溴化鋰大溫差供熱機組技術(shù)
一、實驗背景
天津市津安熱電有限公司現(xiàn)狀供熱規(guī)模面積2318萬平方米，每年新增負荷面積150萬平方米以上。由于現(xiàn)狀管網(wǎng)總流量已接近楊電管網(wǎng)輸送上限，廣樂道主干線由于規(guī)劃拆遷原因無法實施，管網(wǎng)輸送存在問題。為節(jié)約循環(huán)流量、不敷設(shè)新管道、挖掘管網(wǎng)供熱潛力，特在西青和苑居住區(qū)試點應用溴化鋰大溫差換熱機組技術(shù)，該項目在天津供熱行業(yè)為首例應用。和苑小區(qū)總建筑面積36.5萬平方米，供熱系統(tǒng)分為低、中、高三個區(qū)域，低區(qū)面積18.2萬平方米，中區(qū)面積13萬平方米，高區(qū)面積5.3萬平方米。此項目共設(shè)2臺10MW溴化鋰大溫差換熱機組，一臺為和苑低區(qū)供熱，另一臺為和苑中、高區(qū)供熱。其充分利用一次網(wǎng)高溫熱水中蘊藏的高品位熱能做功，通過降低一次網(wǎng)回水溫度，拉大管網(wǎng)供回水溫差，節(jié)省一次管網(wǎng)流量，在不改變二次網(wǎng)供熱參數(shù)的前提下，提高熱源廠供熱能力和管網(wǎng)輸配能力，為解決公司管網(wǎng)流量不足問題找到新途徑。
二、機組特點
（一）可消耗較少的高品位驅(qū)動熱量獲得更大的供熱能力。
（二）高氣密性，能否保持機組內(nèi)部高真空狀態(tài)，是維持機組穩(wěn)定高效運行，延長使用壽命的關(guān)鍵因素。本機組采用經(jīng)過氦質(zhì)譜檢漏儀嚴格檢測的機組本體，并采用技術(shù)先進的抽氣裝置可有效保證機組真空運行。
（三）對驅(qū)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(xiàn)無極調(diào)節(jié)，且在部分負荷時機組的熱力系數(shù)無明顯下降。
（四）采用先進的自動控制系統(tǒng)，根據(jù)室外溫度全程自動調(diào)節(jié)機組運行參數(shù)，無論一次網(wǎng)運行狀態(tài)如何波動，可保證二次網(wǎng)出水溫度仍按照相應室外溫度下的設(shè)定值穩(wěn)定運行。
（五）運行可靠，機組內(nèi)部件換熱管均采用高品質(zhì)合金換熱管，采用先進的熱脹工藝，消除熱脹冷縮不利影響。并采用專用屏蔽泵，可有效減少其故障造成設(shè)備停機的可能性。
三、機組組成
溴化鋰大溫差供熱機組(以下簡稱機組)是以一次網(wǎng)高溫循環(huán)水為驅(qū)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(tài)下低沸點沸騰吸熱的特性，提取低品位熱源中的熱量，轉(zhuǎn)化為中溫范疇的采暖用熱水的高效節(jié)能設(shè)備。機組由發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、熱交換器和板式換熱器等主要部件，以及抽氣裝置、熔晶管、屏蔽泵(溶液泵和冷劑泵)等輔助部分組成，并配備以先進的自動控制系統(tǒng)以及其它換熱站輔助設(shè)備。
四、實驗數(shù)據(jù)
溫度（℃） 流量（t/h） 管徑（mm） 比摩阻（Pa/m）
機組類型 一次供溫 一次回溫 一次溫差 二次供溫 二次回溫 二次溫差 一次流量 室外溫度 一次網(wǎng)管徑 一次網(wǎng)比摩阻
普通機組 92 52 40 55 43 13 214 -1 250 55
大溫差 90 30 60 52 41 11 140 0 200 80
供熱機組 五、工作原理
一次熱網(wǎng)循環(huán)水串聯(lián)進入高、低溫發(fā)生器，然后進入板式換熱器降溫。二次熱網(wǎng)循環(huán)水分兩路，一路并聯(lián)進入高、低溫段吸收器和冷凝器；另一路串聯(lián)進入低、高溫蒸發(fā)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(wǎng)及戶內(nèi)用熱系統(tǒng)。
溶液泵將吸收器中的LiBr稀溶液抽出，經(jīng)熱交換器升溫后進入發(fā)生器，在發(fā)生器中被一次熱網(wǎng)循環(huán)水繼續(xù)加熱，濃縮成濃溶液，同時產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽。濃溶液經(jīng)熱交換器傳熱管間，加熱管內(nèi)流向發(fā)生器的稀溶液后，溫度降低后回到吸收器。發(fā)生器中揮發(fā)的高溫冷劑蒸汽溢入冷凝器內(nèi)，加熱流經(jīng)冷凝器傳熱管內(nèi)的二次熱網(wǎng)循環(huán)水，放出熱量后冷凝成冷劑水，經(jīng) U 形管節(jié)流進入蒸發(fā)器。因蒸發(fā)器處于低壓真空狀態(tài)，進入蒸發(fā)器的冷劑水一部分閃發(fā)成冷劑蒸汽，另一部分冷劑水則因熱量被閃發(fā)的那一部分帶走而降溫成飽和溫度的冷劑水，流入蒸發(fā)器底部液囊。其又被冷劑泵抽出噴淋在蒸發(fā)器傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內(nèi)部分二次熱網(wǎng)循環(huán)水的熱量而沸騰蒸發(fā)，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(fā)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(fā)生器。串聯(lián)進入低、高溫蒸發(fā)器的部分二次熱網(wǎng)循環(huán)水進入板式換熱器與從發(fā)生器流出的一次熱網(wǎng)循環(huán)水換熱升溫后，與從冷凝器出來的二次熱網(wǎng)循環(huán)水混合后進入二次網(wǎng)及戶內(nèi)用熱系統(tǒng)。
此過程不斷的循環(huán)進行，可簡述為蒸發(fā)器連續(xù)地產(chǎn)生冷效應，從低位熱源吸熱，吸收器和冷凝器連續(xù)地產(chǎn)生熱效應，將二次網(wǎng)回水加熱。二次網(wǎng)回水在吸收器和冷凝器中的吸熱量等于驅(qū)動熱源和低位熱源在熱泵中的放熱量之和。
六、實驗結(jié)論
此實驗數(shù)據(jù)采集室外溫度為-1℃時機組運行對比數(shù)據(jù)，二次側(cè)流量G不變，二次側(cè)溫差ΔT相同。根據(jù)公式Q=G*C*ΔT，在換熱站負荷Q相同，即輸出熱耗一致情況下，一次側(cè)的溫差由原板換機組運行時的40℃增加到現(xiàn)狀溴化鋰大溫差機組運行的60℃溫差，流量由原來的214t/h變?yōu)楝F(xiàn)在的140t/h，節(jié)約一次網(wǎng)流量74t/h，提高一次網(wǎng)熱水的供熱能力30%，節(jié)省一次流量效果顯著。
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