溴化锂吸收式冷热产品节能减碳技术方案探讨

2021-07-19袁世豪李德权

机电信息 2021年16期

袁世豪　李德权

摘要：简要介绍了溴化锂吸收式冷热产品自身特有的发展优势，对其在工业、光伏、分布式能源产业等领域的典型技术方案及节能减碳效果进行了探讨分析，对于推动节能减排事业发展，助力我国2060年前实现碳中和目标具有一定的借鉴意义。

关键词：溴冷机;节能技术;碳中和;碳减排;环保

0 引言

溴化锂吸收式冷热产品（以下简称“溴冷机”）将燃气、蒸汽、热水、烟气等作为驱动能源，利用冷媒蒸发吸热的原理，通过溴化锂溶液的浓度变化完成冷媒的吸收与再生，从而实现制冷。与电制冷机组相比，溴冷机大幅降低了电力消耗，在我国缺电限电的历史时期发挥了巨大的作用。目前，我国提出要在2060年前实现碳中和目标，这是一项严峻且具有挑战性的任务，而实现这一目标的重要途径是充分利用节能技术，这给溴冷机带来了新的发展契机。该技术在工业节能、太阳能利用、分布式能源等系统中具有显著的节能减碳效果，对于我国实现碳中和目标具有重大意义。

1 溴冷机的发展

20世纪90年代至今，溴冷机在我国经济持续发展和电力资源匮乏的时代背景下得到了飞速发展，这与其自身特有的一些优势有关：一是当时我国电力供应紧张，采用溴冷机对缓解城市供电十分有利;二是溴冷机可以直接使用余废热资源作为机组的动力，实现制冷。

2 节能技术方案及碳减排效果

2.1 工业余压余热回收技术方案及节能减碳效果

笔者通过对钢铁、水泥、玻璃、合成氨、烧碱、电石、硫酸行业余热资源进行调查分析，结果显示，上述工业行业余热资源量丰富，约占这7个工业行业能源消费总量的1/3。综合考虑行业现状与发展趋势，这7个工业行业余热资源总量达3.4亿t标准煤。

余热资源的来源可分为高温烟气、冷却介质、废水、废气等6类，其中高温烟气余热和冷却介质余热占比最高，分别占50%和20%，废水、废气余热占11%，化学反应余热占8%，可燃废气、废液和废料余热占7%，高温产品和炉渣余热占4%。

钢铁行业余热资源情况如表1所示。

溴冷机可充分回收和利用工业余热进行制冷，以满足工艺生产和生活需要，这无疑是提高能源利用率的一个强有力措施。冷热转换技术方案对应关系如图1所示。

2.1.1 焦化厂循环氨水余热制冷技术方案及节能减碳效果

该技术方案通过回收循环氨水热量，驱动温水型制冷机组运转进行制冷。与原先采用蒸汽热源驱动制冷的系统技术方案相比，该技术方案有效地减少了大量蒸汽热源消耗，实现了节能减排。

焦化厂循环氨水余热制冷技术方案如图2所示。

余热回收系统对焦化厂循环氨水余热进行回收，实现夏季制冷、冬季供暖。在夏季，该系统回收循环氨水余热进行制冷，以满足焦化工艺冷需求。该技术方案间接降低了初冷器的工作负荷，改善了焦化厂的鼓冷工艺条件，具体如下：余热利用后，循环氨水喷洒温度降低（77 ℃→67 ℃），提高了其吸热能力，促使初冷器前荒煤气温度降低（82 ℃→80 ℃），直接使初冷器负荷降低;初冷器换热改善后，初冷器后荒煤气温度降低，提高了电捕除油效果，改善了鼓风机的运行工况。在冬季，通过回收氨水余热，可满足厂区供暖需求。

某年炼焦能力在120万t的煤化公司采用该套循环氨水余热回收装置，碳减排效果显著，如表2所示。

2.1.2 空压机余热利用技术方案及节能减碳效果

该技术方案可回收80%以上的余热，在实现能源回收利用的同时，提高了空压机的运行效率，且余热回收可用于工艺冷却或空调系统（供冷/取暖），节省了供暖、制冷能源消耗。

空压机余热利用技术方案如图3所示。

某公司空压机余热回收项目实现的碳减排效果如表3所示。

2.2 太阳能等新能源利用技术方案及节能减碳效果

太阳能与吸收式冷热产品相结合，利用光伏能源驱动溴冷机实现空调供暖功能。当阳光充足、环境温度较高时，太阳能换热装置能够实现较好的换热效果，为溴冷机提供更高品位的驱动能源，溴冷机的工作效率也会提高，将产生正向增益效果。当阳光条件不充足时，溴冷机还可以借助天然气能源驱动，保障空调的制冷制热效果。

太阳能+吸收式冷热产品应用技术方案如图4所示。

某太阳能余热利用项目实现的碳减排效果如表4所示。

2.3 分布式能源领域应用技术方案及节能减碳效果

近年来，为实现建筑节能减排与智慧能源的高效利用，我国分布式能源产业不断发展。溴冷机可应用于分布式能源系统中低温热量的回收，实现区域内空调供给，完成能源梯级利用，实现节能和碳减排。

分布式能源领域应用技术方案如图5所示。