溴化锂吸收式热泵机组在余热供热领域中的应用.pdf

2 0 1 0年 第 1期 溴化锂吸收式热泵机组在余热供热领域中的应用 张长 江 江苏双 良空调设备股份有 限公 司 摘要溴化锂 吸收 式 热泵 机 组 以热 能驱 动 运行 从低 品位 热 源 吸取 热 量 制 取 满足 工 艺或采 暖用热水或蒸汽 能有效回收利用低 温热能 节能效果显著 是余热供热领域 中的重 要技 术 装备 本 文介 绍 了多种 溴化锂 吸 收 式热 泵机 组及 其应 用案例 为不 同余 热 资 源 热能条件和供热需求的场所进行余热供热设计提供技术参考 关键词 溴化锂 吸收 式 热泵机 组 余 热利 用 供 热 一 类热 泵 二 类 热泵 能源是国民经济发展的物质基础 随着国民经 济的快速发展和人 民生活水平的不断提高 我国对 能源的需求量 日益增大 经济和社会快速发展面临 的能源约束矛盾和能源使用带来的环境污染问题 日 益突出 因此 提高能源利用率和利用效率 加强 余热 回收利用和可再生能源利用 是节约能源 缓 解能源供需矛盾 降低碳排放 保护环境的根本措 施 也是实现我国经济增长方式从粗放型 向节约型 转变 的重 要途 径和 实施 可 持续 发展 战略 的必要 措施 提高一次能源利用率和终端用能效率 加强余 热回收利用是节约能源的主要途径 这涉及到各种 高效节能设备 余热回收利用设备和节能技术的应 用 以溴化锂吸收式技术为基础的各种溴化锂吸收 式热泵机组 是以热能驱动运行 溴化锂溶液为吸 收剂 水为制冷剂 从低品位热源 或废热热源 吸取热量 制取满足工艺或采暖用中 高温热水或 蒸汽 实现余热回收利用 从低温向高温输送热能 的供热设备 其驱动热能可是蒸汽 高温烟气 直 接燃烧燃料 燃气 燃油 产生的热量 甚至是废 热热水 或废热蒸 汽 其最大优势在 于余 热 回收利 用 在节能技术和余热供热领域中将发挥越来越重 要的作用 在化工 冶金 制药 纺织 采油 电力等行 业生产工艺过程 中 随作生产 的进行 往往有大量 废蒸汽 废热水 废烟气等废热排放 这些废热排 放不但浪费能源 还对环境造成热污染 如果在这 些行业中同时具有供热 工艺供热或空调供热 需 求 就可配置溴化锂吸收式热泵机组 回收利用生 产中排放的余热来满足部分或全部供热需求 达到 节约能源 降低生产成本的 目的 此外 利用溴化 锂吸收式热泵机组 还可吸取和利用地下水 地表 水等低品位热源热水的热能用于供热 达到节能降 耗和降低供热费用的 目的 根据余热条件和供热需 求的不同 可配置不 同的溴化锂吸收式热泵机组 1 第一类溴化锂 吸收式热 泵机组 第 一类溴化锂吸收式热泵机组是一种 以热能 作为补偿能源 从低温热源取热 对外提供工艺用 或生活用 热水 的供热设备 在低温热源方 面 温 度 1 5 的热水 即可用做低温热源 油 田 化工 冶金 焦化 发 电等行业生产 中存在 的采油分离 水 工艺废热水 循环冷却水 以及低压废蒸汽等 无法直接利用的低温废热源均是 良好 的低温热源 地下水 城市生活污水 湖水 河水 海水等也可 作为低温热源 在供热需求方面 油 田 化工 冶 金 焦化等行业的生产工艺中往往需要大量中温热 水 冬季采暖季节 北方地 区的办公楼 商场 宾 馆 住宅等场所都需要供热 第一类溴化锂吸收式 热泵机组的供热热水温度与余热热水 出口温度及供 热热水进 口温度有关 余热热水 出口温度越高 热 泵机组能够提供的供热热水温度越高 第一类溴化 锂吸收式热泵机组 的升温特性如图 1所示 第一类溴化锂 吸收式 热泵机组的输 出热量等 1 5 I r动 力 赠 口 丑 霰 r 一 一 J 一 4 5 4 0 3 5 3 O 25 20 l 5 l 0 5 O 余热水出 口温度 C 图 1 第一类溴化锂吸收式热泵机组升温特性 于从低温热源 回收的废热热量和驱动运行用 补偿 热量 之和 输出热量始 终大于所消耗 的高 品位 热 源热量 故又称为增能型热泵 补偿热量 从 低 温热源 回收的废热热量 及输出热量之 间的 比例 为 1 0 6 5 1 6 5 l 0 8 5 1 8 5 即机组的性能系数 C O P 为 1 6 5 1 8 5 比采用锅 炉供 热节能 4 0 4 6 节能效果显著 因此 在 同时具有低温热 源和供热需求的场所采用第一类溴化锂吸收式热泵 机组 可大幅度降低能源消耗和提高经济效益 同 时降低碳排放 有效保护环境 根据不同的低温热 源 补偿热源 加热源 条件和供热需求 有以下 几种第一类溴化锂吸收式热泵机组可供选用 1 1 蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组 蒸 汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组 的驱动热 源为 0 2 0 8 V I P a的蒸汽 低 温 热源的热水 出口温度须 高于 5 供热热水的 出口温度 比低 温热源 的热水 出 口温度高 4 0 6 0 供 热热水的温升幅度和加热 蒸汽的 压力有关 供热热水 出 口温度可 达到 1 0 0 蒸汽 型第 一类溴 化 锂 吸收式热泵 机组 的流 程如 图 2 所示 根据不 同的运行工 况 机 组 的 C O P为 1 7 5 1 8 5 例 如 胜利油 田换热站采用 6台单机供 热量 7 7 0 0 k W 的蒸汽型第 一类溴 化锂吸收式热泵机组进行 采暖供 热 补偿 热 源 为 0 5 MP a蒸 汽 l 6 低温 热 源为 通过 对采 油 污水 换热 获 得 的温 度 为 4 5 的余热热水 提供 8 5 的采暖热水 替代原 来的原油加热炉 每年节省原油约 5 6 0 0 t 每年节 能效益高达上千万元 目前 蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组正 在热 电厂得到推广应用 用于 回收蒸汽轮机发电机 组的乏汽冷凝热 提供集中供热热水 由于热电厂 的乏汽冷凝热热量 巨大 冬季需要供热的已有和新 增建筑面积巨大 蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵 机组在热电厂的推广应用必将创造巨大的经济效益 和社会效益 1 2 直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组 直燃 型第一类 溴化锂吸收式热泵机组 的驱动 热源为直接燃烧燃料提供 的热量 对低温 热源的 要求与蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组相 同 供热热水的 出口温度 比低温热源 的热水 出 口温度 高 4 0 6 0 最高可达 1 0 0 直燃型第一类溴化 锂 吸 收 式 热 泵 机 组 的性 能 系 数 C O P 为 1 6 5 1 7 5 与热 效 率 9 2 的锅 炉 相 比 节 能 4 0 4 3 机组流程图如图 3所示 0 华北油 田采油 厂正在安装 的 2台单 机供热量 2 9 1 0 k W 的直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组 补偿热源为燃烧油田伴生气或原油提供的热量 低 温热源为通过对采油污