溴化锂吸收式冷水机组

溴化锂吸收式冷水机组（共10篇）

溴化锂吸收式冷水机组 篇1

一、前言

我国于1966年试制出第一台溴化锂吸收式冷水机组, 但由于冷量衰减及机组锈蚀的问题没能解决好, 因此其发展停滞不前。冷量衰减是该类机组存在和发展的重要障碍。90年代我国溴冷机厂不断致力于新产品的开发和研制, 溴冷机得以迅速发展。由于该机的一些特殊性, 人们在使用过程中对其还不甚了解。本人对该机组运行管理8年多, 积累了一些实际运行管理经验。现对其冷量衰减这一关键问题谈一些看法。

二、冷量衰减的原因

溴冷机的冷量衰减与机组气密性、水质、溶液、屏蔽泵等有关, 它们影响机组的真空度、热交换、溶液循环量, 从而使制冷能力衰减。

1.气密性

溴冷机是在高真空下运行的设备, 真空度越高, 制冷能力越强。空气等不凝性气体即使数量极微, 也会极大地损害机组的性能, 使制冷量大幅度下降。而且由于氧气的存在, 使溴化锂溶液对机组的腐蚀性大大增强, 造成机组的泄漏和管道、喷淋装置的堵塞, 进一步使冷量衰减。所以, 溴冷机的气密性好坏被视为溴冷机的第一生命。影响机组气密性有设备故障和操作失误等原因。

(1) 焊缝泄漏

溴冷机主体就是由一些容器和管路构成的管壳式热交换器的组合体, 整机焊接量很大, 对焊接工艺要求很高。特别是直燃式溴冷机的高压发生器的焊缝, 因为其结构复杂, 应力大, 加之高温的影响, 以及材料和加工工艺的局限, 该处焊缝极易泄漏。而且由于内部结构原因, 现场维修难度很大, 技术水平要求高。严重的在现场无法修补, 要更换整台高压发生器。

(2) 冷凝器、蒸发器等换热铜管内部及胀接处泄漏。此处的泄漏出现频率很高。对于载冷介质 (水或盐水) 在管内流动的壳管式换热器, 如果只有少数的几条铜管内部泄漏, 可采用两头封堵的方法将泄漏铜管隔离。但若是较多铜管出现泄漏, 只能更换铜管, 以防废除的铜管太多造成换热效果减弱而影响制冷效率。

(3) 屏蔽泵、真空泵等设备泄漏。

(4) 阀门、视镜等密封接合处泄漏。

(5) 抽真空、添加及转移溶液等操作的失误。

2.水质情况

与溴化锂冷水机组运行有关的水有冷却水、冷冻水、冷剂水。

(1) 冷却水。冷却水温降低有利于冷剂水的生成以及溶液温度降低, 后者促使吸收能力的提高, 从而使制冷量提高。机组对水质有较高的要求, 否则会影响机组换热效果, 从而影响机组制冷量。冷却水一般是通过冷却塔降温来获得的。因冷却塔水的蒸发冷却损耗, 使化学性杂质逐步被浓缩。补充的自来水也同样有化学性杂质。长此以往, 水中的化学性杂质不断被浓缩, 最终对机组金属的腐蚀将大大提高。

(2) 冷冻水。冷冻水出口温度每升高1℃, 制冷量约增加4～6%。由于冷冻水的温度较低, 不论结垢还是腐蚀远较冷却水轻微。冷冻水系统分闭式和开式。对于开式系统, 要特别注意回水的过滤和水质处理。

(3) 冷剂水。溴冷机中水才是真正的制冷剂。配制溴化锂溶液对水质的要求很高, 必须是蒸馏水或经离子交换树脂处理过的水。

3.蒸汽条件

蒸汽式溴冷机需用蒸汽。在其他条件不变时, 机组的制冷量随着加热蒸汽压力的升高而增大。要求气压稳定, 否则会影响发生器液位和机组的稳定运行, 从而影响到制冷效率。另要求供应饱和蒸汽, 蒸汽过热度不可太高 (不超过130℃) , 气温过高对传热与溶液腐蚀金属均不利。

4.溴化锂溶液

溴化锂溶液的质量直接影响机组的制冷能力。溴化锂溶液的浓度越高, 吸收性能越好, 但浓度高时容易结晶。因而溶液的浓度必须与循环量等相协调, 才能使机组最佳运行。

溴化锂溶液的pH值和缓蚀剂是机组防腐蚀的关键, 因为它们吸附在换热管表面后会影响换热效果;腐蚀产生的杂质会堵塞喷嘴、喷淋板孔, 从而直接影响喷淋效果;杂质会堵塞管路和屏蔽泵滤网, 影响溶液循环量;杂质进入屏蔽泵, 会影响屏蔽泵的转动和溶液流动等等。这些后果直接影响到溴冷机的制冷性能。

5.屏蔽泵

屏蔽泵是溴化锂冷水机组的运动部件, 本身存在设备老化、性能下降的问题。若不定期检修, 或者本身性能不佳, 均会影响溶液循环, 导致冷量衰减。

除此外, 冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、燃油 (燃气) 等因素也对溴化锂制冷机的制冷能力有影响。

三、冷量衰减的对策

1.加强气密性检查。

(1) 在设备制造阶段要加强设备材料、结构和加工工艺的优化。在产品制造过程中严格做到“清洁密封”。清洁, 就是防止杂质和灰尘在制造过程中进入机组内部, 并且在制造过程完成后用洁净空气和洁净水清洗机组内部。密封, 就是保证焊缝、胀管处没有泄漏。并应适当提高气密性检查要求。

(2) 在设备使用过程中要加强气密性的检查和管理。机组泄漏是绝对的, 不漏是相对的。何况溶液与金属之间的化学反应, 从内部会产生一定数量的氢气。所以随时要关注机组的真空度, 保证机组的真空度在100Pa以内。

(3) 对于抽气、溶液注入和转移、冷剂水取样等操作, 要严格按照正确的程序进行, 防止在操作过程中空气进入机组。

(4) 若发现机组有泄漏, 通常的工作程序如下:正压找漏→补漏→正压复查→负压检漏。直至合格为止。

(1) 正压找漏。如果机组内部已经注入过溴化锂溶液, 绝不允许用空气压缩机打压检漏, 必须先将机组抽空后再将充入氮气检漏。真空容器比一般正压容器的气密性要求更为严格。有人在厚钢板、无缝钢管、黄铜管、压力表等处都找到过漏点, 在焊口、胀口和法兰处更是家常便饭, 绝不能掉以轻心。

(2) 补漏。找到漏点后, 通过补焊、补胀、更换部件等办法予以修复。

(3) 负压检漏。将机组绝对压力抽至低于70Pa, 经24小时麦氏真空计检测, 升压小于5 Pa方可认为合格。

2.严格控制溴化锂溶液的杂质和pH值。在溶液中添加适量的铬酸锂缓蚀剂并使溶液维持一定pH值, 能有效地抑制腐蚀作用。但引起腐蚀的主要因素是由于氧的作用。因此隔氧是减缓腐蚀最根本的措施。要定期检测溶液的总杂质、p H值、铬酸锂含量和辛醇 (能量增强剂) , 确保在要求范围内。

3.选用质量好的屏蔽泵、真空泵、各种阀门、视镜等, 并在装入机组前进行有效检测, 质量不好的绝对不用。在实际工作中就有阀门、泵等质量不好造成机组泄漏和冷量下降的现象。

4.定期检测冷却水和冷冻水。如果水质较差, 要加除垢剂和除藻剂。对于冷却水, 据水质情况定期清洗冷却水池。对于闭式冷冻水系统, 每年都至少要进行一次管路系统的排放和清洗、投药。如果冷冻水是开路循环, 则需每周进行清洗。并经常检测水质, pH值维持在6.5～8.0, 其他指标参照中华人民共和国机械行业“溴化锂吸收式冷水机组”标准。

5.冷却水、冷冻水管路结垢严重时, 要通过机械除垢和化学除垢等方法清洗管路, 使管路保持良好的换热效果。蒸发器、冷凝器在冬季停机保养阶段要拆开端盖, 做彻底的清洗。

6.对于冷却塔、水泵等辅助设备, 除按产品规范进行选用外, 还要进行定期维修保养和检测。

7.可通过杂质过滤清除、加氢氧化锂调整pH值、加铬酸锂 (溶液重量的0.3%) 保持溶液缓蚀性能、加辛醇 (溴化锂溶液重量的0.1～0.3%) 增强制冷能力等办法使冷量衰减得以减缓。

三、结语

溴化锂吸收式冷水机组的冷量衰减是客观存在的, 而且由于腐蚀等因素造成的冷量衰减是不可逆转的, 切不可等闲视之。只要认真对待, 采取切实有效的措施, 从产品的制造、运输、安装调试, 直至运行使用, 在设备的全生命周期各个阶段加强管理, 它是完全可以得到控制, 减缓衰减速度, 以达到较好的制冷效果和延长设备的使用寿命。

溴化锂吸收式冷水机组 篇2

在空调工程中，一直惯用的制冷机组多为采用蒸汽压缩式制冷方式，而压缩式制冷采用的制冷剂为卤代烃(即氟利昂族)，

近些年来，由于世界各国进人科技飞速发展和先进工业迅速增长的年代，同时出现的对地球生态的破坏和大气的污染也更加严重。除了对河流湖泊的污染、土地的污染、生态环境的破坏，同时存在正在迅速发展的而被大量制造和使用的氟利昂制冷剂，也是威胁大气环境的又一杀手。氟利昂会造成大气臭氧层的破坏，使大气臭氧层变薄，或出现孔洞，紫外线会在无臭氧层的保护时，直接照射在人们的皮肤上，使人患上皮肤癌等皮肤疾病，给人类带来灾害。因此，许多国家规定了在若干年后不得使用氟利昂制冷剂，因此溴化锂吸收式制冷将会被广泛应用在空调制冷系统中。

溴化锂吸收式制冷机组的特点:

(1)溴化锂吸收工质对人和环境无污染，

(2)适用于有热源和产生废热的区域和条件。

(3)除冷剂和溶液泵外，基本无运转部件，因此运行平稳、无大振动、噪声低。

(4)因溴化锂溶液腐蚀性大，因此要求容器和盘管应采用耐腐蚀的材料制作。

(5)冷却水用量比压缩式制冷机大。

(6)压缩式制冷机组节省电能，易于管理和维护，可自动调整溶液的浓度。

(7)设备体积大，耗用金属量多，占冷冻站的面积多。

(8)采用直燃型时，需增加燃气(或燃油)系统，并设有自动监视、安全防护等装置。

溴化锂吸收式冷水机组 篇3

【摘 要】本文阐述了火力发电厂电气房间的空调系统冷源方案选用，比较了水冷式螺杆冷水机组和溴化锂冷水机组各自的优缺点，并针对印尼某自备电厂的电控楼建筑提出了合理的空调冷源选用方案。

【关键词】空调；印尼自备电厂；冷水机组

0.前言

近年来，笔者所在单位接触了大量涉外电厂类工程，工程所在地的环境、气候特点各不相同，与国内环境气候特点及业主对空调房间室内温度、湿度的要求也有不同之处，下面结合印尼某自备电厂1x100MW项目的设计经验和教训，根据工程当地环境特性，分析比较了该电厂电控楼空调系统的冷源选用方案。

1.电控楼冷源方案选用

根据所提供的资料，其基本气象参数如下：电厂设计环境干球温度为32℃，设计环境湿球温度28.3℃，相对湿度 最大90%，最大降雨量 60mm/hr，基本风压 40kg/m2。电控楼各房间功能如下：变频器室、低压配电室、电子设备间、中压配电室及33kVGIS 配电室等。电控楼室内设计参数要求如下表所示：

水冷式螺杆冷水机组和溴化锂冷水机组是目前国内外空调系统中常用的冷源之一，其各具优缺点。现分析如下：

1.1螺杆冷水机组的特点

1.1.1优点

a.由于直接水冷式螺杆冷水机组以电力为动力，一般产品能效比大于4，是一种节能产品。

b.设备初投资小，无需专用机房，可直接置于楼顶或搭个顶棚。

c.设计寿命高，使用年限长，能量衰减可忽略。

1.1.2缺点

螺杆冷水机组以电力为动力，对于电力紧张地区而言，单位电价较高，造成整机运行费用相对较高。

1.2溴化锂冷水机组的特点

1.2.1优点

a.溴化锂机组的制冷剂为水，是对环境污染较少，且价格便宜的制冷剂。

b.溴化锂制冷机组可利用（废）热蒸气或直接以燃油或燃气为动力，实现制冷徝环，对电力的需求量不大，仅需要电能来驱动溶液泵和溶剂泵。故对电力资源较为紧张的地区， 该产品有较大的优势，且运行能源费用较螺杆冷水机组要低。

1.2.2缺点

a.由于所用溴化锂溶液在有空气的情况下，对普通碳钢有较强的腐蚀性，使设备在使用地段时间以后出现较明显的能量衰减，从而降低了整台机组的实际产冷量，影响了使用效果，并且降低了机组的使用寿命。

b.正常检修时排放的LiBr水溶液对环境有污染且设备造价较高，初投资费用大。

c.因为机组在高真空状态下工作，空气容易渗入，实践证明，即使只有极微量的空气渗入，也会严重影响机组的性能，因此，机组对密封性要求很高。

d.设备外形体积庞大，需配备专用机房（燃油型还需配备专用油库）。

e.溴化锂冷水机组对冷却水的水质要求很高，且冷却水用量一般为水冷螺杆式冷水机组的1.5倍左右，对于淡水资料较为缺乏的地区，投资及运行成本较高。

此外，电制冷可以制出0℃以下的冷水，范围广，而溴化锂冷水机组仅能制出4℃以上的冷水，范围狭窄。溴化锂机组结构复杂庞大，必然导致可靠性差、难于维护。

2.小结

综述上面的比较，螺杆冷水机组电制冷机组可靠性较高，且经过多年成功应用于火力发电厂中电气建筑的空调系统冷源，已成为目前最受欢迎的空调主机。所以该印尼自备电厂的电控楼亦采用水冷螺杆式冷水机组作为空调冷源的首选。

【参考文献】

[1]李善化，康慧，孙相军.火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]中华人民共和国国家经济贸易委员会.火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程[Z].2009.

浅谈溴化锂吸收式机组的应用 篇4

1 机组简介

公司制冷站有2台温水型单效溴化锂制冷机组, 是大连三洋制冷有限公司生产的LCC-72温水型吸收式制冷机组, 为公司综合办公楼、中心化验室、中心控制室、职工食堂和重整装置配电室提供7℃的空调冷水。制冷机主要由发生器、冷凝器、吸收器、和蒸发器四部分组成, 其中发生器和冷凝器作为一个连通的整体, 位于机体上部;吸收器和蒸发器作为一个连通的整体, 位于机体下部。

机组利用余热回收站供水 (95/80℃) 的热量作为驱动热源, 加热发生器 (再生器) 中的溴化锂稀溶液, 使其蒸发浓缩, 蒸发出的制冷剂 (水蒸汽) 进入冷凝器。由于循环水场的循环水冷却冷凝器, 其中的水蒸气冷凝, 压力为该温度下的水的饱和蒸汽压。由于此压力很低 (绝压约为0.075MPa) , 且冷凝器与发生器直接连通, 所以稀溶液即使由温度较低的余热加热也同样能够浓缩再生。冷凝器中的凝液水喷淋进入下部的蒸发器, 吸收空调回水 (12℃) 中的热量后, 使其变为7℃的空调冷水。由于此压力很低 (绝压约为0.008MPa) , 且蒸发器与吸收器连通, 从发生器再生后喷淋进入吸收器的溴化锂浓溶液吸不断的吸收水蒸气, 所以制冷剂水可以在蒸发器中汽化。吸收器下部的稀溶液由泵加压后进人上部的发生器, 完成溶剂循环。

2 系统优点

单效型溴化锂吸收式制冷机的热力系数较低, 约0.65-0.7, 若专配锅炉提供驱动热源当然是不经济的。其优势在于可以利用余热、废热、生产工艺过程中产生的排热等为能源, 有着明显的节能效果。从运行角度上, 吸收器的稀溶液泵功率为5.5KW, 蒸发器的冷机泵功率为3.7KW, 制冷机组运行耗电很少;外送冷水泵单台功率为185KW, 是集中式制冷站的主要耗电设备。夏季工况各建筑物总空调设计冷负荷3733KW, 同比情况下, 按照1级能源效率等级指标的冷水机组COP为6.10, 电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水机组额定功率为612KW。不计循环水场的额外负担时, 吸收式制冷机组的电耗远低于常规蒸汽压缩式制冷机组。

3 节能运行

夏季工况溴化锂制冷机组的实际运行时, 由于空调房间人员逐时在室率的变化很大, 夜间制冷机组常常需要停运。同时, 部分室内空调冷水管线由于保温不善, 其外壁的凝水聚集, 影响了室内的环境和卫生。所以, 调整空调冷水送出温度存在必要性。呼和浩特地区的夏季空气调节室外计算干球温度30.6℃, 夏季空气调节室外计算湿球温度21℃, 由此查湿空气焓湿图可知, 状态点的相对湿度约为43%, 含湿量为露点温度约为16.51℃。参考供冷工况人员长期逗留的舒适性空调的室内设计参数, 热舒适度Ⅰ级的相对湿度为40%-60%, 机房环境相对湿度适宜的范围是45%-50%, 故呼市地区室外新风夏季工况除湿需求不大, 虑到输送过程的损耗, 故可适当提高供水温度, 以便保持系统的稳定、高效运行。

4 拓宽使用范围

溴化锂吸收式机组工作的实质是使用一定的热能为代价, 实现能量的转移。所以, 溴化锂吸收式机组除了用于制冷以外, 也可以制热。吸收式热泵就是以溴化锂溶液为吸收剂, 以水为制冷剂, 利用吸收式原理回收利用低品位热源 (30-70℃最佳) 的热量, 向高温处输送热量, 制取高温水。它具有节约能源、保护环境的双重作用。类似于制冷机组的循环水路径, 热泵机组以吸收器中的吸收热和冷凝器中的冷凝热制取高温热水。第一类吸收式热泵也称增温型, 着眼于提高供热性能系数 (1.2-2.5) , 以少量高温热能为驱动热源, 产生大量中温热能。第二类吸收式热泵也称升温型, 以中温热为驱动热源, 制取热量少于但温度高于中温热源的热量。热量核算时, 输入再生器和蒸发器的总低温热能, 接近50%的热量在吸收器内升温后输出, 稍大于50%的热量在冷凝器中由循环水带入环境排放, 故第二类吸收式热泵性能系数较低 (0.4-0.5) , 但是利用余热制取175℃以下的热水或蒸汽, 节能效果显著, 并得到推广。

5 结语

工业企业在生产过程中往往产生大量的余热, 根据行业不同, 余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%, 可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。除了吸收式机组以外, 低温余热发电技术也逐渐兴起。将余热资源利用好, 势必给企业和社会带来巨大的经济效益。

参考文献

[1]彦启森, 石文星, 田长青.空气调节用制冷技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[2]赵荣义, 范存养, 薛殿华, 钱以明.空气调节[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

溴化锂吸收式冷水机组 篇5

文章来源：中国节能技术与产品网 添加时间：2006-8-29 我们知道，所谓制冷与制热的概念并不确切，根据能量守恒定律，制冷与制热的过程实际上是能量转移的过程，而能量由一个空间转移到另一个空间主要是通过“传热”与“传质”来

完成的；在比较常见的水系统环境空调设备中，依工作原理的不同可分为吸收式和机械压缩式两种主要形式：溴化理机组的工作原理是以热能来驱动，通过一系列换热器之间的和热传递达到使用工况；电制冷则主要依靠电动机驱动压缩机做功来完成。完成这一过程前者是使用“溴化锂”这种锂盐的水溶液（实际是溶液中的水）作工质，后者是使用氟利昂作工质-----通过一系列或简单 或复杂的热交换和物质的转移来完成。

应该了解的是：他们是以物理能或化学能形式存在，因此人类利用能源来驱动机械，实际上是利用这两种能量互相之间的转化和转换。溴化锂吸收式与电制冷机械压缩机------这两种设备之间的重要区别就在于溴化锂要靠化学能转化为热能，利用热源比周围环境温度高，因此要传热来完成热能的转移；而电制冷主要机械加压使氟利昂气体液化，利用液体氟里昂蒸发要大量吸热的特性来完成热能的转移，仅仅就原理来说，后者比前者转移热能的效率要高许多。

据测定，溴化锂单效机组输入一个单位的热功只能得到0.8—0.9各单位的制冷能力，双效机组也仅仅达1.1---1.2；而电制冷机组随压缩机形式的不同可分为速度式和容积式两大类：前者以离心机为代表：后者又分为往复式（又分为活塞式与转子式）.螺杆式与涡旋式等几个主要机型。如果均采用水冷，在标准工况下由于采用的换热器形式不同及压缩机结构上的差异，其能效比分别为离心机1：6.0---9.0，其它机型依次为1：3.6---4.0;1：4.0---4.8和1：4.2---5.0。

即便如此，前几年内地中央空调主机市场仍被溴化锂机组占有大部分市场，浅析原因如下

因此：溴化锂机组的利用主要在有非热能或廉价能源的地方，如果从能源利用率的角度衡量，它与电制冷有不可弥补的差距。

一． 是因为电力基础设施建设跟不上，电力很紧张，造成供需矛盾，只好使用高污染、低效率的小型燃煤锅炉就近制备蒸汽来驱动溴化锂蒸汽型机组。二． 也与内地以煤为主要能源的能源结构有关系：在环保要求高标注准的今天，很多北方城市有相对污染较小的热、电联供或重型锅炉集中热力网，夏季完全可以使用溴化锂机组用来制备工艺用冷冻水，相应与燃煤发电而言即考虑了环保要求也避免了作为二次能源的电力取得的高成本；即使是燃油的溴化锂直燃机，当时的油价较低，使用费用相对较低；即便是现在，国家倡导的西气东输工程将相当程度上改善能源结构和降低燃气费用，还会有部分用户使用燃气的直燃机-----这主要是价格因素影响了决策人的选择。

三． 是溴化锂机组的几个主要生产厂家趁市场需求旺盛的东风，借助电力供求矛盾一时难以缓解之机大力鼓吹，形成了宣传攻势，误导了相当一部分用户（现在形势已然大变，政策事鼓励用电，电力容量费得到相当程度的减免，即便是采暖都可以申请采用蓄能电锅炉，并出台了相应的峰、谷电价政策）。

四． 溴化锂机组的工艺特性决定了它做的越大成本就越低,折算承担位制冷量相对越便宜,又可以冷.暖一体化,工艺结构上就决定了在比较大型的项目上,它具备一次性投资的相对地廉性.那么,又为什么近几年 间溴化锂机组的市场份额明显缩小呢?组要由于它有以下几个方面显而易见的缺点： A、机组的工况需要保持机组内部的高度真空，对机组而言保持高度真空有三个方面的作用：其

一、溴化锂机组实际上是依靠高纯度的水在真空状态下4摄氏度就可以沸腾着以物理特性，依靠水的蒸发吸收热量，在经过一系列相当复杂的传热、传质过程来达到制冷效果，如果没有真空就满足不了工艺要求；其

二、由于溴化锂溶液本身偏碱性，在有空气存在的情况下，氧原子极易与钢结构构件结合，容易造成迅速和大面积的腐蚀，正常的机体有这样的“溃疡”意味着什么后果可想而知。其

三、溴化锂机组由于构造复杂，许多涉及机组性能的辅配件需经常更换、维修，工质物质（溴化锂溶液）使用了3---5年必须在生以及机组内部经常需要清洗等诸多因素，造成每一次小故障都有可能使机组内部与空气接触，直接的结果就是整个机组内部被腐蚀。

B、溴化锂机组极易有“冷剂污染”与“结晶”两种故障：前者是高压发生器内液位过高、发生剧烈，含有锂盐的小液滴飞溅入冷剂水循环，造成水的纯度下降，不能在低温高真空下沸腾，也就没有了工况，二者两种故障是经常容易发生的（高发液位控制国际国内至今未找到合适的方法，目前比较可靠的只能用金属探棒、电机传感器发式，即使这种方式失灵的比率也是相当高，经常需要更换），一旦失灵后果就是“冷剂污染“；而“结晶”则是由于机组的各个热交换器之间存在一定的东平衡关系，如果犹如外界或机组内部原因破坏了造成管路堵塞，严重的甚至会产生内漏，造成机组停机大修。由于溴化锂机组内部有12—22个换热器，在精密的自控也是依靠传感器来工作的，溴化锂想对与电制冷机组来说构造复杂、控制点多，传感器数量也多，出故障的可能性很高，功平衡一旦市区，结晶产生，恢复起来很缓慢，十分严重的还会造成内漏或换热器报废。

C、由于以上几种现象的经常发生，溴化锂机组对看管人员的要求相当高，即使有自控装置，如前文所述的原因，通常也是不可靠的。有经验的操作人员可以防患于未然，有故障尽快采取措施，但仍免不了经常发生；如果是对机组工作原理和运行常识没有了解的人员来职守，往往集小患为大祸，造成冷量衰减，寿命缩短，十有八九不能运行到预期的15—20年的使用寿命，而许多用户所使用的操作人员往往是没有经验的；如此，对用而言受到的影响与损失是不可预估的。

以上讲了溴化锂机组本身固有的一些弱点，但任何事都有多面性，需要全面衡量利与弊：如果有大量废热或可以使用廉价能源，其使用的经济效益佳；另外，如果保养恰当，人员责任心强，也可以完成预期寿命；故不能完全一概而论。

电制冷主机也是有其不适用的地方：比如，电制冷冷暖一体的风冷热泵机组其相对能耗较大，且不适合在冬季平均气温低于零摄氏度地区使用；某些制冷压缩机型号与工艺并不适合在较大或较小的系统中，比如四种主要形式的制冷压缩机，往复式与涡旋式比较适宜小型机组，螺杆式适合于中型项目，而离心机单机最小在50万大卡以上，小于150万大卡的项目一般不采用，这是因为电机拖动是无论做工与否都要好电，而作为环境空调主机的制冷机组其负荷是经常变化的，如果压缩机较少，容易造成浪费。

电制冷压缩机活塞往复式与螺杆式从结构区分均有办封闭、全封闭与开启式之分；螺杆机还有单螺杆和双螺杆的不同；离心机油单级与多级之分；涡旋机基本形制大同小异；单就其适配经济比较：耗电最省的是离心机和开启式双螺杆机，其次是半封闭螺杆和涡旋机，较差的是往复式机组；从使用寿命方面比较：最耐用的是开启双螺杆，其他依次是全封闭双螺杆、涡旋式、多级离心式、半封闭双螺杆、单螺杆核单级离心式，最短的是往复式，因而他们的单位时间维护成本是依次升高的，这是由各种形制的机组工作原理及制作工艺决定的。

但是现在之所以某些技术与工艺并不是最有“含金量”的机组仍有较大的销量，除了成本上的差别，也是由于各个品牌企业大都实行经销代理制，在经销商享用护推荐过程中出现了偏差------也就是说：用户并未购买到技术经济性最佳的产品。

溴化锂机组与电制冷机组，每种产品都有其适用范围，互相之间也重合或曰可替代性，具体情况应具体对待，只要抱着科学的态度，认真选择合适的产品，同样可以达到少花钱多办事的目的。

现代科技发展至今，基础科学，材料力学研究的成果基本上市共享的，机组是否耐用，用户是否方便，选用了名牌就意味这一定的保障，关键在于品牌企业都有成熟的管理机制和企业文化，自然在每一个阶段都会向业界推出最好的产品：但用户却未必选用，根本上讲是由于新材料新工艺使新产品成本较高。

机组的品质好坏与价格高低直接相关，而不同的企业对市场有不同的举措，有些着眼于品牌形象，实行“差异化”战略，主做高端市场---同一时期只推品质最好的产品，如“日立”；有些招着眼于满足客户需要，兼顾低端市场，同一时期有不用层次的产品分别面对不同的需要，几个美国品牌尤其劳特斯、约克、开利，就是如此。

溴化锂吸收式冷水机组 篇6

关键词：集中供热,吸收式热泵,节能环保

一、引言

在我国北方地区, 冬季供热主要采用以热电厂集中供应环路高温水、分布式换热站对建筑群落进行供热的模式。随着我国城市化的快速发展, 改造或新建的建筑物不断加入到换热站的供热负荷中, 热电厂的供热能力达到饱和, 供热安全的保障性降低。因此, 急需提升热电厂的供热能力, 以满足地区热负荷发展的需要。提高一次网的流量或者提高一次网的供水温度均可有效提高供热能力, 但在实际情况中存在诸多问题。提高一次网的流量需对管网系统进行改造, 而一次网的管路系统属于城市基础设施, 改造难度极大。提高一次网的供水温度存在管网系统耐温承压和热电厂热力失衡等问题。

溴化锂吸收式技术具有节电环保的特点, 目前在制冷领域应用较为广泛[1]。如将其制冷循环的参数改变到适合供热的要求, 从而在城市供热换热站中替代传统板式换热器, 可以有效降低一次网的回水温度, 节约管网投资, 降低能耗, 对大幅增加换热站的供热能力有重要的意义。

二、吸收式热泵原理

根据热水管网流量G计算公式:

式中:CP为热水比热容, k J/ (kg·℃) ;Tg为供水温度, ℃;Th为回水温度, ℃;Q为换热机组换热量。

由公式 (1) 可知, 为提高热力管网的输送能力, 一种方式是提高输送介质的比热容CP, 如采用含有相变材料的功能热流体作为热量传输介质, 这种方法目前尚不能应用于实际工程。另一种方式是增大热力管网供回水温差 (Tg-Th) , 提高Tg或降低Th都可增加热力管网的输送能力, 可节约管网建设投资, 并降低循环泵的输送能耗。

溴化锂吸收式热泵机组是一种以溴化锂溶液为吸收剂, 水为工质的热泵。在不改变二次网供回水温度的前提下, 利用一次、二次热网之间大传热温差所形成的有用能作为驱动力, 可大幅度降低一次网回水温度。图1为溴化锂吸收式热泵机组流程图, 机组由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器等主要部件及抽气装置、屏蔽泵、控制系统等部分组成[2]。其中吸收器和发生器是整套装置中的关键部分。蒸发器内来自冷凝器的冷剂水吸收热量, 产生冷剂水蒸气进入吸收器内, 被来自溶液热交换器的浓溶液吸收, 达到平衡温度, 释放的热量供热载体水升温, 吸收后的稀溶液由吸收器底部流出。稀溶液呈过热状态由泵送入发生器内, 吸收废热能量后, 产生水蒸气送入冷凝器, 蒸发后的浓溶液由发生器下部流出。过热蒸气在冷凝器内冷凝为冷剂水送回蒸发器完成工质循环。来自吸收器温度较高的稀溶液和来自发生器温度较低的浓溶液分别通过溶液热交换器, 稀溶液温度降低进入发生器, 浓溶液温度升高进入吸收器, 完成溶液循环。溴化锂水溶液不断重复吸收水蒸气和释放水蒸气的循环, 从而将废热提升到可以被应用的温度[3]。

溴化锂吸收式热泵机组与常规板式换热器组成增热型吸收式换热机组, 具体原理如图2所示。以130~95°热侧高温段的热量Q1作为驱动势能, 吸收55~25°热侧低温端的热量Q2并抬升其能级, 将热量Q1+Q2放出, 加热冷侧流体。热力完善度较常规换热方式有较大的提高。作为驱动力的热侧高温段的能级越高, 或冷侧流体的加热能级越低, 则可从更低能级的热侧低温段中吸收热量, 即可将热侧流体温度降得更低[4]。

常规板式换热器常见的一次网供回水温度为115/65℃, 增热型吸收式换热机组一次网供回水温度可优化到115/25℃, 换热站的总供热能力显著增加。

三、实际工程应用

太原市西山热力公司西矿街换热站有2台10MW常规板式换热机组, 一次网接自白家庄矿热电厂, 供回水温度为115/65℃。一次网管径为D325×6。依据供热区域的旧城改造和发展规划, 对该换热站进行改造。一次网管径不变, 可布置2台15MW增热型溴化锂吸收式换热机组。一次网和二次网通过吸收式换热机组换热, 水力工况完全隔绝开。在保证二次网与原系统相同的情况下, 一次网供回水温度为115/25℃。改造前一次网供回水温差为50℃, 改造后提高为90℃。供热量比改造前增加50%, 新增供热面积约20万m2。通过降低一次网的回水温度可直接回收热电厂凝汽器余热, 可以使热电联产系统供热能力提高50%以上, 具有显著节能效益。

四、结语

增热型溴化锂吸收式换热机组由溴化锂吸收式热泵机组与常规板式换热器组成, 在城市供热换热站中替代传统板式换热器, 可以有效降低一次网的回水温度, 节约管网投资, 降低能耗, 对大幅增加换热站的供热能力有重要的意义。

参考文献

[1]付林, 李岩, 张世钢, 江亿, 赵玺灵.吸收式换热的概念与应用[J].建筑科学, 2010, 26 (10) :136~140

[2]徐邦裕, 陆亚俊, 马最良.热泵[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005

[3]Lin Fu, Yan Li.A new type of district heating system based on distributed absorption heat pumps[A].Proceeding of ES2009, Energy Sustainability[C].2009

溴化锂吸收式冷水机组 篇7

余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组是燃气冷热电三联供系统主要设备之一, 它并不像标准直燃机那样, 直接燃烧天然气来供冷、供热, 这样对燃气的消耗量较大。余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组是以燃气轮机 (或内燃机) 发电设备等外部装置排放的废热做驱动热源, 同时也可以以燃油、燃气的燃烧热或其它热源如废蒸汽、市政蒸汽等作为辅助驱动热源。这样既满足了用户对冷热的需求, 又提高了能源的利用效率, 使整个三联供系统的能源综合利用率高达80%以上。此外, 夏季是用电高峰期, 天然气的用气低谷期, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组利用余热或燃气供冷, 可以降低制冷用电量, 一定程度的缓解用电紧张, 并提高用气量, 达到削峰填谷的作用。因此, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组在冷热电三联供中得到越来越多的应用。

1 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组设置原则

余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组的优势在于可以利用低品位热能, 在冷热电三联供系统中, 至少具有蒸气、热水和高温烟气三种热能中的一种, 只有合理选配余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组, 才能充分发挥提高系统的能源综合利用率, 节约能源, 提高系统经济性的优势。

1.1 了解空调冷热负荷

了解用户空调冷热负荷, 根据空调冷热负荷选择满足空调冷热负荷要求的合适制冷、制热量的机组。余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组大小的选择主要看发电机的余热热负荷大小。因此, 当发电机确定以后, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组的负荷也就确定了, 机组制冷或制热量为:

式中:Q1——机组制冷量或制热量;

COP——机组制冷或制热效率;

Q2——可利用发电机余热量。

1.2 分析用户冷水、冷却水情况

了解用户冷水、冷却水进出口温度、流量、是否含乙二醇或其他腐蚀性介质以及最高工作压力。含有乙二醇的冷水、冷却水会对机组换热效果产生影响, 需要加大机组换热面积;含有腐蚀性介质的冷却水影响换热管的材质;最高工作压力影响机组水路系统的承压能力。

1.3 掌握用户余热情况

如果系统中只有余热烟气, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组选用烟气型;如果系统中有余热烟气和发动机缸套水或其他余热热水, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组选用烟气热水型;如果系统中有余热蒸汽和发动机缸套水或其他余热热水, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组选用蒸汽热水型。另外, 也可以单独利用余热蒸汽、发动机缸套水或其他余热热水, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组选用蒸汽热水型、热水型机组。

对有燃料的用户, 当余热制冷 (供热) 量不能满足额定空调负荷需要, 系统中需要配置补燃型溴冷机或其它供冷 (热) 负荷调节设备。

1.4 与发电机对接方式的选择

常见的系统工艺流程有发电机与余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机组的直接连接和经过余热锅炉的间接连接两种方式。

间接连接的系统工艺明显较直接连接复杂, 但是这种工艺出现较早, 余热锅炉、蒸气/热水直燃机等设备制造技术成熟, 在国内外有大量成熟案例。这种工艺尤其适用于有一定蒸气和热水需求的场合, 可以通过调节从余热锅炉出来的进入直燃机的蒸汽量, 方便的调节负荷分配。

直接利用余热的烟气型或烟气热水型余热吸收式冷热水机组设备制造技术虽然在蒸气和热水供应方面没有传统间接连接方式灵活, 但是也具有工艺简单、占地少的突出优势, 而且由于减少了换热环节, 采用直接连接系统的热效率更高。此外, 直接对接工艺有每台发电机组各自对应一台余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机和两台发电机组共同对接一台余热空调机组的不同形式。一般来说, 当发电机组单机容量较小时, 可以考虑两台发电机组对接一台余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机的形式, 但此时应注意解决好发电机组之间烟气管路的互相影响问题。如发电机组容量较大 (如超过800k W) , 应尽量采用发电机组各自对接一台余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机的连接方式。

1.5 机组是否需要配置补燃装置

当系统中只有一台余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组, 没有其它供冷 (热) 负荷调节设备的情况下, 适宜于配置补燃型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组。

若系统中有多台余热型溴冷机, 不宜配置补燃型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组, 应独立配置其它供冷 (热) 负荷调节设备。

2 设计时应注意的问题

2.1 排烟背压

发电机组特别是燃气轮机发电机组对排烟背压有较严格的要求, 排烟背压过大, 容易造成发电机组排烟不畅。因此, 在选配余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组时, 必须选用烟气发生器阻力合适的机组。对于允许排烟背压较低的, 须在余热型机组的排烟管上设置引风机, 用于克服烟气发生器的阻力。

2.2 排烟温度

根据不同用户或用户当地环保部门对机组排烟温度的要求不同, 余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组的配置也不相同。对要求排烟温度在120℃甚至更低的机组, 可以在烟气发生器后部接一个烟气热水换热器, 加热发动机缸套水或生活热水来进一步降低排烟温度, 来满足要求。

2.3 阀门与膨胀阀的设置

燃气发动机与余热型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组 (以下简称溴冷机) 之间的连接烟道上须设置直排烟囱, 如图1所示。在直排烟囱与溴冷机的进烟管接管处须设置烟气电动三通调节阀, 也可用2只烟气电动两通调节阀替代烟气电动三通调节阀, 如图2所示。溴冷机的进烟管上须设置手动烟气截止阀, 以确保溴冷机停机安全, 设置位置位于烟气电动调节阀之后。

当烟气系统中配置烟气电动两通调节阀时, 直排烟囱和机组进烟管上安装的烟气阀型号有所不同。进烟管道上安装的烟气电动两通调节阀为常闭阀;直排烟囱上安装的烟气电动两通调节阀为常开阀。烟气阀的安装方式、保温要求等须严格按照烟气阀使用说明书的要求。烟气阀水平安装 (保证烟气阀支架与地面平行) , 阀体及高温烟道须进行良好的保温处理, 确保烟气阀的使用环境温度小于70℃。对烟气阀阀体进行保温时, 保温材料不得妨碍阀杆的正常运行, 不得遮盖机械式阀门开度指针。烟气阀安装就位后, 其电气接线须采用穿管走线, 接线管可采用Ф20镀锌钢管, 接线管走向根据机房条件设计;接线管须固定, 但不得采用金属连接件与高温烟道、溴冷机高压发生器本体、烟囱等高温部件连接;严禁将电气接线 (无论是已穿管线还是裸线) 搭在高温烟道、溴冷机高压发生器本体、烟囱等高温部件上, 须远离高温部件表面100mm以上。

2.4 排烟消声器与膨胀节

排烟消声器宜设置在位于烟气电动调节阀之前的发动机排烟管上, 如图1、图2所示。若排烟消声器设置在烟气电动调节阀之后的直排烟囱上, 须在溴冷机进烟管上设置旁通烟囱, 如图3所示。旁通烟囱的入口接管位置位于烟气电动调节阀和手动截止阀之间, 流通截面积须大于等于溴冷机进烟管流通截面积的25%, 其上须设置手动截止阀, 出口宜伸出机房外直通大气, 且符合当地相关环保要求, 出口若需并入直排烟囱, 合并接口须位于排烟消声器之后。溴冷机运行时, 旁通烟囱上的截止阀关闭;当燃气发动机运行期间溴冷机需连续停机24h以上时, 须关闭溴冷机进烟管上的手动烟气截止阀, 打开旁通烟囱上的截止阀。

燃气发动机与溴冷机的连接烟道 (尤其是溴冷机的进烟管) 上, 以及直排烟囱上须设置膨胀节 (图3) , 以免烟气管道受热膨胀造成设备及管路损坏, 膨胀节的选型根据烟道系统设计计算确定。

2.5 烟囱的设计

直排烟囱、连接烟道及余热烟囱的设计应使整个余热烟气系统的烟气流动阻力小于等于燃气发动机的排烟背压, 烟囱高度应满足当地相关环保法规的要求;排烟口的位置必须远离冷却塔和溴冷机的空气入口位置。

余热烟囱和补燃烟囱不得采用共用烟囱, 须独立设置余热烟气排烟烟囱和补燃烟气排烟烟囱, 这是由于余热烟气与补燃烟气压力不同, 以防止一路烟气进入另一路烟气中而引起安全问题。补燃烟气排烟烟道和烟囱的流通截面积不应小于机组排烟口的面积。多台机组的补燃烟气可以共用同一烟道, 但共用烟道截面积不宜小于各分烟道之和, 且各单独的烟道部位应设置阀门, 不论阀门是否自动, 都必须设有容易知道阀门开度的指示。

补燃烟气的烟囱高度不应低于 (0.6L+N) m, 其中L为水平烟道的长度, 单位为m;N为整个烟道拐弯的数量。并且烟囱周围200m以内有建筑物时, 烟囱应高于该建筑物3m以上。

连接烟道应尽可能避免采用弯管, 若因系统连接限制必须采用弯管时, 弯管角度宜大于90°, 以最大限度降低连接烟道上的烟气流动阻力。应优先采用圆形截面烟道, 汇合处宜采用图4所示结构, 截面积改变宜采用渐扩或渐缩式结构。

烟囱宜采用砖和混凝土制作, 以避免腐蚀。也可采用钢结构, 但厚度不应小于4mm。烟道受热后有较大膨胀。直段较长处应设置伸缩节;穿墙处和法兰面上应垫软质阻燃耐热材料。

连接烟道、直排烟囱以及溴冷机余热烟囱的室内部分须进行保温, 高温烟道的保温材料须选用使用温度高于烟气温度的材料, 如硅酸铝棉;余热烟囱的保温材料按工作温度250℃选取 (例如:岩棉毡、水泥珍珠岩板) 。

3 应用实例

某医院项目总建筑面积约7.55万m2, 其中地上建筑面积4.64万m2, 地下建筑面积2.91万m2。

该项目采用燃气内燃机发电, 在充分考虑具体的余热利用工艺和建筑的冷、热、生活热水负荷需求等因素的基础上, 同时根据本项目的特点, 考虑采用直接对接型余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机, 以确保达到较高的余热利用率。

通过计算分析, 虽然采用烟气热水型机组的初投资高于热水型机组, 但是由于供冷效率的提高其每年增加的供冷收益也较为可观, 增量投资回收期在5年左右。因此, 将优先考虑发电机组与烟气热水型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组直接对接的方案。

该项目选取了2台836k W的燃气内燃发电机, 每台发电机的烟气余热为587.6k W, 缸套水余热为459.6k W。同样采用发电机组各自对接一台余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机的连接方式。根据公式 (1) 可算出利用这部分余热后溴化锂吸收式冷热水机组制冷量为1171.94k W, 制热量为942.48k W。根据厂家提供的设备参数, 最终选取了2台制冷量1454KW, 制热量1121的烟气热水型溴化锂吸收式冷 (热) 水机组, 总供冷量可达2908KW, 供热量2242KW, 而该医院冷负荷为6014k W, 热负荷为4800KW, 故需要再配置一定的制冷和供热设备来满足医院的冷热需求。

该项目中余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机组的烟气系统如图5所示, 系统中发电机的排烟背压为6k Pa, 而余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机组的阻力为1.4k Pa, 加上管道和其他设备阻力, 总阻力小于排烟背压, 烟气可以顺利从烟囱排出而不需要设置引风机。

直排烟囱与余热溴化锂吸收式冷 (热) 水机的进烟管接管处设置烟气电动三通调节阀, 排烟消声器设置在该调节阀的前面, 这样避免了旁通烟囱的设置。该冷 (热) 水机带有补燃系统, 这样可以在烟气不足或发电机停机时通过补燃系统提供所需冷热负荷。由于补燃系统的存在, 需要额外设置补燃烟囱。烟囱采用钢结构, 烟囱厚度选取为5mm。

溴化锂吸收式制冷机节能运行分析 篇8

洛阳石化空压冷冻站共有6台蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机, 其中5台由江苏双良集团公司设计制造, 机组型号是SXZ8-465D。另外1台由大连三洋制冷有限公司设计制造, 机组型号是NG-83MT, 主要为聚酯、短纤维、合纤空调及工艺系统提供冷冻水。

2 SXZ8-465D与NG-83MT型制冷机主要技术参数

2.1 溴冷机设计参数

下表1为SXZ8-465D与NG-83MT型制冷机设计参数。

2.2 溴冷机工艺参数

下表2为SXZ8-465D与NG-83MT型制冷机主要的工艺参数一览表。

3 主要工艺参数控制分析及优化措施

机组技术参数有一定的控制范围, 通过优化参数, 即保证设备正常运行, 又达到节能降耗的目的。

3.1 蒸汽压力

在其它条件不变时, 机组的制冷量随着加热蒸汽压力的升高而增大, 当加热蒸汽压力提高0.1MPa时, 制冷量约增加5%~10%。但是蒸汽压力过高时, 机组容易结晶, 制冷量反而会严重下降。本站蒸汽压力的指标是0.7~0.85MPA, 在实际操作中, 进分汽缸蒸汽压力一般控制在0.3~0.8MPa之间, 为了节能的目的, 在机组调整时会根据溶液浓度、温度、空调负荷等因素的变化, 有选择性的控制蒸汽压力, 减少蒸汽用量。

3.2 冷却水进口温度和水量

在其它条件不变时, 机组的制冷量随着冷却水进口温度降低而提高。冷却水进口温度降低1℃, 制冷量增加3%左右。但是冷却水温度过低或用量过大, 将造成浓溶液结晶和冷剂水污染现象的发生, 所以从机组安全运行角度考虑, 不允许冷却水进口温度过低, 需要设定≥19℃的联锁保护。当机组冷却水进口温度升高时, 机组制冷量下降, 所以设计冷却水温度上限为32℃, 在实际机组运行中, 当冷却水温度超过30℃时, 机组制冷量将大大下降, 所以就需及时联系循环水场降水温, 以免影响生产。冷却水量可以有50%~110%的变化范围, 实际可以实现5%~100%调节, 因此根据空调负荷调整冷却水量是一项重要的节能措施。

3.3 冷水出口温度

冷水出口温度设计指标是7℃, 本站控制指标是7~11℃, 这是因为当其它内外条件不变的情况下, 冷水出口温度每升高1℃, 机组制冷量提高4%~7%。在水温32℃的条件下, 冷水出口温度由7℃提高至9℃, 制冷量由100%提高至110%。所以当空调负荷降低时, 适当提高冷水供水温度, 可提高机组制冷量, 而不必一定控制冷水温度在7℃, 变冷水出口温度调节, 是溴冷机一项节能降耗的重要措施。

3.4 高发温度、高发压力

高发温度及压力过高会造成机组结晶, 所以SXZ8-465D型机组设计高发温度≤170℃, 高发压力≤940mm Hg;NG-83MT型机组设计高发温度≤165℃, 高发压力≤0kg/cm2, 由于本站设备寿命已达十几年, 机组性能下降, 易发生结晶现象, 因此实际设备运行中控制SXZ8-465D型机组高发温度≤135℃, 高发压力≤440mm Hg;NG-83MT型机组高发温度≤140℃, 由于控制得当, 近年来机组很少发生结晶情况。

3.5 溶液的浓度

溶液的浓度越高, 吸收效果越好, 但过高易结晶, 故机组设计指标要求浓溶液浓度不能超过65%。但在实际生产中, 一般控制稀溶液浓度不超过54%, 浓溶液浓度不超过60%, 这是因为当溶液浓度为64%时, 结晶温度为40.5℃, 40℃左右的温度已是SXZ8-465D型机组的日常喷淋温度, 故要严格控制溶液的浓度, 防止结晶现象的发生。影响溶液浓度的因素主要有蒸汽温度和压力、冷却水量及温度、不凝性气体、高发温度及压力、真空度等, 通过对以上参数进行全面控制, 可达到预防结晶、降低能耗、延长机组寿命的效果。

4 溴冷机在运行过程中的参数波动及优化措施

近年以来, 本站溴冷机在运行过程中主要参数波动有冷水压力波动;真空度不好, 制冷量下降;控制系统老化, 传输数据缓慢不准;冷却水温度波动;针对现状本站采取了相应的解决措施, 有效地优化了机组运行。

4.1 冷水供水压力波动

供水压力低时不能满足用户生产需求;供水压力高时, 对设备造成冲击, 甚至将溴冷机蒸发器端面憋漏, 增加机组铜管胀裂的风险, 操作人员不得不手动将冷水排地沟, 造成不必要的浪费。

原因分析及对策:

(1) 稳压补水系统补水泵出口单向阀内漏, 稳压罐冷水回流至补水箱, 造成冷量损失。

处理措施:更换新的单向阀。

(2) 冷水进回水管线上的供水压力调节阀是反装阀, 可是此阀仪控程序设计错误, 不能实现自动控制, 造成水压不稳, 波动大。

处理措施:改正了电脑仪控程序错误, 实现调节阀自动控制。

(3) 补水箱浮球阀故障, 水箱液位波动, 大量冷水从补水箱溢流。

处理措施:更换新的浮球阀, 要求操作人员开关阀时缓慢, 防止对浮球阀过大冲击。

4.2 溶液循环量不合适, 机组液位波动

调整合适的溶液循环量, 不仅能提高机组的制冷量, 而且还能节约蒸汽和循环水用量。

原因分析及对策:

(1) 由于操作人员经验不足, 造成液位调整不当。

(2) 可通过调节溶液泵出口溶液阀和中间溶液阀来实现机组液位和溶液循环量的调整;也可以通过改变高发温度或压力的设定值, 从而改变变频器的频率来调节。在调节过程中要注意保持高低压发生器液位的稳定, 防止因液位波动而造成冷剂水污染。在开启机组后要多观察液位的变化, 其中包括:发生器液面、吸收器液面、蒸发器液面, 防止液位控制不准。

4.3 蒸汽压力波动

蒸汽压力波动大, 造成制冷机结晶。

原因分析及对策:

(1) 主要原因:本站蒸汽是由热电站提供, 用户多, 用量不稳定。

(2) 本站的蒸汽压力主要是靠自力式调节阀、蒸汽调节阀及蒸汽切断阀控制, 根据经验, 以自力式调节阀控制总压力范围, 蒸汽切断阀防止压力波动, 在这两个阀的配合下才能有效发挥蒸汽调节阀的能量精细调整。另外, 如果机组在不好状态下运行时, 而蒸汽调节阀此时失灵, 很可能造成机组重故障, 所以蒸汽调节阀的灵敏度也是我们监测的重点, 应经常检查蒸汽调节阀状态, 满负荷时是否全开, 无负荷时是否全关。开机通蒸汽时, 应时刻观察蒸汽压力的变化, 防止供热过快, 使发生器传热管受热不匀, 造成传热管变形和胀管处泄漏。通过蒸汽用量的控制即保护了机组又达到了节能的目的。

4.4 环境温度变化, 冷却水温度、空调负荷波动

本站用的冷却水进口温度、空调负荷波动大, 给制冷调节带来难度。

原因分析及对策:

(1) 白天与夜晚、晴天与阴天气温变化大, 尤其到了夜晚、晚秋空调需要的冷量降低, 冷却水温度也随气温变化而降低。另外, 本站用的冷却水是由循环水场提供, 用户多, 影响因素多。

(2) 处理措施:当冷却水温度降低时, 可及时降低蒸汽和循环水的用量。当空调负荷降低时, 适当提高制冷机冷水供水温度, 减少蒸汽和循环水的用量, 达到节能的目的。本站十几年的设备运行经验证明, 及时调整溴冷机制冷量, 可有效降低能耗, 效益可观。

5 结论

溴化锂制冷机系统运行的好坏, 对用户生产稳定性和产品质量影响较大。另外溴化锂制冷机是能耗大户, 蒸汽、冷却水消耗量大, 通过在生产中对制冷系统的工艺参数控制、操作优化和性能改进, 稳定了溴冷机的运行状况, 也达到了节能降耗的目的。

参考文献

溴化锂吸收式冷水机组 篇9

关键词：溴化锂吸收式热泵,余热利用,节能环保,案例

我国是一个制造业大国, 能源利用率仅有30%左右, 即便是欧美等工业发达国家, 尚有43%~60%的工业余热白白浪费掉[1]。因此, 深入开展工业节能, 回收工业余热资源是节能减排的一项重要措施[2]。近几年溴化锂吸收式热泵在工业余热节能环保尤其是电力、石化、钢铁及纺织等行业得到的大力发展。

1 溴化锂吸收式热泵工作原理

溴化锂吸收式热泵工作原理见图1。发生器的驱动热源为蒸汽或燃料, 吸收器和冷凝器构成供热回路对热网水等热媒进行加热。蒸发器通过余热回路从低品位热源吸收热量, 产生冷剂蒸汽。运行时溴化锂稀溶液从溶液泵排出经溶液热交换器升温后进入吸收器, 喷淋在传热管表面, 吸收驱动热源热量产生蒸气。发生器中浓溶液通过溶液热交换器换热后进入吸收器, 浓度稀释放热, 从而完成溴化锂溶液循环。而从发生器蒸发的蒸气流经冷凝器加热热媒后流入蒸发器吸收低温余热进而回到吸收器稀释溴化锂溶液, 从而完成水循环。热媒在吸收器和冷凝器两次被加热, 最终达到设计温度。

2 吸收式热泵在工业余热中的应用

吸收式热泵是回收利用工业余热的有效装置, 具有节约环保的双重作用。截止2014年初, 推向市场的吸收式热泵项目已达60多个, 总容量近2500MW。主要分布电力、石化、钢铁及纺织等行业, 具体见表1。

以鸡西矸石热电厂为例, 采用吸收式热泵回收电厂循环水余热供暖年节约标煤2.41×104t, 减少CO2排放约6.25×104t, 减少SO2排放约202.4t, 减少NOx排放约176.2t, 具有很好的经济、社会与环境效益。

3 热泵的应用与研究探讨

自1971年日本荏原公司研制出世界首台溴化锂吸收式热泵机组以来, 诸多公司一直致力于热泵的应用研究工作。目前国内主要有双良集团、大连三洋、烟台荏原、同方川崎等企业研发生产吸收式热泵, 有如下特点:1.驱动热源压力范围为0.2~0.8MPa的蒸汽;2.可用工业余热一般为20~60℃;3.机组性能系数可达1.7~2.4;4.机组耗电小, 用电量仅为30k W·h/h左右;5.机组真空运行可靠性高、噪声小无振动、运行平稳寿命长久。但在研发生产应用过程中还应注意以下几个方面:

第一、针对热泵工质对, 诸多学者研究添加第三种 (溴化锂和缓蚀剂外) 组分, 如Ca Cl2、C2H6O2等[3], 同时尝试新工质如Li Cl·H2O等虽克服了溴化锂工质的不足但造成机组性能系数偏低, 溶解度不理想等新问题。

第二、加强管材耐腐蚀与传热性能研究。热泵机组常用的紫铜管传热性能优良但其易腐蚀, 在热泵长达十几年运行中易出现腐蚀穿孔现象, 如三门峡某电厂吸收式热泵因腐蚀严重被迫停机事故。可以考虑选用耐蚀性能好的奥氏体或铁素体不锈钢替代紫铜。强化传热方面, Kim J K等人对管材表面进行微观处理如表面斜纹, 液膜雷诺数和粗糙度增大等可提高传热系数, Cho H C等研究表明凹凸粗糙的管材传热性能比光管好一倍以上。

第三、系统性能优化。系统性能的优化能够一定程度上提高性能系数 (COP) 。Grossman G等人20多年做了许多吸收式热泵系统方面的开创工作, 开发了能够方便灵活模拟单效、双效、闭式和开式等机组的ABSIM程序。另外在高性能自动抽真空系统、安全启动控制系统及专家诊断系统方面有待深入研究探讨。

4 结语

在节能环保形势下, 溴化锂吸收式热泵在工业余热回收利用方面得到初步的发展与应用。不少学者对热泵的推广应用、工质对研发、管材选择、系统优化等技术及行业规范标准等进行了大量研究。但相比日本国内技术还相对落后, 因此, 在国家重点支持的情况下, 加大对吸收式热泵的应用推广, 促进对热泵的深入研发与技术交流, 规范市场, 使其在节能环保方面取得良好的效益。

参考文献

[1]郭小丹.基于能的梯级利用的先进动力系统研究[D].北京:华北电力大学, 2010.

[2]Wang C J, He B S, Sun S Y, et al.Application of a low pressure economizer for waste heat recovery from the exhaust flue gas in a 600MW power plant[J].Energy, 2012, 48 (1) :196-202.

溴化锂吸收式冷水机组 篇10

近年来, 国内外很多专家学者对太阳能空调和吸收式制冷进行了大量的理论和实际的研究。太阳能驱动的溴化锂吸收式制冷系统在我国发展非常迅速。本人所在课题组提出了一种新型单效、双效耦合太阳能吸收式制冷循环, 其特点是在白天有日照时段利用中温集热器生产蒸汽, 当集热器产生的热源温度在160℃左右时可按双效循环运行提供空调制冷量, 并进行蓄热;而在无日照时段或热源温度下降到140℃以下时可切换为热水型单效循环运行, 直至85℃左右单效循环无法运行为止。这样, 由于热源利用温差很大, 单位体积的蓄热水箱 (蓄能罐) 可以蓄取较多的能量。其蓄能密度与冰蓄冷相当, 在正常天气情况下有可能无需用辅助能源而完全靠太阳能进行昼夜空调。

1 单效、双效耦合式溴化锂吸收式制冷机原理

单效、双效耦合式溴化锂吸收式制冷机系统原理图如图1所示:

单效、双效耦合溴化锂吸收式制冷机跟普通的双效溴化锂制冷机相比, 多了一个热水低压发生器, 该换热器的传热面布置在低压发生器传热面的上方, 两部分传热面均采用喷淋式结构, 可避免沉浸式结构因液柱而造成发生效率降低的问题。

当聚光型太阳集热器发生的蒸汽压力达到0.25MPa (表) 以上且有制冷需求时, 打开V2阀给溴化锂吸收式制冷机供应蒸汽, 制冷机按双效运行, 在高压发生器中, 稀溶液被热源蒸汽加热。在较高的发生压力pr下产生冷剂蒸汽, 因该蒸汽具有较高的饱和温度, 又被通入低压发生器作为热源, 加热低压发生器中的溶液, 使之在冷凝压力pk下产生冷剂蒸汽。此时, 低压发生器则相当于高压发生器在pr压力下的冷凝器。由于驱动热源的能量在高压发生器和低压发生器中得到了两次利用, 所以称为双效循环。显然, 与单效循环相比, 产生同等制冷量所需的驱动热源加热量减少, 即双效机组的效率比单效机组提高近一倍。

当有制冷需要且蒸汽压力低于0.25MPa (表) 、而蓄能罐内热水温度在140℃~85℃之间时, 制冷机热源切换为热水, 按单效循环运行, 启动热水泵P2并打开V2阀。机组工作时, 从吸收器流出的稀溶液, 经溶液泵升压流进低温溶液热交换器进入热水低压发生器。稀溶液在低温溶液热交换器中被来自低压发生器的浓溶液加热, 再在发生器中被作为驱动热源的热水加热, 浓缩成浓溶液。从发生器流出的浓溶液, 在压差和位差的作用下, 经低温溶液热交换器进入吸收器。浓溶液在低温溶液热交换器中向来自吸收器的稀溶液放热, 再在吸收器中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽, 稀释成稀溶液, 同时, 向冷却水放出溶液的吸收热。这样, 完成了单效溴化锂吸收式制冷循环的溶液回路。在发生器中产生的冷剂蒸汽, 流入冷凝器, 在其中向冷却水放热, 凝结成冷剂水, 经U型管节流进入蒸发器。冷剂水在蒸发器中蒸发, 同时向冷水吸热, 使之降温而产生制冷效果。在蒸发器中产生的冷剂蒸汽, 进入吸收器, 完成了单效溴化锂吸收式制冷循环的制冷剂回路。

2 单效、双效耦合式溴化锂吸收式制冷机仿真模型

目前对于水的热物性方程研究已经很成熟, 本文不再赘述。本文主要介绍溴化锂水溶液的热物性方程。

2.1 溴化锂水溶液的平衡方程

溶液的平衡方程反映平衡态溶液的压力P、温度t和浓度关系的方程。因溴化锂水溶液沸腾时只有水汽化出来, 溶液的蒸汽压就是水蒸汽压, 而水的饱和蒸汽压只是温度的单值函数。溶液的蒸汽压可以由该压强下的水的饱和温度代表, 水溶液的沸点t与同压强下的水的沸点t1成正比, 一定浓度下的溴化锂水溶液符合这一关系:

式 (1) 中:

t—压强为P时, 溴化锂溶液的饱和温度/℃;

t1—压强为P时, 对应水的饱和温度/℃;

在溴化锂吸收式制冷循环的计算和分析中, 往往遇到已知溶液的压力P、温度t, 确定溶液的浓度ξ问题, 可采用回归方程:

2.2 溴化锂溶液的比焓值计算方程

溴化锂水溶液的焓是指固体溴化锂的焓和水的焓以及溴化锂在水中溶解的积分溶解热之和。本文采用贾明生拓展的计算公式, 溴化锂溶液温度、质量分数、焓的关系式为:

2.3 溴化锂溶液的结晶温度方程

溴化锂制冷机在运行是, 必须注意溶液的质量分数ξ和温度t的范围, 避免发生结晶现象。ts为溴化锂结晶温度, 关系式如下:

2.4 溴化锂溶液的密度与温度及质量分数方程

根据溴化锂溶液密度随温度t和质量分数ξ的变化曲线图及数据, 可以看出, 在一定质量分数下, 溴化锂溶液的密度ρ与温度t近似成一条直线, 因此可以先假设在一定质量分数ξ下密度ρ与温度t的关系为:

式 (5) 中:

A、B—系数, 溶液质量分数的函数;

ρ—溶液的密度, kg/m3

利用正交多项式回归方法, 在0.4≤ξ≤0.66, 0℃≤t≤120℃范围内, 求得系数A、B与浓度ξ的关系如表, 得到溴化锂溶液密度ρ与溶液温度t和质量分数ξ的关系为:

3 溴冷机的稳态模型与仿真

作为本文研究的太阳能驱动的单效、双效耦合溴化锂吸收式制冷系统, 对于分别工作于单效和双效条件下的机组性能都有较高要求。所以本人也分别模拟了两种循环的变工况稳态仿真过程。由于单效与双效循环的静态模拟过程相似, 本文仅介绍双效循环机组变工况性能计算机模拟的数学模型。初始边界条件如表1:

4 仿真的静态结果

4.1 冷却水进口温度对系统性能的影响

冷却水的进口温度直接影响循环冷凝压力的大小。冷却水温度变化使得吸收器出口稀溶液的温度和高压发生器出口稀溶液的温度随之变化。图3显示了当冷却水进口温度从23℃增大到33℃时, 双效循环与单效循环的COP值与相对制冷量Q都不断减小。这是因为当冷却水进口温度增大时, 循环的冷凝温度、冷凝压力随之增大, 高压发生器浓溶液的质量分数变小, 高压发生器的放气范围变小, 因此图3 (b) 所示制冷量降低了, 图3 (a) 所示COP值也随之变小。冷却水进口温度也不宜过低, 否则将会导致稀溶液温度过低和浓溶液温度过高, 这将引起溶液结晶。

4.2 冷媒水出口温度对系统性能的影响

保持其他工况条件不变, 求取不同冷媒水出口温度对系统的变工况性能, 绘制曲线如图4。由图可以看出单效和双效循环的制冷量和性能系数COP都随着冷媒水出口温度的降低而下降, 且制冷量有加速下降的趋势。这主要是由与随着冷媒水出口温度下降, 蒸发压力下降, 吸收能力减弱, 溶液吸收水分减少, 稀溶液浓度上升, 制冷量下降。而且, 此时机组的放气范围会减小, 虽然蒸汽或热水耗量也减少, 但是单位制冷量的耗能量是上升的。需要注意的是, 当冷媒水出口温度升高过高时, 系统溶液浓度的改变可能会使蒸发器液囊冷剂水位下降, 造成冷剂泵吸空。

4.3 热源进口温度对系统性能的影响

图5显示了热源温度增大时, 系统循环的制冷量和热力系数COP的变化趋势。当热源温度增大时, 循环的COP值随之增大。这是因为随着热源温度的增大, 高压发生器出口的溴化锂浓溶液的温度也随之增大, 使得浓溶液的质量分数增大, 因此放气范围增大, 从而提高了循环的COP值。但随着热源温度进一步的增大时, 热力系数COP增加的幅度逐渐趋缓。

5 结论

本文对太阳能驱动的双效/单效耦合溴化锂吸收式制冷系统进行了介绍和研究。对该系统稳态工况进行了性能分析。单效和双效循环的制冷量和性能系数COP都随着冷媒水出口温度的降低而下降, 且制冷量有加速下降的趋势;随着冷媒水出口温度的降低, 制冷量和性能系数COP而下降, 且制冷量有加速下降的趋势。当热源温度增大时, 循环的COP值随之增大。

摘要：本文研究了单效、双效耦合型太阳能溴化锂吸收式制冷系统。作者编制单效、双效耦合型太阳能溴化锂吸收式制冷机的稳态热力设计程序和优化分析程序;分析了热源进口温度、冷媒水出口温度变化和冷却水进口温度变化对制冷循环的性能的影响。

关键词：单效、双效耦合溴化锂吸收式制冷,太阳能,稳态模型,优化分析

参考文献

[1]戴永庆主编.溴化锂吸收式制冷技术及应用[M].北京机械工业出版社.1996.

[2]贾明生.溴化锂水溶液的几个重要物性参数计算方程.湛江海洋大学学报.2002.