溴化鋰吸收式換熱機組在集中供暖中的運行分析

曹 劍 琦

(太原市熱力公司，山西 太原 030024)

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溴化鋰吸收式換熱機組在集中供暖中的運行分析

曹 劍 琦

(太原市熱力公司，山西 太原 030024)

簡述了溴化鋰吸收式換熱機組的工作原理，分析了溴化鋰吸收式換熱機組運行的數據，闡述了溴化鋰吸收式換熱機組所具有的優勢，最后提出了確保溴化鋰吸收式換熱機組經濟運行的措施。

換熱機組，集中供暖，熱量，供熱性能

0 引言

目前，我國的城市集中供熱采暖系統中，換熱站開始逐漸的推廣使用溴化鋰吸收式換熱技術，以其來代替以往所采用的板換技術，從而讓一次水和二次水的換熱效率大幅的提升。和之前所采用的板換技術比較而言，吸收式換熱并非采用的直接換熱方式，而是通過利用一次水所具有的較高溫度，使其成為熱源而完成相應的做功，同時利用這些能量來驅動溴化鋰機組運行并實現制熱目標。這樣可以不改變二次網中的相關供熱參數，同時又使一次水所具有的回水溫度值顯著地減小，使一次水回水溫度比二次水的回水溫度小很多，進一步的擴大了兩者之間的溫度差值，也提升了一次熱網所具備的輸配性能，可以更好的解決供熱采暖系統中出現的熱源不足的問題。

1 溴化鋰吸收式換熱機組的工作原理

在溴化鋰吸收式換熱機組運行時，是將一次網中的高溫水源作為整個系統的驅動力來源，將水作為制冷劑，溴化鋰的水溶液作為熱量的吸收劑。其將水置于壓力較低的真空裝置中，此時水具有相對低的沸點，而在沸騰的過程中會吸收一次網中的循環水的熱量，從而實現把低品位熱源里所具有的熱能提取出來，并將這部分熱能轉變成中等溫度下的供熱用熱水，從而提升整個系統的熱效率。在此流程中，一次網中的水串聯的流到高溫發生裝置與低溫發生裝置中，再流經板式換熱裝置。二次網中的循環水則被分成兩部分，其中一部分并聯的流至高溫段吸收裝置和低溫段吸收裝置中。而另外的一部分串聯的流至低溫發生裝置、高溫蒸發裝置以及板式換熱裝置，當此部分的水經過溫度升高后，和冷凝裝置中的流出水匯流至一起而輸出，并供給二次網和熱用戶使用。溶液循環泵把吸收裝置里的溴化鋰水溶液泵出，流經熱交換裝置而使吸收劑的溫度升高，升溫后的吸收劑再流入發生裝置，在其中又會吸收一次網循環水所釋放的熱量，并濃縮成相對較濃的溶液，從而形成高溫冷劑蒸汽。所形成的濃溶液流經熱交換裝置的傳熱管之間，將管中流入發生裝置的稀溶液加熱，自身的溫度會減小，而最終又流入至吸收裝置中。發生裝置里所揮發出溫度較高的冷劑蒸汽，流向系統中的冷凝裝置中，并對流入的二次網循環水進行加熱處理，將所攜帶的熱量釋放出來后又形成冷凝液，然后通過U形管而流入蒸發裝置中。由于蒸發裝置內部是一個低壓且真空的環境，所以流入蒸發裝置內的溶劑，其中部分會形成蒸汽，而剩余的由于蒸發被吸收部分熱量，使得自身的溫度下降，并形成飽和溫度冷劑水，然后進入蒸發裝置里的液囊中。這部分冷劑水被泵抽至相應的噴淋裝置，而噴淋到蒸發裝置中傳熱管之上，并吸收其管內的二次網循環水中的熱量，達到沸騰而形成蒸汽。溴化鋰濃溶液可以吸收環境中的水蒸氣，而自身被逐漸的稀釋并流至下部所設置的液囊中，再經泵送而輸送至發生裝置中。上述的流程持續的循環往復，能夠簡單地描述為：蒸發裝置持續不斷地制造冷效應，并將低品位熱源中所具有的熱量吸收，而吸收裝置和冷凝裝置則不間斷的形成熱效應，并對二次網循環水進行加熱處理。整個過程中，二次網循環水在吸收裝置與冷凝裝置中所吸取到的熱能和驅動熱源所釋放出的熱能是一致的。

2 溴化鋰吸收式換熱機組運行的數據分析

以我公司2221晉鑫熱力站為例，來對機組的實際運行數據進行分析。該熱力站所涉及的供熱范圍是13萬m2左右，在2015年停熱期進行了大溫差改造，加裝了12 MW吸收式換熱機組1臺，改造前和改造后的數據見表1。此熱力站采暖運行期二次網供水溫度為52 ℃，回水溫度為42 ℃。

表1 機組投入運行前、后的參數對比

3 溴化鋰吸收式換熱機組所具有的優勢分析

和板換技術相同，此種換熱技術在假定無任何熱損的前提下，能達到一次水和二次水的對等換熱。采用吸收式換熱技術，能夠讓一次回水的水溫比二次回水的水溫低很多。因此，能達到下列的效果：

1)能使余熱被更加充分的利用，可使熱電廠的供熱性能提升30%左右。2)大幅降低熱電聯產熱源綜合供熱能耗40%左右。3)能夠有效的改善現有供熱管網自身的輸熱性能，可使其提升80%左右，從而能夠減少新的供熱管網構建數量，可節約成本30%左右。4)熱用戶的相關運行參數未發生變化，同時也無須對熱力站過多的改造，可以使吸收式換熱技術得到更好的推廣使用。5)溴化鋰吸收式換熱機組所需的熱源并沒有太嚴格的要求，并且系統所具備的制熱量能夠實現在20%～100%區間內的無極轉變。

4 溴化鋰吸收式換熱機組運行中制熱量逐漸衰減原因

在對溴化鋰吸收式換熱機組的長期運行數據收集與分析的基礎上，得出其制熱量逐漸出現衰減的原因有下列幾方面：

1)系統中需要真空狀態的裝置未能保證其一直處于同一真空狀態，系統中個別的部位出現泄漏問題以及傳熱管上有點蝕問題，這些均能讓大量的空氣滲入系統中，從而導致吸收裝置的吸熱速率明顯的減弱。

2)溶劑水溢流到溶液里，導致溶液被嚴重的稀釋。或者是溶液溢流至冷劑水中，導致冷劑被嚴重的污染。以上均會使吸收換熱裝置中冷劑蒸汽的吸收性能變差。

3)由于噴頭被雜物所堵塞，導致噴淋裝置無法正常噴淋，從而使吸收過程以及制熱過程的效率均受到嚴重的影響，導致系統的制熱量減小。

4)由于系統中有不凝性的氣體以及側盤管出現水垢問題，都可能導致系統的冷凝溫度增加，從而導致系統的制熱量衰減。

5 溴化鋰吸收式換熱機組的經濟運行

1)應當將系統運行時各項管理工作加以強化，這樣才可以確保系統處于高效的運行狀態。

2)對水系統自身的參數配置進行優化，并對水系統的運行進行調節。應當保證水系統是處于設計溫差工況的環境下投入運行的，并且盡可能的讓系統在較大的溫差環境下投入運行，以實現降低水泵自身能源消耗的目的，也是系統實現更加經濟運行的關鍵。

3)要進行實時的運行監測，持續的優化系統控制。要想確保整個系統可以更加可靠和高效的運轉，就應當對系統進行實時的監測，并對所檢測的信息數據及時地進行分析與梳理。要嚴密的檢測機組在運轉時的熱量瞬時數值以及累計數值，并對機組的熱源消耗總量和相關裝置耗電量的計量工作加以強化。例如，系統中的燃氣以及蒸汽的數量計量、熱水消耗數量的計量、系統總耗電量計量、冷卻水泵消耗的電量計量以及熱水泵消耗的電量計量等工作，并且也要嚴格的監測冷卻水的補水情況。另外，也需要在以上計量工作的基礎之上對收集的數據加以梳理與分析，找到系統存在的薄弱之處，然后采取有效的措施加以完善，同時，也要按照室內及室外環境的變化情況，而對系統進行智能化的控制。

6 結語

如果在換熱過程中，處于能級無法很好匹配的大溫差條件下進行，就會出現非常大的無法逆轉的能量損耗，也使得一些能被利用的能量被大量的浪費。而這部分能量卻能被利用在吸收式換熱機組中來，充當系統的驅動源。通過采取大溫差換熱工藝，可以更加有效的對余熱進行回收利用，同時也可以減少供熱管網的建設成本投入，提升供熱管網的能量輸送能力，降低能源的消耗量，改善供熱系統的供熱性能。另外，我們也有理由相信，在未來的技術革新中，吸收式換熱工藝定會更好的推動余熱回收技術的研究與發展。

[1] 趙 成，林元同.溴化鋰吸收式換熱機組在供熱技術中的應用[J].產業與科技論壇，2016(4)：22-23.

[2] 孟 鋼，耿 寧.熱電企業溴化鋰吸收式熱泵應用的優化選型[J].中國高新技術企業，2016(2)：57-58.

The operation analysis on lithium bromide absorption heat exchanger unit in central heating

Cao Jianqi

(Taiyuan Heating Power Company, Taiyuan 030024, China)

This paper simply discussed the working principle of lithium bromide absorption heat exchanger unit, analyzed the operation data of lithium bromide absorption heat exchanger unit, elaborated the advantages of lithium bromide absorption heat exchanger unit, finally put forward the measures to ensure the economic operation of lithium bromide absorption heat exchanger unit.

heat exchange unit, central heating, heat, heat supply performance

1009-6825(2016)30-0129-02

2016-07-22

曹劍琦(1983- )，男，工程師

TU995

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