王鳳

摘要：全世界的能源利用率普遍不高，導(dǎo)致余熱資源豐富。溴化鋰吸收式熱泵能夠有效地回收各種低溫余熱，在節(jié)能減排方面發(fā)揮著重要的作用。介紹了第一類溴化鋰熱泵的原理、特點(diǎn)與制熱過程，并且總結(jié)了第一類溴化鋰熱泵能夠應(yīng)用的領(lǐng)域。另外，對(duì)遼寧錦州某電廠采用溴化鋰吸收式熱泵集中供熱的實(shí)例進(jìn)行了介紹，對(duì)有效回收各種余廢熱進(jìn)行工業(yè)供熱、城市供熱提供了有效參考。

關(guān)鍵詞：溴化鋰吸收式；熱泵原理；熱應(yīng)用集中供熱

1 前言

目前即使是能源利用率比較高的國家，比如日本、美國也有40%～60%的熱量被浪費(fèi)掉了，而我國的能源利用率不到30%。相當(dāng)大的一部分廢熱被排放到大氣中，不僅浪費(fèi)了大量的能源，增加了生產(chǎn)成本，而且對(duì)環(huán)境也造成了污染。由此可見，余熱、廢熱的利用有著重要的意義，可以降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益。

我國有著豐富的余熱資源，由于其品位低，一直沒有得到應(yīng)用，而是直接排放到大氣中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國東北地區(qū)每年大概有5.5×108GJ的低溫?zé)嵩礋崃课幢焕茫娩寤囄帐綗岜眉夹g(shù)可以很好的利用這部分低溫余熱。其中第一類溴化鋰熱泵應(yīng)用最廣泛。

2 第一類溴化鋰熱泵原理與特點(diǎn)

第一類溴化鋰吸收式熱泵是一種以少量高溫?zé)嵩矗ㄈ缯羝?、高溫?zé)崴?、可燃性氣體的燃燒熱等）為驅(qū)動(dòng)熱源，從低溫余熱源提取熱量，并將熱量轉(zhuǎn)移到中溫?zé)崴校瑢崴訜岬焦に嚮虿膳枰臏囟?，從而?shí)現(xiàn)熱能自低溫向高溫轉(zhuǎn)移的裝置。

第一類溴化鋰吸收式熱泵主要有清潔環(huán)保（以溴化鋰作吸收劑、水作制冷劑，無毒、無嗅、無氟，對(duì)大氣無污染）、操作簡(jiǎn)單（智能化全自動(dòng)控制，具有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)功能）、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣（可在10%～100%間連續(xù)調(diào)節(jié)）等特點(diǎn)，且可回收利用余熱，提高能源利用率。

該熱泵的工質(zhì)對(duì)是水和溴化鋰，水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。水為制冷劑的優(yōu)勢(shì)在于，汽化潛熱大，易獲得，無毒，無味，不燃，不爆。

溴化鋰，鹽類，常溫下是一種無色粒狀晶體，熔點(diǎn)549℃，沸點(diǎn)1265℃，而常壓下，水沸點(diǎn)100℃，兩者相差1165℃，因而發(fā)生器中沸騰蒸汽幾乎全是水蒸氣。溴化鋰極易溶于水，且溴化鋰溶液有很強(qiáng)的吸水性。

溴化鋰溶液對(duì)一般的金屬有較大的腐蝕性，特別是存在空氣（主要是氧氣）時(shí)。在高真空條件下，加入緩蝕劑，可有效緩解腐蝕。目前腐蝕的問題已得到解決，但通常，溴化鋰吸收式熱泵必須工作在真空條件下。

溴化鋰吸收式熱泵的主要裝置有發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流閥、溶液交換器、溶液泵等。其中前4個(gè)是主要的設(shè)備，基本上屬于管殼式換熱器。由于溴化鋰吸收式熱泵在真空條件下工作，所以機(jī)組的氣密性很重要。

3 第一類溴化鋰熱泵的制熱過程

低溫余熱水在蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)流動(dòng)，與管外真空環(huán)境下噴淋的冷媒水進(jìn)行熱交換，冷媒水吸收管內(nèi)的余熱水熱量而蒸發(fā)，冷媒蒸汽進(jìn)入吸收器被溴化鋰濃溶液吸收。吸收器中濃溶液噴淋在傳熱管外，吸收蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷媒蒸汽后成為稀溶液；產(chǎn)生的吸收熱被傳熱管內(nèi)流動(dòng)的熱水帶走，既保持了吸收器的吸收能力，又提高了熱水溫度。吸收器中的稀溶液經(jīng)過泵打到發(fā)生器中被驅(qū)動(dòng)熱源加熱濃縮為濃溶液，同時(shí)產(chǎn)生大量的冷媒蒸汽進(jìn)入冷凝器。從吸收器來的熱水進(jìn)入冷凝器傳熱管，吸收管外冷媒蒸汽的熱量，溫度再次提升后進(jìn)入客戶端供熱系統(tǒng)；冷媒蒸汽放出熱量被凝結(jié)為冷媒水再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸取余熱水的熱量，從而實(shí)現(xiàn)了熱量從余熱水到熱水的轉(zhuǎn)移。

4 第一類溴化鋰熱泵的應(yīng)用領(lǐng)域

溴化鋰吸收式熱泵具有顯著的節(jié)能效果，可廣泛應(yīng)用于具有大量余熱源的石油、化工、熱電、冶煉、煤炭、橡膠、制藥等領(lǐng)域。余熱源根據(jù)溫度分為高溫、中溫、低溫3種熱源：

高溫工況熱源水主要來自油田的污水、深井水、地?zé)嵛菜约半姀S、化工廠、冶金、焦化、紡織行業(yè)產(chǎn)生的工藝廢熱水或冷卻水等。

中溫?zé)嵩此饕莵碜怨に囘^程中的廢熱水、集中冷卻塔等，其溫度基本在20℃～35℃之間。

低溫?zé)嵩粗饕堑乇硭ń?、河、湖、海）及淺層地下水（淺井水）等。這類熱源溫度基本在10℃～25℃之間。

溴化鋰吸收式熱泵利用上述大量的低品位熱源，把熱媒增熱或升溫，用于生產(chǎn)、生活之中，是能有效提高企業(yè)熱能利用率的節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品。

5 第一類溴化鋰吸收式熱泵典型的應(yīng)用實(shí)例——遼寧錦州某集中供熱電廠項(xiàng)目

遼寧錦州某集中供熱電廠現(xiàn)安裝有2×300MW燃煤純凝式供熱機(jī)組，單臺(tái)汽輪機(jī)額定抽汽壓力0.2MPa.g，額定抽汽量為500噸/小時(shí)。其供熱范圍主要包括錦州凌南新區(qū)、太平區(qū)、古塔區(qū)和凌河區(qū)等區(qū)域，為了響應(yīng)國家節(jié)能減排建設(shè)，緩解城市供熱壓力，該電廠決定利用吸收式熱泵機(jī)組回收1號(hào)機(jī)組汽機(jī)冷端循環(huán)冷卻水的余熱，可實(shí)現(xiàn)供熱面積600萬m²。

該項(xiàng)目選用73.4MW蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組4臺(tái)，以汽輪機(jī)抽汽為動(dòng)力，回收冷卻塔循環(huán)水余熱，向城市供熱。驅(qū)動(dòng)熱源為0.2MPa.g的飽和蒸汽，余熱水進(jìn)出口溫度為35℃/27.8℃，供熱水的進(jìn)出口溫度為50℃/75.3℃，總供熱量為293.6MW。

該項(xiàng)目在節(jié)能減排方面產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。它實(shí)現(xiàn)供熱面積600萬m²，年回收余熱量155.52×104GJ，節(jié)約資金4043.52萬元（按熱價(jià)26元/GJ計(jì)算）。每年可節(jié)省標(biāo)煤5.3萬噸，減少排放C0213.89萬噸、S02450.5噸、NOX₃92.2噸，年節(jié)水90.6萬噸。

6 結(jié)束語

第一類溴化鋰吸收式熱泵的COP約為1.7～2.48之間，即消耗1kCal的高溫驅(qū)動(dòng)熱量，可從低溫余熱源中提取0.7～1.48kCal的熱量，制取1.7～2.48kCal的高溫?zé)?。因此，它是一種僅需少量的驅(qū)動(dòng)熱源，就可以將余熱中的熱量提取出來供生產(chǎn)、生活使用的節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品。在現(xiàn)今國家提倡節(jié)能減排的大環(huán)境下，第一類溴化鋰吸收式熱泵的應(yīng)用范圍越來越廣泛。