高温工业里的节能设备-蒸汽热泵的工作原理及推广挑战

在推进“双碳 ”战略背景下，终端用能电气化是大势所趋。高温蒸汽在工业领域需求量大，如何利用电能以高效节能的方式获取高温工业蒸汽仍是难点热点问题。高温工业蒸汽热泵将成为未来解决工业生产用热需求的重要新型技术路线，而且能够带动相关产业技术变革，催生新质生产力。建议强化高温工业蒸汽热泵产业的战略定位、加大科技投入、推动典型示范、加强政策支持，推动产业加快发展。

蒸汽喷射泵：或称蒸汽热泵、喷射器、射流泵、引射器。

采用不同中压蒸汽作引射源来混合成所需要工艺用蒸汽，不需要其它能源就能满足生产要求。整套设备使用故障率很低，整系统没有机械传动部件，罐体内部全部采用优质不锈钢组成，具有设备运行稳定、安全可靠，操作简单方便，节能效果明显等优势。引射器喷嘴采用两个或四个多通道喷嘴，调节比高。

蒸汽喷射泵工作原理：利用高压工作流体的喷射作用来输送流体的泵。

由喷嘴、混合室和扩大管等构成。为使操作平稳起见，在喉管处设置一真空室（也称吸入室）；为了使两种流体能够充分混合，在真空室后面有一混合室。操作时，工作流体以很高的速度由喷嘴喷出，在真空室形成低压，使被输送汽体吸入真空室，然后进入混合室。在混合室中高能量的工作流体和低能量的被输送汽体充分混合，使能量相互交换，速度也逐渐一致，从喉管进入扩散室，速度放慢，静压力回升，达到输送汽体的目的。

蒸汽喷射泵工作特点：

(1) 该泵无机械运动部分，不受摩擦、润滑、振动等条件限制，因此可制成抽气能力很大的泵。工作可靠，使用寿命长。只要泵的结构材料选择适当，对于排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质的气体以及水蒸汽等场合极为有利。

(2)结构简单、重量轻，占地面积小。

广泛应用于石油、化工、油脂、制药、冶金、轻工、纺织、食品、制糖、制盐等行业。

为什么使用蒸汽流量计？

对蒸汽流量进行计量和监测本身并不节约能源，然而计量是能源管理的基础。没有计量就没有管理。通过能源管理是可以确切地带来经济收益的，经验表明，通过有效的计量、监测和合理的能源分配利用，蒸汽流量计可帮助企业减少10%能耗。

发展高温工业蒸汽热泵技术面临的主要挑战

(一)、顶层设计指导关注度不够

高温工业蒸汽热泵还属于新生事物，产业正在萌芽，工业企业能效提升等有关政策措施对其关注度有限。此外，当前轻工业、化工、纸浆和造纸等行业对余热回收利用的激励措施不够完善，在一定程度上影响高温工业蒸汽的推广渗透。

(二)、专业化定制性强

高温工业蒸汽热泵的应用，需要根据具体的生产工艺过程进行专业化个性化的定制，甚至可能需要原有生产工艺的配合改进。一方面，将提升热泵制造成本、安装成本、运行与维护成本，进一步拉长投资回收周期; 另一方面，导致高温工业蒸汽热泵标准化、 规范化难度增大，不利于大规模批量化生产和管理，针对高温工业蒸汽热泵效率和可行性的评价难。

(三)、技术研发和示范项目有限

根据有关研究，当前供应130°C以下工业蒸汽的技术发展相对成熟，更高温度的热泵技术还不够成熟稳定。此外，与欧美日等国家相比，我国工业热泵的主要指标(如供热能力、供热温度及装机数量)等仍有一定差距。在项目应用上，欧美日等国家工业热泵的典型应用基本涵盖了主要的制造业，我国的工业热泵主要集中在农副食品加工、烟草制品、医药制造、新能源等特色工业上，示范项目数量和类型较为有限。

政府政策亟需进一步强化高温工业热泵的战略定位，加强政策扶持引导，以打造绿色低碳产业、带动传统产业转型升级、培育发展新质生产力为目标，推动产业持续健康发展。