淺談溴化鋰吸收式機組的應用

蔣世杰 齊帥 潘曉東 韋杰（呼和浩特石化公司，內蒙古 呼和浩特 010070）

工業企業在生產過程中往往產生大量的余熱。對高、中溫（200℃以上）余熱資源，主要采用直接回收和動力回收（如余熱鍋爐）。對于大量品位較低的低溫余熱（≤200℃）回收，吸收式機組就可以充分發揮作用。溴化鋰吸收式機組以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，靠消耗一定熱能，把低溫介質的熱量傳遞給高溫介質，完成制冷或制熱的過程。

1 機組簡介

公司制冷站有2臺溫水型單效溴化鋰制冷機組，是大連三洋制冷有限公司生產的LCC-72溫水型吸收式制冷機組，為公司綜合辦公樓、中心化驗室、中心控制室、職工食堂和重整裝置配電室提供7℃的空調冷水。制冷機主要由發生器、冷凝器、吸收器、和蒸發器四部分組成，其中發生器和冷凝器作為一個連通的整體，位于機體上部；吸收器和蒸發器作為一個連通的整體，位于機體下部。

機組利用余熱回收站供水（95/80℃）的熱量作為驅動熱源，加熱發生器（再生器）中的溴化鋰稀溶液，使其蒸發濃縮，蒸發出的制冷劑（水蒸汽）進入冷凝器。由于循環水場的循環水冷卻冷凝器，其中的水蒸氣冷凝，壓力為該溫度下的水的飽和蒸汽壓。由于此壓力很低（絕壓約為0.075MPa），且冷凝器與發生器直接連通，所以稀溶液即使由溫度較低的余熱加熱也同樣能夠濃縮再生。冷凝器中的凝液水噴淋進入下部的蒸發器，吸收空調回水（12℃）中的熱量后，使其變為7℃的空調冷水。由于此壓力很低（絕壓約為0.008MPa），且蒸發器與吸收器連通，從發生器再生后噴淋進入吸收器的溴化鋰濃溶液吸不斷的吸收水蒸氣，所以制冷劑水可以在蒸發器中汽化。吸收器下部的稀溶液由泵加壓后進人上部的發生器，完成溶劑循環。

2 系統優點

單效型溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數較低，約0.65-0.7，若專配鍋爐提供驅動熱源當然是不經濟的。其優勢在于可以利用余熱、廢熱、生產工藝過程中產生的排熱等為能源，有著明顯的節能效果。從運行角度上，吸收器的稀溶液泵功率為5.5KW，蒸發器的冷機泵功率為3.7KW，制冷機組運行耗電很少；外送冷水泵單臺功率為185KW，是集中式制冷站的主要耗電設備。夏季工況各建筑物總空調設計冷負荷3733KW，同比情況下，按照1級能源效率等級指標的冷水機組COP為6.10，電機驅動壓縮機的蒸汽壓縮循環冷水機組額定功率為612KW。不計循環水場的額外負擔時，吸收式制冷機組的電耗遠低于常規蒸汽壓縮式制冷機組。

3 節能運行

夏季工況溴化鋰制冷機組的實際運行時，由于空調房間人員逐時在室率的變化很大，夜間制冷機組常常需要停運。同時，部分室內空調冷水管線由于保溫不善，其外壁的凝水聚集，影響了室內的環境和衛生。所以，調整空調冷水送出溫度存在必要性。呼和浩特地區的夏季空氣調節室外計算干球溫度30.6℃，夏季空氣調節室外計算濕球溫度21℃，由此查濕空氣焓濕圖可知，狀態點的相對濕度約為43%，含濕量為露點溫度約為16.51℃。參考供冷工況人員長期逗留的舒適性空調的室內設計參數，熱舒適度Ⅰ級的相對濕度為40%-60%，機房環境相對濕度適宜的范圍是45%-50%，故呼市地區室外新風夏季工況除濕需求不大，慮到輸送過程的損耗，故可適當提高供水溫度，以便保持系統的穩定、高效運行。

4 拓寬使用范圍

溴化鋰吸收式機組工作的實質是使用一定的熱能為代價，實現能量的轉移。所以，溴化鋰吸收式機組除了用于制冷以外，也可以制熱。吸收式熱泵就是以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷劑，利用吸收式原理回收利用低品位熱源（30-70℃最佳）的熱量，向高溫處輸送熱量，制取高溫水。它具有節約能源、保護環境的雙重作用。類似于制冷機組的循環水路徑，熱泵機組以吸收器中的吸收熱和冷凝器中的冷凝熱制取高溫熱水。第一類吸收式熱泵也稱增溫型，著眼于提高供熱性能系數（1.2-2.5），以少量高溫熱能為驅動熱源，產生大量中溫熱能。第二類吸收式熱泵也稱升溫型，以中溫熱為驅動熱源，制取熱量少于但溫度高于中溫熱源的熱量。熱量核算時，輸入再生器和蒸發器的總低溫熱能，接近50%的熱量在吸收器內升溫后輸出，稍大于50%的熱量在冷凝器中由循環水帶入環境排放，故第二類吸收式熱泵性能系數較低（0.4-0.5），但是利用余熱制取175℃以下的熱水或蒸汽，節能效果顯著，并得到推廣。

5 結語

工業企業在生產過程中往往產生大量的余熱，根據行業不同，余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%-67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。除了吸收式機組以外，低溫余熱發電技術也逐漸興起。將余熱資源利用好，勢必給企業和社會帶來巨大的經濟效益。

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