溴化鋰吸收式換熱機組在集中供熱中的運行分析

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組在集中供熱中的運行分析

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組的工作原理，介紹了該機組在集中供熱中的系統流程，并通過該機組在某熱力站實際運行中的對比分析，說明了溴化鋰吸收式換熱機組的節能性和優越性，為解決熱源不足問題提供了新途徑。

溴化鋰機組，集中供熱，運行分析，大溫差

0 引言

太原市新建建筑面積以每年四五百萬平方米的速度遞增，為了實現“兩到三年綠色集中供熱全覆蓋”的目標，太原供熱存在的問題主要包括熱源嚴重不足、供需缺口達5 226萬m2，加上環境污染嚴重、建筑熱損耗偏大等各種因素，使得通過在熱力站加設溴化鋰吸收式換熱機組來變相的增加熱源成為一條必行之路。

溴化鋰吸收式換熱機組(以下簡稱機組)，主要應用于集中供熱熱網的換熱站，替代傳統板換，實現一次水與二次水的高效換熱。與傳統板換直接換熱相比，吸收式換熱機組充分利用一次水高溫熱源的做功能力，驅動溴化鋰機組產生制熱效果，在不影響二次網供熱參數的前提下，大幅度降低一次水的回水溫度，使之遠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的輸配能力，為解決熱源不足問題提供了新途徑。

1 工作原理

機組在集中供熱中的系統流程如圖1所示。

該機組以一次網高溫循環水為驅動熱源，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下低沸點沸騰吸熱的特性，提取低品位熱源中的熱量，轉化為中溫范疇的采暖用熱水的高效節能設備。

一次熱網循環水串聯進入高、低溫發生器，然后進入板式換熱器降溫。二次熱網循環水分兩路，一路并聯進入高、低溫段吸收器和冷凝器；另一路串聯進入低、高溫蒸發器和板式換熱器，升溫后，與冷凝器出液合并為一路出機組，提供給二次網及戶內用熱系統。

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

此過程不斷的循環進行，可簡述為蒸發器連續地產生冷效應，從低位熱源吸熱，吸收器和冷凝器連續地產生熱效應，將二次網回水加熱。二次網回水在吸收器和冷凝器中的吸熱量等于驅動熱源和低位熱源在熱泵中的放熱量之和。

2 機組在實際供熱運行中的數據分析

太原市某熱力站供熱面積為51 453.75 m2，2014年1月3日機組投運前后的數據如表1所示，二次網供回水49 ℃/40 ℃。

表1 機組投運前后的運行參數

該熱力站2014年1月的月能耗如表2所示。

表2 機組投運后的能耗量

3 該機組在集中供熱中的整體優勢

與板換功能一樣，吸收式換熱機組也實現了一次水與二次水之間熱量的1∶1的換熱(不考慮散熱)，但是機組可以使一次網回水溫度遠低于二次網回水溫度，從而產生如下效果：1)充分回收電廠余熱，提高熱電廠供熱能力30%以上,大幅降低熱電聯產熱源綜合供熱能耗40%；2)可提高既有管網輸送能力80%，降低新建管網投資約30%；3)用戶二次網運行參數不變，熱力站工程改造量小，利于快速大規模推廣；4)對驅動熱源的要求不高，75 ℃以上的熱水便可滿足機組運行要求。其制熱量可在20%～100%的范圍實現無級調節。

4 該機組制熱量的衰減問題

機組經過長期運行測試表明，制熱量衰減的主要原因有：

1)機組真空度保持不良或機組的某些地方泄露以及傳熱管的點蝕等原因，造成機組內有大量空氣，使吸收器的吸收速度大大下降；2)冷劑水流入溶液中，使溶液變稀；或溶液進入冷劑側，使冷劑水污染，兩者都會降低吸收器吸收冷劑蒸汽的能力；3)噴淋系統堵塞。吸收器和蒸發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)機組內不凝性氣體的存在和水側盤管的結垢，均會造成機組冷凝溫度tk的提高。

5 機組的經濟運行

1)做好運行管理的基本項目。為保證機組的高效運行，應做好運行管理基本項目。2)優化水系統的配置和運行調節。實現水系統運行在設計溫差的工況，可能時采用大溫差工況運行，從而節約水泵耗能，是系統經濟運行的重要措施之一。3)實時檢測、優化控制。a.實時檢測、及時分析是保持系統穩定、高效運行的基礎。應對系統熱量的瞬時值和累計值進行監測，做好系統熱源耗量及各類設備用電量的分項計量。如：機組的燃氣或蒸汽、熱水的總耗量、機組的總用電量、冷卻水水泵總用電量和熱水水泵用電量等。同時，應對冷卻水的補水量進行計量。在計量的基礎上，分析出薄弱環節，進行針對性的改進。b.應根據室外和室內的環境條件，采用智能控制。

[1] 嚴啟森,石文星,田長青.空氣調節用制冷技術[M].第3版.北京：中國建筑工業出版社，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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