溴化锂吸收式换热机组在集中供暖中的运行分析

曹 剑 琦

(太原市热力公司，山西 太原 030024)



溴化锂吸收式换热机组在集中供暖中的运行分析

曹 剑 琦

(太原市热力公司，山西 太原 030024)

简述了溴化锂吸收式换热机组的工作原理，分析了溴化锂吸收式换热机组运行的数据，阐述了溴化锂吸收式换热机组所具有的优势，最后提出了确保溴化锂吸收式换热机组经济运行的措施。

换热机组，集中供暖，热量，供热性能

0 引言

目前，我国的城市集中供热采暖系统中，换热站开始逐渐的推广使用溴化锂吸收式换热技术，以其来代替以往所采用的板换技术，从而让一次水和二次水的换热效率大幅的提升。和之前所采用的板换技术比较而言，吸收式换热并非采用的直接换热方式，而是通过利用一次水所具有的较高温度，使其成为热源而完成相应的做功，同时利用这些能量来驱动溴化锂机组运行并实现制热目标。这样可以不改变二次网中的相关供热参数，同时又使一次水所具有的回水温度值显著地减小，使一次水回水温度比二次水的回水温度小很多，进一步的扩大了两者之间的温度差值，也提升了一次热网所具备的输配性能，可以更好的解决供热采暖系统中出现的热源不足的问题。

1 溴化锂吸收式换热机组的工作原理

在溴化锂吸收式换热机组运行时，是将一次网中的高温水源作为整个系统的驱动力来源，将水作为制冷剂，溴化锂的水溶液作为热量的吸收剂。其将水置于压力较低的真空装置中，此时水具有相对低的沸点，而在沸腾的过程中会吸收一次网中的循环水的热量，从而实现把低品位热源里所具有的热能提取出来，并将这部分热能转变成中等温度下的供热用热水，从而提升整个系统的热效率。在此流程中，一次网中的水串联的流到高温发生装置与低温发生装置中，再流经板式换热装置。二次网中的循环水则被分成两部分，其中一部分并联的流至高温段吸收装置和低温段吸收装置中。而另外的一部分串联的流至低温发生装置、高温蒸发装置以及板式换热装置，当此部分的水经过温度升高后，和冷凝装置中的流出水汇流至一起而输出，并供给二次网和热用户使用。溶液循环泵把吸收装置里的溴化锂水溶液泵出，流经热交换装置而使吸收剂的温度升高，升温后的吸收剂再流入发生装置，在其中又会吸收一次网循环水所释放的热量，并浓缩成相对较浓的溶液，从而形成高温冷剂蒸汽。所形成的浓溶液流经热交换装置的传热管之间，将管中流入发生装置的稀溶液加热，自身的温度会减小，而最终又流入至吸收装置中。发生装置里所挥发出温度较高的冷剂蒸汽，流向系统中的冷凝装置中，并对流入的二次网循环水进行加热处理，将所携带的热量释放出来后又形成冷凝液，然后通过U形管而流入蒸发装置中。由于蒸发装置内部是一个低压且真空的环境，所以流入蒸发装置内的溶剂，其中部分会形成蒸汽，而剩余的由于蒸发被吸收部分热量，使得自身的温度下降，并形成饱和温度冷剂水，然后进入蒸发装置里的液囊中。这部分冷剂水被泵抽至相应的喷淋装置，而喷淋到蒸发装置中传热管之上，并吸收其管内的二次网循环水中的热量，达到沸腾而形成蒸汽。溴化锂浓溶液可以吸收环境中的水蒸气，而自身被逐渐的稀释并流至下部所设置的液囊中，再经泵送而输送至发生装置中。上述的流程持续的循环往复，能够简单地描述为：蒸发装置持续不断地制造冷效应，并将低品位热源中所具有的热量吸收，而吸收装置和冷凝装置则不间断的形成热效应，并对二次网循环水进行加热处理。整个过程中，二次网循环水在吸收装置与冷凝装置中所吸取到的热能和驱动热源所释放出的热能是一致的。

2 溴化锂吸收式换热机组运行的数据分析

以我公司2221晋鑫热力站为例，来对机组的实际运行数据进行分析。该热力站所涉及的供热范围是13万m2左右，在2015年停热期进行了大温差改造，加装了12 MW吸收式换热机组1台，改造前和改造后的数据见表1。此热力站采暖运行期二次网供水温度为52 ℃，回水温度为42 ℃。

表1 机组投入运行前、后的参数对比

3 溴化锂吸收式换热机组所具有的优势分析

和板换技术相同，此种换热技术在假定无任何热损的前提下，能达到一次水和二次水的对等换热。采用吸收式换热技术，能够让一次回水的水温比二次回水的水温低很多。因此，能达到下列的效果：

1)能使余热被更加充分的利用，可使热电厂的供热性能提升30%左右。2)大幅降低热电联产热源综合供热能耗40%左右。3)能够有效的改善现有供热管网自身的输热性能，可使其提升80%左右，从而能够减少新的供热管网构建数量，可节约成本30%左右。4)热用户的相关运行参数未发生变化，同时也无须对热力站过多的改造，可以使吸收式换热技术得到更好的推广使用。5)溴化锂吸收式换热机组所需的热源并没有太严格的要求，并且系统所具备的制热量能够实现在20%～100%区间内的无极转变。

4 溴化锂吸收式换热机组运行中制热量逐渐衰减原因

在对溴化锂吸收式换热机组的长期运行数据收集与分析的基础上，得出其制热量逐渐出现衰减的原因有下列几方面：

1)系统中需要真空状态的装置未能保证其一直处于同一真空状态，系统中个别的部位出现泄漏问题以及传热管上有点蚀问题，这些均能让大量的空气渗入系统中，从而导致吸收装置的吸热速率明显的减弱。

2)溶剂水溢流到溶液里，导致溶液被严重的稀释。或者是溶液溢流至冷剂水中，导致冷剂被严重的污染。以上均会使吸收换热装置中冷剂蒸汽的吸收性能变差。

3)由于喷头被杂物所堵塞，导致喷淋装置无法正常喷淋，从而使吸收过程以及制热过程的效率均受到严重的影响，导致系统的制热量减小。

4)由于系统中有不凝性的气体以及侧盘管出现水垢问题，都可能导致系统的冷凝温度增加，从而导致系统的制热量衰减。

5 溴化锂吸收式换热机组的经济运行

1)应当将系统运行时各项管理工作加以强化，这样才可以确保系统处于高效的运行状态。

2)对水系统自身的参数配置进行优化，并对水系统的运行进行调节。应当保证水系统是处于设计温差工况的环境下投入运行的，并且尽可能的让系统在较大的温差环境下投入运行，以实现降低水泵自身能源消耗的目的，也是系统实现更加经济运行的关键。

3)要进行实时的运行监测，持续的优化系统控制。要想确保整个系统可以更加可靠和高效的运转，就应当对系统进行实时的监测，并对所检测的信息数据及时地进行分析与梳理。要严密的检测机组在运转时的热量瞬时数值以及累计数值，并对机组的热源消耗总量和相关装置耗电量的计量工作加以强化。例如，系统中的燃气以及蒸汽的数量计量、热水消耗数量的计量、系统总耗电量计量、冷却水泵消耗的电量计量以及热水泵消耗的电量计量等工作，并且也要严格的监测冷却水的补水情况。另外，也需要在以上计量工作的基础之上对收集的数据加以梳理与分析，找到系统存在的薄弱之处，然后采取有效的措施加以完善，同时，也要按照室内及室外环境的变化情况，而对系统进行智能化的控制。

6 结语

如果在换热过程中，处于能级无法很好匹配的大温差条件下进行，就会出现非常大的无法逆转的能量损耗，也使得一些能被利用的能量被大量的浪费。而这部分能量却能被利用在吸收式换热机组中来，充当系统的驱动源。通过采取大温差换热工艺，可以更加有效的对余热进行回收利用，同时也可以减少供热管网的建设成本投入，提升供热管网的能量输送能力，降低能源的消耗量，改善供热系统的供热性能。另外，我们也有理由相信，在未来的技术革新中，吸收式换热工艺定会更好的推动余热回收技术的研究与发展。

[1] 赵 成，林元同.溴化锂吸收式换热机组在供热技术中的应用[J].产业与科技论坛，2016(4)：22-23.

[2] 孟 钢，耿 宁.热电企业溴化锂吸收式热泵应用的优化选型[J].中国高新技术企业，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

曹剑琦(1983- )，男，工程师

TU995

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