转换成各种形式 能量的过程中,约有 58.5%的能量是以排气、蒸汽、热水(低温)等排热形式而损失的。而这 些排热损失中,低于 100℃的热能占很大比重。热泵技术的开发为利用低温热能提供了有力 的手段,而且满足了节约能源和保护生态环境的要求。它是一种在外界能量的协助下,把热 能从低温物体转移到高温物体的设热泵精馏流程构建策略及应用研究备。 在化学工业、 石油 化工生产中, 精馏是一个主要的耗能领域。 尽管大多数工业精馏装置的能源利用率不到 10%, 但由于常规精馏塔设备简单、 投资低, 因而至今仍为人们广泛采用。 随着能源价格逐渐上涨, 这种传统的工业装置和设备己受到了来自能源领域的强有力的挑战。 在许多情况下, 采用以 产品物流预热原料、增加塔板数、降低回流量、小温差热交换器、适宜的保温材料和高效填 料等方式可以进行节能, 但这些简单易行的节能方法在很大程度上受限制。 要进一步降低能 耗,只有通过回收塔顶的热量来实现。热泵技术是目前最为突出的、行之有效的节能方法。 近年来, 世界各国对精馏节能都很重视, 以节能为中心的研究和应用得到了迅速的发展。 据统计,在美国 40000 多个精馏塔的耗能量相当于 120 万桶石油,几乎占全国能耗的 3%, 如果从中节约 10%, 每年可节省 5 亿美元。 我国的炼油厂消耗的原油占其炼油量的 8%~10%, 其中很大一部分消耗于精馏过程。 在当今能源紧缺的情况下, 对精馏过程的节能研究就显得 十分重要, 精馏过程的节能首先要选择或设计高效的精馏设备, 其次是确定适宜的操作条件 和参数,以及合理选择多效精馏、热泵精馏、中间冷凝器、中间再沸器等。 热泵技术的发展经历了一个多世纪。1824 年卡诺首先提出热力学循环理论之后,1852 年开尔文具体提出了热泵的设计思想,当时由于条件所限并没有立即得以实现。直到 1917 年德国卡赛伊索达制造厂首次把热泵应用于工业生产上。到 20 世纪 20 一 30 年代,热泵逐 步发展起来。此后由于技术、能源价格等的原因,热泵的发展出现波折,但总的趋势是应用 越来越广泛。随着世界范围对节约能源、保护环境越来越重视,热泵以其吸收环境热能或回 收低温废热来高效制取高温热能的突出优势, 正在得到充分展现。 目前国内外生产的热泵主
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要用于住宅和商业建筑的空调。在产业上应用还不普遍,主要用于低温干燥,如木材、食品 等行业。精馏是化工过程中最重要且应用最广泛的分离操作,其缺点是能耗大,热力学效率 低,许多工厂的精馏工段总效率低于 10%。精馏有许多节能措施,其中一个较优方案是热 泵精馏,其节能效果与经济效益非常显著。 将热泵技术应用于精馏中的这一想法最早在 20 世纪 50 年代由 Robinson 和 Gilliland 提出,此后的半个多世纪该技术发展得很快。Rande 研究了热泵精馏塔结构的选择问题,指出 蒸汽压缩式热泵精馏是最经济的方式,将热泵引入既定的工艺最简便的形式是外部循环工质 闭式热泵精馏系统。Fonyo 指出热泵精馏系统在设计早期就要充分考虑制热系数 COP、能 量消耗、以及有效能消耗的问题,指出投资回收期是衡量热泵精馏系统优劣的重要评价标准。 Fonyo 也给出了一种热泵精馏塔设计的策略,基于该方法,通过 5 个实际的精馏过程例子,对 各种机械压缩式和吸收式热泵予以分析,确定合适的结构和工艺参数。Rivera Ortega 等提出 了一种利用 CGCC(column grand composite curve) 的方法,解决热泵精馏塔换热位置的问题。 同时作者还讨论了考虑能量、资本、温度和电力对燃料价格比这 4 个因素条件下面的优化 问题。 Oliveira 进行了具有蒸汽再压缩式精馏塔的研究; James G. Gebbie 研究了具有不同配 比工质的热泵精馏塔的工作性能的不同,还考察了热量传递的不同速率,压缩工质速率和积累 热量对系统性能的影响,结果表明制冷剂的循环量和组成是系统生产能力的主要控制因素。 80 年代末期,瑞士 Sulzer 公司在乙苯一苯乙稀等精馏装置上采用了热泵,通过一个进 料量为 60t/h、年处理量 250kt 的苯乙烯常规塔与热泵塔数据比较,表明热泵精馏装置的引 进大大减少了苯乙烯生产的能耗。Omar Annakou 和 Peter Mizsey 在进行丙稀- 丙酮的分离 时,研究塔顶蒸汽压缩型热泵精馏塔的一级压缩式和二级压缩式,通过比较传统精馏形式和单 级、二级压缩式热泵精馏流程的过程参数、稳定性、可操作性,废弃排放的优劣方面,分析了 塔顶压力对于经济指标的影响得出结论:二级压缩式热泵精馏方式可操作性更好,而且该形式 能减少 60 %的废气排放量,每年的经济成本只相当于传统精馏塔的 63 %。 热泵研究在我国也有多年历史,早在 20 世纪 50 年代初期,天津大学的一些学者便开始了 热泵研究工作。 国内近年对热泵精馏的研究主要集中在结构设计和性能分析上面。 张宏利对 热泵技术在丙烯- 丙烷精馏塔改造中应用的可能性进行了探讨,通过 ASPEN PLUS 软件的 模拟分析,发现采用开始塔底液体闪蒸形热泵精馏改造的丙烯- 丙烷精馏过程与常规流程一 次性投资相差不多,而采用热泵精馏每年可以节省操作费用达千万, 经济效益明显;朱平,梁燕 波、冯霄就酒精- 水精馏分离过程,提出了一种可行的节能流程- 分割式热泵精馏,并分析了 该流程的实际应用特点。许维秀等归纳了热泵精馏基本应用形式,并就各自特点、性能和应 用条件予以比较详细的分析; 魏奇业等基于 ASPEN DYNAMICS 软件动态模拟,研究了外部 工质形热泵精馏过程的控制问题。邓仁杰等针对常规醋酸丁酯生产工艺能耗高的特点,将热 泵精馏应用于醋酸丁酯的生产中,开发出出醋酸丁酯热泵精馏新工艺。结果表明,与常规工艺 相比,热泵精馏新工艺流程能降低能耗 56.19% ,是一种节能、经济、环保的新工艺。国内这 方面的研究由于压缩机耐高温技术及油温控制技术等一直没有的到很好的解决, 因此化工工 艺用热泵的研究一直处理理论研究阶段,实际应用方面的经验很欠缺。 (2)热泵精馏存在的问题及发展方向 热泵技术在精馏过程中起到节能的作用, 但会受到很多因素的制约。 例如对于热泵精馏 流程塔顶冷凝器与塔底再沸器的换热温差大则会导致热泵系统的实际功耗较大:不同的热泵 类型,各有优缺点,具体采用哪种型式,应依据具体的物系、热源特点、用户要求和经济评 价而定。按照我国不同品质能源比价的情况,石油化工厂采用汽轮机带动热泵压缩机,不仅 有节能效果, 而且有良好的经济效益。 数据不足及一次性投资较大是热泵精馏系统推广的障
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碍。目前,国内现有热泵的温度为 80℃到 90℃,不能满足把釜液加热到一定温度的要求, 化工行业对 130℃热源的需求量很大,提高热泵的热效率和使工质输出热量的温度达到 130 ℃或更高,是热泵技术急切的研究方向。

1、3 项目的产业化前景分析
本项目的产业化目标是研发具有自主知识产权的高温热泵精馏系统。 该热泵精馏系统能 够有效解决现存的能源利用率不高及能源短缺等问题。高效、可靠的用于石油化工生产中, 改变传统化工精馏方式,为发展环保低碳经济寻找新的出路。 在工业能耗中, 化学工业占很大比例, 精馏是化工过程中最重要且应用最广泛的分离操 作,其缺点是能耗大,热力学效率很低。很多工厂的精馏工段总效率低于 10%。石油化工是 我国国民经济发展的支柱产业,据统计,石油化工的能耗约占全国工业总能耗的 15%左右,所 以要完成《纲要》所提出的节能减排目标,做好石油化工装置的节能降耗意义重大。研究新 的高效节能的精馏流程,把普通精馏塔顶蒸汽的冷凝热进行合理有效地利用,实现精馏塔内 或塔间的热集成,从而可以大幅度降低精馏过程的能耗,从根本上解决精馏过程能耗高的技 术关键问题,然后在我国石油化工行业的大型化工装置上推广应用,力争每年创造几十亿元 的节能效益,形成新的经济增长点,带动我国经济的快速发展。 随着我国国民经济的发展,化工产品发热消费增长较快,自 1993 年我国成为石油净进 口国以来,进口原油量逐年增长, 2005 进口原油已超过 240 Mt。对能源的消耗量日益剧增, 据预计,2010 年和 2020 年我国原油需求量将分别达到 295 和 380 Mt ,而国内原油产量将 维持在 160~190 Mt ,供需缺口逐年增大,怎样在这种形势下改变传统工业的现状,节约能 源,可以为节能减排做出很大的贡献。因此有必要积极采用先进的节约和化工精馏新技术, 降低能源的消耗,回收工业余热。可以节约 60%的蒸汽计算,可以节约原油 20 Mt,因此研 发制造能够有效利用化工余热的热泵精馏系统, 回收余热以代替蒸汽或电加热炉来使釜液分 离,在化工精馏行业具有很好的产业化前景。 西安交通大学制冷与低温学科是国家重点学科,具有三维 LDV、粒子成像 PIV、高速摄 影仪等一批先进测量仪器, 为研究提供了良好条件。 另外, 国家计委投资 350 万美元和 3000 万人民币在西安交大建立了国家级 “流体机械与压缩机国家工程研究中心, 为项目的开展提 供了实验室、加工设备等必要的试验研究条件。同时项目组,在制冷压缩机、热泵技术方面 积累了一大批科研成果,相关研究成果获得 2004 年度中国制冷学会科技进步奖,同时获得 2006 年国家科技进步 2 等奖。这些研究、设计工作让课题组在压缩机在高温水源热泵系统 中的应用研究中积累大量经验,相信经过攻关,可以实现高温热泵精馏关键技术的攻关,为 实现产业化奠定技术基础。 广州泰阳能源科技有限公司是一家从事新型高效能量转换与储存技术和产品、 节能管理 系统以及热回收、热泵等节能、环保新技术和产品的研发、制造和推广应用,节能环保项目 投资及节能技术咨询, 采用合同能源管理模式的能源服务公司。 同时泰阳能源科技有限公司 具有良好的研发和产业化工作基础,生产经营状况良好,建有较完善的销售体系,可为本项 目后期产业化及市场推广提供良好的平台。 热泵项目是国家节能减排发展领域支持的科技创新重点项目, 该项目的研发和推广是一 个于环境于社会于企业目前状况和将来持续发展的重要工作, 亦是提高国民生产总值、 改善 居民生活水平的一件大事。由于我司前期工作主要以技术研发、推广节能技术、树立品牌为 主要宗旨,相关项目较少考虑经济效益,基本以社会效益为主要着眼点,缺乏相应的利润积 累。 因此公司的运营资金的融通成为公司技术开发及相应节能技术向社会大规模推广与实施
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的重要制约因素。 科技部门若对我司的项目大力支持, 将推动我司及整个行业向前迈进一大 步。

2、研究开发内容、方法、技术路线 2.1、主要研究内容
(1)压缩机高温工况适应技术研究 高温热泵精馏技术不同于传统技术的主要区别在于利用精馏塔顶的余热来加热釜液, 在 较高的温度下,冷凝器的温度也比较高,因此压缩机排气温度也随之增高,要压缩机能够可 靠运行,必须采取可靠的技术保证。为确保压缩机能够可靠、高效运行,必须从压缩机自身 及系统角度对压缩机进行高温适应工况研究和技术改造。 本项目拟从压缩机自身出发, 采用 准二级压缩增焓技术增加制热量, 提高效率, 另一方面可以有效降低排气温度, 提高可靠性。 同时采用系统油冷却技术、 喷液技术进一步降低排气温度, 确保压缩机具有温和的运行工况, 剖析压缩机适应高温工况的技术要求。 如何保证压缩机在高温工况下高效、 可靠运行, 控制策略就显得尤为重要采用准二级压 缩增焓技术需要通过控制节流部件的开启度达到控制最佳中间压力,同时需要控制油冷却 量、喷液量。这就需要研发合适的控制逻辑,确保不同工况下机组均能可靠、高效运行。 (2)压缩机在不同温差下功耗的特性研究 热泵精馏流程塔顶冷凝器与塔底再沸器的换热温差大则会导致热泵系统的实际功耗较 大; 塔顶和塔底温差较小, 热泵系统的实际功耗则较小, 因为压缩机的功耗主要取决于温差, 寻找温差和压缩机实际功耗及化工工艺成本之间的相互关系,使压缩机在最优的条件下工 作,节省消耗。在精馏热泵系统初步试验研究为基础,进一步进行运行工况分析,完善工质 循环理论计算以及工质与润滑油适应特性研究, 以为进一步的精馏热泵系统工作特性分析提 供理论依据。 (3)高效换热器设计与研发 化工工艺流程中温度较高, 这对换热器的换热性能提出了很高的要求, 同时为了避免含 油污水直接进入蒸发器和冷凝器而引起腐蚀、结垢等情况,影响换热器的传热性能和寿命。 因此需要通过研制新型的换热器和新型防腐、 耐结垢镀膜技术, 这样可以避免采用中间换热 器给现场应用系统带来的复杂性,同时可以降低初投资。本部分的研究包括换热器进行 CFD 流场分析,解析换热器流动死角以及整体流速特性,优化换热器设计,进行换热管防腐耐结 垢镀膜技术研究。 (4)高温制冷剂的筛选及机组匹配 目前空调系统普遍使用的 R22、R134a 已经不适应高温热泵的温度要求,因此相关厂家 和研究机构都在寻找适合高温热泵的工质。 目前多数研究集中在混合工质的研究上, 但混合 工质存在泄漏后组分改变以及传热窄点问题, 使其实际使用收到一定程度限制。 本项目的研 究以项目组进行 HFC245fa 在高温热泵系统初步试验研究为基础, 进一步进行工质物性分析, 完善工质循环理论计算以及工质与润滑油适应特性研究, 并在已有试验研究的基础上进一步 优化系统,寻找最优的机组匹配。 (5)高温热泵与化工工艺流程相结合的系统控制技术 热泵的控制和化工工艺流程的控制各不相同, 在本项目中, 要使热泵和化工工艺流程能
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有效地结合在一起, 研究其最优的结合控制是必不可少的, 使热泵能在应用工况不同的条件 下自动调节流量和压力温度等系统参数, 在部分符合时也能满足节能的要求, 让系统始终高 校的运行,也是我们要研究的主要内容之一。

2.2 拟解决的关键技术
(1)用于化工精馏工况的准二级压缩增焓系统技术。这项技术是压缩机高温工况适应 技术的核心,需要解决适应高温工况的最佳中间压力、喷气量控制、喷气位置确定等一系列 技术难题,这是后续工质循环特性计算、系统方案设计的基础; (2)高温精馏热泵系统工质及其在高温工况下的适应性研究。这是剖析工质与压缩机 等系统匹配特性,进一步优化提高的基础。 (3)高温精馏热泵系统在化工工艺流程中的自适应控制性能研究。这是高温化工精馏 热泵系统实现高效节能的关键。

2.3、拟采用的方法、技术路线以及工艺流程
本项目拟采用理论分析、 数值模拟及实验研究相结合的方法, 最后选择合适的工业现场 对精馏热泵系统进行现场测试和考核的研究思路。 同时研究过程遵循: ①瞄准国际发展前沿, 确保研究具有先进性; ②以自主研发为主, 同时借鉴该领域的研发成果, 提高开发效率; ③ 注重各个关键技术及实现最终集成产品之间协调的研究原则。 相对于具体研究内容,其研究方法如下: (1)本课题拟采取理论分析、数值模拟与试验验证相结合的研究手段,实现互动发展。 相对而言,围绕关键技术进行的试验研究工作量偏大一些; (2)项目在制冷压缩机热力性能和动力特性研究成果的基础上,初步制订准二级压缩 增焓技术方案,采用我们长期积累和专门编制的压缩机性能模拟软件对其进行设计和研究; (3)对于化工工质物性的研究,本项目拟借助我校工程热物理专业已建成的达到世界 先进水平的工质物性测量系统, 对化工精馏工程中所用到的工质的各种物性参数进行测试分 析,而后通过压焓图进行相应的理论计算; (4) 高效换热器设计研究工作结合合作单位在化工工艺流程用换热器设计经验基础上, 对换热器进行 CFD 流场分析, 解析换热器流动死角以及整体流速特性优化换热器设计, 最后 进行防腐耐结垢镀膜处理。 鉴于对具体研究内容及关键技术的考虑,我们认为对精馏热泵系统走如下的技术研发 路线是合适的: (1)首先,基于对制冷热泵用压缩机热力性能和动力特性研究成果的系列研究成果, 解析压缩机在高温工况下的热力性能和动力特性, 提出压缩机高温工况适应技术, 提出高温 化工精馏用压缩机的技术要求。 (2)以目前压缩机所使用的工质在精馏热泵系统初步试验研究为基础,进行单一工质 或以精馏产物为工质的物性及循环特性研究, 以此为基础进行准二级压缩增焓系统理论计算 及设计工作。 (3)根据工质、系统理论计算反过来进一步验证压缩机高温工况的特性,建立高温精 馏用热泵系统的设计方法,而后进行系统集成及试验测试工作。
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(4)最后,在工业现场对化工精馏热泵系统进行现场测试和分析,选择最优的系统匹 配和最优的控制方案,优化整个系统。

2.4、项目的特色和创新突破点
本项目的特色在于: (1)基于课题组在压缩机方面积累的科研成果,通过解析压缩机在高温工况下的热力 性能和动力特性,剖析压缩机高温工况适应技术。通过压缩机的技术改造,让压缩机自身适 应高温工况的要求,而不是让系统适应压缩机。 (2)采用单一工质作为高温化工精馏热泵系统的工质,确保精馏热泵系统高效运行及 后期使用、维护的方便。也杜绝了采用混合工质泄漏后,机组性能衰减的问题。 本项目的创新突破点在于: (1)采用热泵将高温段蒸汽出口温度提升到 120—130℃,满足化工工艺流程的需要; (2)将单一工质应用于实际化工精馏热泵系统中,确保机组高效可靠运行; (3)在高温精馏热泵系统中采用准二级压缩增焓技术提高机组运行高效及可靠性; (4)热泵系统制热和制冷同时进行,相当优越的综合能效比。

2.5、项目完成后预期实现的技术、经济指标及社会和经济效益,对产业的 带动和提升作用。
项目完成后预期达到的目标是: 通过研制精馏热泵系统样机研制, 形成系统的高温精馏 热泵系统设计、 制造及试验技术, 为未来我国精馏热泵系统的产业化摸索出适用可行的发展 方向及技术路线,并建立具有自主知识产权的技术储备; 精馏热泵系统的主要技术指标: (1)采用 HFC245fa 作为高温热泵的制冷剂,具有良好的导热性、低毒性、不含氟,对 臭氧层没有破坏作用; (2)采用耐高温双螺杆压缩机,压缩机功率为 175kw; (3)机组设计冷凝温度 150℃,蒸发温度 100℃; (4)高温热泵机组制冷量 650kw,制热量 800kw; (5)综合能效比为 9。 随着我国国民经济的发展,石油消费增长较快,自 1993 年我国成为石油净进口国以来, 进口原油量逐年增长, 2005 进口原油已超过 240 Mt。预计,2010 年和 2020 年我国原油需 求量将分别达到 295 和 380 Mt ,而国内原油产量将维持在 160~190 Mt ,供需缺口逐年增 大。 如何采用先进的节能新技术,降低自用燃料油量,节省能源, 在石油化工领域使用新的节 能技术,回收工业废热,提高高温热泵的综合能效比,发展低碳高效的新模式。 目前中国石油化工行业蒸汽系统年耗能量 3.1 亿吨标准煤, 约占全国燃煤总耗量的 1/3, 整个蒸汽热力系统的热能利用率仅 30%左右, 每年由于热效率低下而浪费的煤资源高达 8000 万吨标准煤, 输送效率低于 92%的蒸汽管网约占全部蒸汽管网的 30%以上, 由此每年损失 1400
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万吨标准煤,蒸汽管网上使用的疏水阀达 100 万只以上,60%处于超标准的漏汽状态,30% 处于严重漏汽状态,正常工作的只有 10%,凝结水回收率不足 30%,浪费大量余热资源和水 资源。 许多冷凝废热回收后因品位低又无法利用而直接排放掉, 该高温蒸汽热泵热回收的节 能技术就是在这巨大能源浪费的情况下应运而生, 将这些浪费的低品位热源通过热泵热回收 的方式进行提升温度, 综合利用补气压缩机新技术, 使这些浪费的热源重新产生出高品位蒸 汽而被使用,是节约能源的高端技术。 高温蒸汽热泵热回收的节能技术充分利用了不可再生的资源, 净化环境, 符合国家当前 节能减排的产业政策发展方向, 是实现“十一五”期间全国万元单位 GDP 能耗比“十五”期 末降低 20%和到 2020 年中国单位GDP二氧化碳排放比 2005 年下降 40%—45%的重要措施 之一。同时为企业生产获得进一步的动力保障措施,减少生产成本费用,有效解决因能源短 缺而影响生产和经济增长,社会效益显著。 采用高温精馏热泵技术可以回收精馏过程中高温段蒸汽的热量, 用来加热塔底釜液以蒸 发出更多的产物,做到同时利用热泵的制热量和制冷量,具有良好的经济效益。以胜利化工 工艺流程为例,目前胜利化工工艺流程日产高温段蒸汽 30 万 t(12500t/h) ,温度 120℃。如 果采用高温热泵从中提取 80℃ 的热量进行回收,则可回收的能量为 73000kW。考虑到热泵 输出端的热量,可达 10 万 kW 左右。相当于 10t/h 原油全部燃烧的热值;如果照此核算下 去,相当于每年 87600t 原油的产能;如果利用热泵将高温段蒸汽温度下降 20℃,则每年可 以节约原油 35 万 t, 相当于胜利化工工艺流程 3%的原油产量。 同时不用再使用冷却水系统, 节省了整套冷却系统设备,减少了初投资,同样具有很高的经济效益和社会效益。 目前全国上规模的石化企业至少有 60 家,每家进行精馏工艺可利用此产品回收的蒸汽 平均在 80 万吨/年,因此全国可回收蒸汽至少在 4800 万吨/年以上,对应节省标煤至少为 960 万吨/年,相当于节约油为 480 万吨,节省油费在 200 亿元以上。对应回收 1 万吨蒸汽 的设备投资约 100 万元(不含其他配套设备) ,因此产业化后设备的市场在 40 亿元以上,并 可带动配套设备和工程在 30 亿元以上。该项产品产业化后,仅化工行业就将是的一个巨大 市场。 基于我国能源形式的紧张, 推动工业生产领域的节能是必然趋势。 特别是高水温要求的 工业生产领域,比如烘干、烤漆等领域,高温精馏热泵同样具有广阔的应用领域,本项目产 品研制成功可以进一步推动热泵节能技术在工业生产领域的应用, 从而促进整个行业的全面 技术提升。

3、产学研合作优势分析(包括工作基础、合作优势分析等) 3.1、承担单位概况(人员、资产、业务与管理状况)
本项目承担主体--西安交通大学流体机械及压缩机国家工程研究中心,是经国家发展计 划委员会批准的国家级工程研究中心。 中心是世界银行科技发展子项目之一, 总资产为世行 贷款 350 万美元,国内配套资金 3050 万元人民币。中心的宗旨是产学研一体化,实施流体机 械及压缩机、制冷空调领域的技术转移,中心技术力量雄厚,共有专职人员 72 人,其中高 级职称 32 人,中心另聘有兼职人员 95 人。 中心的主要试验设备:1、500kW 可变速机泵实验台 1 台。2、250kW 可变速机泵实验
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2 台。3、160kW 调速多用途实验台 1 台。4、各种小型机泵实验台 9 台。5、数据采集系统 3 套。6、三维激光测速仪 2 套。 另外,还建有螺杆制冷压缩机及高温热泵特性试验台、跨临界 CO2 制冷循环试验台、 小型冰蓄冷系统特性及智能控制试验台、压缩机润滑油评定台架等 16 个各种类型专用试验 台架,为有关科研课题和各层次创新人才的培养,提供了十分有力的保障。

3.2、本项目现有的研究工作基础(包括已有的阶段性成果、现有科研装备条件、 合作单位之间以往合作情况)
(1)课题组建有一套热泵系统试验台,在此试验台架上已进行了低温环境机组增容方 法及过程特性研究、热泵系统压缩机 P-V 测试及分析研究、热泵系统中的压缩机可靠性考 核研究及不同工质热泵特性等一系列研究及分析工作。 目前项目组已在该试验台架的基础上 完成了高温水源热泵试验台架的改造工作, 如图 2 示, 利用该试验台架可以进行高温热泵系 统运行特性分析、 高温工况压缩机微观特性研究、 电机绕组热特性研究、 工质循环特性研究、 喷液及油冷却对系统性能影响特性研究等。 利用本试验台架, 项目组已经进行了氢氟醚 HFE-245mc 等工质的试验工作, 已经完成了 高温热泵系统运行特性分析、高温工况压缩机微观特性研究,并研制了样机,进行了相关实 验研究, 实验验证了高温热泵的运行可靠性和经济性, 为高温热泵产品设计开发提供了前期 研究支撑。

图2:已建成的高温热泵试验台架

图3 研究开发的高温热泵样机 (2)项目申请人所在课题组从 1980 年开始从事压缩机及制冷系统的研究与设计工作, 其中对喷油制冷螺杆压缩机关键技术的研究——转子型线设计和工作过程模拟达到世界先 进水平,应用于国内外 10 多家企业,课题组因此获得 2004 年度中国制冷学会科技进步奖, 同时获得 2006 年国家科技进步 2 等奖。这些研究、设计工作为课题组进行高温精馏热泵系 统研究及产品开发提供了必要的技术保证。 (3)目前项目组的主要试验设备有: 热环境实验室 1 套、数据采集系统 3 套及三维激 光测速仪 2 套。为高温精馏热泵系统的研制、理论分析提供了良好的环境。 (4)项目合作单位广州泰阳能源科技有限公司在蒸汽热力系统、工业锅炉、热泵热回
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收等方面积累了丰富的经验, 特别是在处理化工工艺流程用热泵方面具有大量的设计、 制造 及现场使用经验,为本项目精馏用热泵系统的设计研究工作提供良好的基础。

3.3、合作单位之间的存在的优势互补(或强强联合)情况分析。
(1)西安交通大学制冷与低温学科是国家重点学科,具有三维 LDV、粒子成像 PIV、 高速摄影仪等一批先进测量仪器,为研究提供了良好条件。另外,国家计委投资 350 万美元 和 3000 万人民币在西安交大建立了国家级“流体机械与压缩机国家工程研究中心,在热泵 系统、压缩机方面积累了一大批研究成果,具有一批在国内外享有盛誉的知名专家,建有螺 杆制冷压缩机及高温热泵特性试验台、跨临界 CO2 制冷循环试验台、小型冰蓄冷系统特性 及智能控制试验台、压缩机润滑油评定台架等 16 个各种类型专用试验台架,为有关科研课 题和各层次创新人才的培养,提供了十分有力的保障。同时西安交通大学学科门类齐全,在 机械、材料、电气等领域科研实力雄厚,为项目的开展提供强有力的技术咨询保障。 西安交通大学图书馆累计藏书 357 万册(件) ,报刊 9906 种,现刊 5156 种。外文书刊 占馆藏的三分之一。形成了理、工、管、文相结合,以机械、能源、动力、电气、电子、信 息、材料、控制、与医学、财经为重点的多学科藏书体系。同时拥有网络数据库 53 种,光 盘数据库 8 种,拥有全文电子期刊 14000 多种。还收藏有大量的科技报告、学位论文、会议 文献、技术标准、专利文献和视听、缩微资料等。为项目的顺利开展提供了必要的信息资源 保障。 (2)广州泰阳能源科技有限公司是一家从事专业蓄能、绿色照明、蒸汽热力系统、工 业锅炉、 热泵热回收及廉价清洁能源利用等节能环保新技术研发和应用的高科技公司, 同时 从事节能环保项目投资及节能技术咨询, 是一家采用合同能源管理模式的节能服务系统集成 商。 广州泰阳公司与多所大学院校 (清华、 西安交大、 香港理工大学等) 的相关研发机构 (实 验室) 、科研设计单位以及学术界的专家权威人士紧密联合,共同关注国内外的行业发展动 向,跟踪新技术发展方向,开展技术研发合作;是番禺节能科技园第一批获得“番禺区科技 计划专项资金”的单位,是中国节能协会(EMCA)会员、广东省资源综合利用协会会员、 中国能源协会团体会员、中关村环保节能产业联盟常务理事、广东省建筑节能协会理事、广 州市番禺区厂商会会员,是广州市“守合同重信用”单位,也是广州市经贸委第一批指定的 工商企业节能服务提供商和广州市首批中小企业 “节能技术服务平台” 。 并获得 2008 年广州 市科技局科技型中小企业技术创新基金和番禺区配套资金以及获得 2009 年国家科技部中小 企业技术创新基金的无偿支持。 广州泰阳能源科技有限公司以 “实施高效用能, 促进经济发展, 建设和谐多赢” 为宗旨, 积极推进该技术在中央空调项目中的实施,建立能效电厂,削峰填谷,为用户最有效地获取 分时电价差效益,节省运行电费 30-70%。公司当前核心发展领域是空调蓄冷行业,业务领 域为蓄冷、 布水设备的系统设计、 研究、 开发及应用系统产品生产和销售, 并发展绿色照明、 化工节能等市场差异化产品和服务;充分依托公司现有科技成果,发挥技术、资金和市场等 资源优势,致力推动中国的能源使用更加科学合理,实现资源配置的最优化。

4、以往承担项目完成情况及主要成果(近五年内)(高校的主要以课题团队的成 绩为主) 4.1、承担国家省部级有关课题完成情况(立项年度、项目编号、项目名称、计 划类型、完成时间、投资规模、完成效果)
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(1)2005,螺杆压缩机热力性能和动力特性研究,20050698022,高等学校博士学科点 科研基金,2005.01~2006.12,6 万,已完成 (2)2006,跨临界 CO2 热泵及其压缩机研究与开发,2006AA05Z234,国家 863 计划, 2006.12~2008.12,100 万,已完成 (3)2007,水下双螺杆油气多相混输泵研究与开发,2007AA05Z208,国家 863 计划, 2007.12~2010.11,100 万,正在进行中

4.2、以往科技成果转化情况(技术成果名称、实施单位、实施地点、实施时间、 实施效果等)
技术成果名称:“螺杆压缩机设计理论、关键技术及系列产品开发” 实施单位:烟台冰轮股份有限公司 实施地点:烟台 实施时间:1999~2005 实施效果:在 6 年内,使烟台冰轮股份有限公司的螺杆压缩机从 1999 年的年产量 28 台,年产值 1000 多万元,迅速上升到 2005 年的年产量 2750 台,年产值 12 亿元。近 3 年新 增利润 3.85 亿元,新增税收 2.58 亿元。

4.3、项目获奖及已发表的与本课题研究有关的主要论文、专著情况(年度刊物 等说明) 获奖:
“螺杆压缩机设计理论、关键技术及系列产品开发”获 2006 年国家科学技术进步二等奖 论文: 1) Feng Cao, Yunguang Chen, Yuan Ma, Kai Wang, Ziwen Xing, Pengcheng Shu. Experimental Study of a Heat Pump Water Heater Utilizing R417a as the Refrigerant. Proceedings of the 5th International Conference on Compressor and Refrigeration. Wu Huagen, Xing Ziwen, Shu Pengcheng. Theoretical and Experimental Study on Indicator Diagram of Twin Screw Refrigeration Compressor, International Journal of Refrigeration, 2004, Vol.27(4) Wu HG, Zhao YY, Xing ZW, et al. Experimental Study on Performance Enhancement of Heat Pump with Screw Compressor. 2004 ASME International Mechanical Engineering Congress,2004 Feng Cao, Tieyu Gao, Songshan Li, Ziwen Xing, Pengcheng Shu, Experimental Analysis of Pressure Distribution in a Twin Screw Compressor for Multiphase Duties , Experimental Thermal and Fluid Science Kai Wang, Feng Cao , Shouguo Wang, Ziwen Xing , Investigation of the performance of a high-temperature heat pump using parallel cycles with serial heating on the water side International Journal of Refrigeration,2010 Kai Wang, Feng Cao, Ziwen Xing,Development and experimental validation of a high-temperature heat pump for heat recovery and building heating , Energy and Buildings, 2009 费继友; 曹锋; 邢子文; 李连生,吸气喷液对空气源热泵热水器性能的影响 ,西
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广东省产学研项目申报书

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安交通大学学报,2008 曹锋; 王凯; 邢子文; 束鹏程; 薛继亮,回收利用冷凝热的恒温恒湿型空调机试验 研究,西安交通大学学报,2008 王凯; 曹锋; 邢子文,一种新型余热回收高温热泵机组的性能研究,西安交通大学 学报,2008 王飞飞; 曹锋; 束鹏程,涡流管技术研究与进展,流体机械,2008 吴勇,王凯,曹锋,邢子文.浴室余热回收热泵系统设计方案研究.节能.2007.4 王凯,李建风,曹锋,邢子文.中高温水源热泵研究与发展趋势.流体机械.2007.3 王凯,李建风,曹锋,邢子文.高温水源热泵工质的理论分析.制冷与空调(已录用) 王凯,李建风,曹锋,邢子文.高温水源热泵在石油化工行业的应用.石油化工行业 节能论坛.2006.5

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4.4、与项目相关的专利或版权情况列表
(1)“一种基于压力——温度的二氧化碳热泵的控制方法” , 专利号:ZL200810017334.4 (2)“一种带有涡流管高温热泵系统” , 专利号:ZL200710018736.1 (3) “一种采用虹吸方式回油的热泵用气液分离器” , 专利号:200710017597.0 (4) “一种用于高压系统的双螺杆压缩机” , 专利号:200510022703.5 (5) “一种螺杆压缩机转子型线设计方法” ,专利号:200510096391.2

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