吸收式大溫差換熱機(jī)組原理及應(yīng)用
由于我國(guó)供熱面積的不斷擴(kuò)大，對(duì)熱負(fù)荷的需求日益增大，集中供熱系統(tǒng)中的既有管網(wǎng)因?yàn)榱髁亢蜏囟鹊南拗埔央y以滿足要求。要實(shí)現(xiàn)供熱的要求，必須從增加流量和增加溫差兩方面著手。但是，對(duì)于交通密集的城市來(lái)說(shuō)，增加供回水溫差是必然的，所以，只有增加供熱供、回水溫差，才能提高管網(wǎng)輸配能力，以滿足熱力負(fù)荷的要求。在集中供熱系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)承受能力限制，供水溫度普遍不能顯著提高，所以大幅度降低回水溫度是解決目前管網(wǎng)輸配瓶頸的主要問(wèn)題。

吸收式大溫差換熱機(jī)組原理及應(yīng)用

當(dāng)前，我公司常規(guī)換熱站主要通過(guò)水-水板換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)與二次網(wǎng)熱量交換，由于換熱過(guò)程中一次、二次側(cè)換熱端溫差過(guò)大，造成不可逆損失，因此，在換熱站供熱模式下，要減少這部分不可逆損失。該吸收換熱系統(tǒng)能在不提高一次網(wǎng)供水溫度和不增加管網(wǎng)流量的前提下，該技術(shù)可以有效地利用吸收式熱泵給水所具有的做功能力，減少部分直接換熱引起的不可逆損失，與此同時(shí)，降低主網(wǎng)回水溫度，大大提高熱力管網(wǎng)輸送能力。

一、吸收式換熱機(jī)組的原理和應(yīng)用
本研究采用清華大學(xué)付林等人的研究方法，以一次網(wǎng)溫為120℃/25℃，二次網(wǎng)溫為45℃/60℃為例。其中，吸收熱交換過(guò)程主要包括兩個(gè)部分：一是吸收式熱泵的熱交換流程，另一為直接換熱流程。120℃熱網(wǎng)給水首先進(jìn)入吸收式熱泵發(fā)生器，作為高溫?zé)嵩?；先將其與溴化鋰稀溶液充分加熱，然后冷卻到90℃左右，再用高溫水將其冷卻，再進(jìn)入換熱器，在換熱器中間接與部分二網(wǎng)水交換，使高溫溫升從90℃降到55℃左右，再將其作為低溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵的蒸發(fā)器中，隨著工作溫度的變化，蒸發(fā)器中的工質(zhì)狀態(tài)的改變，降至25℃左右，設(shè)備換熱后回水全部送回?zé)犭姀S。在二次側(cè)，二網(wǎng)回水溫度為45℃，一部分進(jìn)入換熱器與吸收式熱泵發(fā)生器的一網(wǎng)水直接交換熱量，加熱到85℃，其余部分依次通過(guò)吸收熱泵吸收器、冷凝器，升溫至56℃。當(dāng)兩部分水混合后達(dá)到設(shè)計(jì)溫度60℃時(shí)，將熱量加熱到用戶。

將吸收熱泵機(jī)組與水-水換熱器聯(lián)合使用，可有效降低一次網(wǎng)換熱過(guò)程中的能源浪費(fèi)，使一網(wǎng)水的最終回水溫度能大大低于二網(wǎng)水溫度，從而使一次網(wǎng)換熱溫度大大降低，從而使一次網(wǎng)換熱溫度大幅度降低。在維持一次網(wǎng)流量不變時(shí)，供、回水溫差增加，熱網(wǎng)供熱，增加輸熱量。在二次網(wǎng)溫不變時(shí)，一次網(wǎng)溫下降，一、二次網(wǎng)換熱期間不可逆損失減小，供熱能力提高，使熱網(wǎng)初投資和水泵運(yùn)行費(fèi)用降低的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

吸收式換熱的實(shí)質(zhì)是梯級(jí)利用一網(wǎng)水的熱量，在一網(wǎng)水中高溫段作為驅(qū)動(dòng)熱源，而換熱后的低溫一網(wǎng)水作為熱泵低溫?zé)嵩蠢^續(xù)換熱。它是由于充分利用了一網(wǎng)水的做功能力，使其整體的吸收換熱效率提高，從而增加了一網(wǎng)水的供回水溫差。溴化鋰吸收式熱泵是吸收式換熱系統(tǒng)中的主要設(shè)備。

如將吸收式換熱系統(tǒng)應(yīng)用于換熱站，則原水-水板換可繼續(xù)使用，僅需新增一臺(tái)相應(yīng)容量的吸收式熱泵。采用吸收式換熱系統(tǒng)，使整個(gè)熱力系統(tǒng)的一次網(wǎng)回水溫度低于30℃，該溫度回水可直接通過(guò)換熱回收汽輪機(jī)組的凝氣熱量，降低了電廠冷卻塔的負(fù)荷，通過(guò)降低冷卻塔能耗、耗水率，同時(shí)也可以提高汽輪機(jī)組的整體能效水平，為提高系統(tǒng)能源利用效率打下基礎(chǔ)。

二、吸收式熱機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)以太原為首的省會(huì)城市，如銀川、石家莊、西安、濟(jì)南、鄭州、北京和內(nèi)蒙古赤峰、山西大同、河北張家口等地都在推進(jìn)或論證利用吸收式大溫差熱泵技術(shù)，該技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用大溫差吸收式熱泵機(jī)組，可使一次網(wǎng)溫由原來(lái)的110℃/60℃變?yōu)?10℃/30℃，溫差由原來(lái)的50℃增加到80℃，這意味著管網(wǎng)的熱量輸送能力增加了1倍。相對(duì)于傳統(tǒng)的板式換熱器，減少了新建管徑，節(jié)省了管網(wǎng)建設(shè)投資。

2、由于采用大溫差吸收裝置所增加的熱量，可以為新建設(shè)工程提供熱源，或者補(bǔ)充到其它需要的系統(tǒng)中，從而改善熱網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)性。

3、傳統(tǒng)的板式換熱器與主次網(wǎng)聯(lián)接，其傳熱溫差大，不可逆損失嚴(yán)重。與之相比，吸收式換熱單元有效地利用了一、二次熱網(wǎng)之間的可用勢(shì)能，帶動(dòng)吸收式換熱裝置，充分利用能量。

4、由于一次網(wǎng)回水溫度降至30℃，增加了與換熱器之間的溫差，有利于凝汽器余熱回收，提高能源利用率。

綜上所述，大溫差吸收式換熱技術(shù)是為協(xié)調(diào)對(duì)現(xiàn)有熱容負(fù)荷和現(xiàn)有供熱管網(wǎng)供能不足而開(kāi)發(fā)的一種新的熱能供暖技術(shù)。以一、二次熱網(wǎng)間大溫差所產(chǎn)生的有用能為驅(qū)動(dòng)力，在不改變熱站站供、回水溫度時(shí)，可大大降低一次網(wǎng)回水溫度。用這種方法，在一次流量不變的情況下，就可以顯著增加熱力站的換熱量，從而利用已有的一次管網(wǎng)，滿足較大的熱負(fù)荷需求。