溴化鋰吸收式換熱機(jī)組在集中供熱中的運(yùn)行分析

劉 旭 光

(太原市熱力公司，山西 太原 030001)

·水·暖·電·

溴化鋰吸收式換熱機(jī)組在集中供熱中的運(yùn)行分析

劉 旭 光

(太原市熱力公司，山西 太原 030001)

主要論述了溴化鋰吸收式換熱機(jī)組的工作原理，介紹了該機(jī)組在集中供熱中的系統(tǒng)流程，并通過(guò)該機(jī)組在某熱力站實(shí)際運(yùn)行中的對(duì)比分析，說(shuō)明了溴化鋰吸收式換熱機(jī)組的節(jié)能性和優(yōu)越性，為解決熱源不足問(wèn)題提供了新途徑。

溴化鋰機(jī)組，集中供熱，運(yùn)行分析，大溫差

0 引言

太原市新建建筑面積以每年四五百萬(wàn)平方米的速度遞增，為了實(shí)現(xiàn)“兩到三年綠色集中供熱全覆蓋”的目標(biāo)，太原供熱存在的問(wèn)題主要包括熱源嚴(yán)重不足、供需缺口達(dá)5 226萬(wàn)m2，加上環(huán)境污染嚴(yán)重、建筑熱損耗偏大等各種因素，使得通過(guò)在熱力站加設(shè)溴化鋰吸收式換熱機(jī)組來(lái)變相的增加熱源成為一條必行之路。

溴化鋰吸收式換熱機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱機(jī)組)，主要應(yīng)用于集中供熱熱網(wǎng)的換熱站，替代傳統(tǒng)板換，實(shí)現(xiàn)一次水與二次水的高效換熱。與傳統(tǒng)板換直接換熱相比，吸收式換熱機(jī)組充分利用一次水高溫?zé)嵩吹淖龉δ芰?，?qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組產(chǎn)生制熱效果，在不影響二次網(wǎng)供熱參數(shù)的前提下，大幅度降低一次水的回水溫度，使之遠(yuǎn)低于二次水回水溫度，從而增大一次水的供回水溫差和一次熱網(wǎng)的輸配能力，為解決熱源不足問(wèn)題提供了新途徑。

1 工作原理

機(jī)組在集中供熱中的系統(tǒng)流程如圖1所示。

該機(jī)組以一次網(wǎng)高溫循環(huán)水為驅(qū)動(dòng)熱源，以水為制冷劑、溴化鋰水溶液為吸收劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點(diǎn)沸騰吸熱的特性，提取低品位熱源中的熱量，轉(zhuǎn)化為中溫范疇的采暖用熱水的高效節(jié)能設(shè)備。

一次熱網(wǎng)循環(huán)水串聯(lián)進(jìn)入高、低溫發(fā)生器，然后進(jìn)入板式換熱器降溫。二次熱網(wǎng)循環(huán)水分兩路，一路并聯(lián)進(jìn)入高、低溫段吸收器和冷凝器；另一路串聯(lián)進(jìn)入低、高溫蒸發(fā)器和板式換熱器，升溫后，與冷凝器出液合并為一路出機(jī)組，提供給二次網(wǎng)及戶內(nèi)用熱系統(tǒng)。

溶液泵將吸收器中的LiBr稀溶液抽出，經(jīng)熱交換器升溫后進(jìn)入發(fā)生器，在發(fā)生器中被一次熱網(wǎng)循環(huán)水繼續(xù)加熱，濃縮成濃溶液，同時(shí)產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽。濃溶液經(jīng)熱交換器傳熱管間，加熱管內(nèi)流向發(fā)生器的稀溶液后，溫度降低后回到吸收器。發(fā)生器中揮發(fā)的高溫冷劑蒸汽溢入冷凝器內(nèi)，加熱流經(jīng)冷凝器傳熱管內(nèi)的二次熱網(wǎng)循環(huán)水，放出熱量后冷凝成冷劑水，經(jīng) U 形管節(jié)流進(jìn)蒸發(fā)器。因蒸發(fā)器處于低壓真空狀態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器的冷劑水一部分散發(fā)成冷劑蒸汽，另一部分冷劑水則因熱量被散發(fā)的那一部分帶走而降溫成飽和溫度的冷劑水，流入蒸發(fā)器底部液囊。其又被冷劑泵抽出噴淋在蒸發(fā)器傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內(nèi)部分二次熱網(wǎng)循環(huán)水的熱量而沸騰蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽。LiBr濃溶液有很強(qiáng)的吸收水蒸氣能力，濃溶液吸收蒸發(fā)器中的冷劑蒸汽后濃度變稀，流入底部溶液液囊，由溶液泵送入發(fā)生器。串聯(lián)進(jìn)入低、高溫蒸發(fā)器的部分二次熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)入板式換熱器與從發(fā)生器流出的一次熱網(wǎng)循環(huán)水換熱升溫后，與從冷凝器出來(lái)的二次熱網(wǎng)循環(huán)水混合后進(jìn)入二次網(wǎng)及戶內(nèi)用熱系統(tǒng)。

此過(guò)程不斷的循環(huán)進(jìn)行，可簡(jiǎn)述為蒸發(fā)器連續(xù)地產(chǎn)生冷效應(yīng)，從低位熱源吸熱，吸收器和冷凝器連續(xù)地產(chǎn)生熱效應(yīng)，將二次網(wǎng)回水加熱。二次網(wǎng)回水在吸收器和冷凝器中的吸熱量等于驅(qū)動(dòng)熱源和低位熱源在熱泵中的放熱量之和。

2 機(jī)組在實(shí)際供熱運(yùn)行中的數(shù)據(jù)分析

太原市某熱力站供熱面積為51 453.75 m2，2014年1月3日機(jī)組投運(yùn)前后的數(shù)據(jù)如表1所示，二次網(wǎng)供回水49 ℃/40 ℃。

表1 機(jī)組投運(yùn)前后的運(yùn)行參數(shù)

該熱力站2014年1月的月能耗如表2所示。

表2 機(jī)組投運(yùn)后的能耗量

3 該機(jī)組在集中供熱中的整體優(yōu)勢(shì)

與板換功能一樣，吸收式換熱機(jī)組也實(shí)現(xiàn)了一次水與二次水之間熱量的1∶1的換熱(不考慮散熱)，但是機(jī)組可以使一次網(wǎng)回水溫度遠(yuǎn)低于二次網(wǎng)回水溫度，從而產(chǎn)生如下效果：1)充分回收電廠余熱，提高熱電廠供熱能力30%以上,大幅降低熱電聯(lián)產(chǎn)熱源綜合供熱能耗40%；2)可提高既有管網(wǎng)輸送能力80%，降低新建管網(wǎng)投資約30%；3)用戶二次網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)不變，熱力站工程改造量小，利于快速大規(guī)模推廣；4)對(duì)驅(qū)動(dòng)熱源的要求不高，75 ℃以上的熱水便可滿足機(jī)組運(yùn)行要求。其制熱量可在20%～100%的范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

4 該機(jī)組制熱量的衰減問(wèn)題

機(jī)組經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行測(cè)試表明，制熱量衰減的主要原因有：

1)機(jī)組真空度保持不良或機(jī)組的某些地方泄露以及傳熱管的點(diǎn)蝕等原因，造成機(jī)組內(nèi)有大量空氣，使吸收器的吸收速度大大下降；2)冷劑水流入溶液中，使溶液變??；或溶液進(jìn)入冷劑側(cè)，使冷劑水污染，兩者都會(huì)降低吸收器吸收冷劑蒸汽的能力；3)噴淋系統(tǒng)堵塞。吸收器和蒸發(fā)器噴嘴或噴淋孔堵塞，降低吸收和制熱效率，使制熱量下降；4)機(jī)組內(nèi)不凝性氣體的存在和水側(cè)盤(pán)管的結(jié)垢，均會(huì)造成機(jī)組冷凝溫度tk的提高。

5 機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1)做好運(yùn)行管理的基本項(xiàng)目。為保證機(jī)組的高效運(yùn)行，應(yīng)做好運(yùn)行管理基本項(xiàng)目。2)優(yōu)化水系統(tǒng)的配置和運(yùn)行調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)運(yùn)行在設(shè)計(jì)溫差的工況，可能時(shí)采用大溫差工況運(yùn)行，從而節(jié)約水泵耗能，是系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施之一。3)實(shí)時(shí)檢測(cè)、優(yōu)化控制。a.實(shí)時(shí)檢測(cè)、及時(shí)分析是保持系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。應(yīng)對(duì)系統(tǒng)熱量的瞬時(shí)值和累計(jì)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做好系統(tǒng)熱源耗量及各類設(shè)備用電量的分項(xiàng)計(jì)量。如：機(jī)組的燃?xì)饣蛘羝?、熱水的總耗量、機(jī)組的總用電量、冷卻水水泵總用電量和熱水水泵用電量等。同時(shí)，應(yīng)對(duì)冷卻水的補(bǔ)水量進(jìn)行計(jì)量。在計(jì)量的基礎(chǔ)上，分析出薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)。b.應(yīng)根據(jù)室外和室內(nèi)的環(huán)境條件，采用智能控制。

[1] 嚴(yán)啟森,石文星,田長(zhǎng)青.空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)[M].第3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

Application analysis of absorption-style lithium bromide set in centralized heating

Liu Xuguang

(TaiyuanThermalCompany,Taiyuan030001,China)

The paper mainly discusses the working principles of absorption-style lithium bromide set, introduces its centralized heating procedures, comparatively analyzing its actual operation in the thermal station, and illustrates the energy-saving properties and advantages of absorption-style lithium bromide set, which has provided new methods of solving heat source failure.

lithium bromide set, centralized heating, operation analysis, large temperature difference

2014-11-28

劉旭光(1983- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)04-0113-02

TU833

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