【HVAC】溴化锂吸收式机组在电厂中的应用

摘要

以3个项目为例，详细介绍了低压蒸汽溴化锂冷水机组、双能源溴化锂冷水机组空调水系统和溴化锂吸收式热泵供热系统在电厂中的应用。并通过计算机房初投资、年电费、投资回收期等对3个系统的经济性进行了分析。结果表明，溴化锂吸收式机组可结合电厂特点，合理利用能源，在保证电厂可靠、安全运行的同时，提高经济效益。

关键词

溴化锂吸收式机组　电厂　空调水系统　双能源　热泵　经济性

作者

中国联合工程有限公司　方斌东

0 引言

上世纪90年代，溴化锂制冷机组曾广泛应用于制冷空调系统。随着我国电力供应紧张局面的缓解，石油、蒸汽等能源价格上升，溴化锂吸收式制冷机组的应用逐渐减少。本文结合电厂行业的特点，列举了溴化锂吸收式机组应用的3个案例，分别介绍了低压尾汽、低温余热水和冷却循环水的热能利用，挖掘溴化锂吸收式机组的节能潜能，提高热能综合利用效率。同时，介绍了冷水泵变频和压差旁通阀的运行控制策略，以及汽水换热系统等空调水系统的应用。

1 低压蒸汽溴化锂制冷主机空调水系统

1.1 项目概况

该项目位于杭州市开发区，采用4台单台蒸发量为130t/h的高温高压循环流化床锅炉、1台单台装机容量为7.5MW和2台单台装机容量为15MW的背压式汽轮机发电机组，配置了3台锅炉补水用汽动给水泵，尾汽排放量为45t/h，排汽压力为0.15MPa。汽动给水泵排汽进入除氧器，有富余蒸汽需要冷却降温，蒸汽富余量与空调冷负荷正相关，室外气温越高蒸汽富余量越多。故采用蒸汽型溴化锂制冷主机空调系统，利用“免费”能源。

1.2 系统介绍

1.2.1 制冷空调系统

空调系统选用2台蒸汽单效溴化锂吸收式冷水机组（溴化锂吸收式冷水机组下文简称溴冷机），单台制冷量为1450kW，蒸汽耗量为3.1t/h。蒸汽进口压力为0.15MPa，溴冷机通过蒸汽电动调节阀控制冷水温度，进/出口温度为7 ℃/12℃。

低压蒸汽溴冷机空调水系统流程图如图1所示。

图1 低压蒸汽溴冷机空调水系统流程图

为了保证溴冷机的运行安全，最低流量应不小于额定流量的70%，即需控制进出口压差约不小于额定压降的50%，由于溴冷机冷水进出口压力传感器安装位置相差2m左右，计算压降时要扣除这部分高度差。不同冷负荷下冷水泵变频和压差旁通阀的运行控制策略见表1。

表1 运行控制策略

空调机房内供热和制冷的空调水系统独立设置，冬天需要供热的办公楼、宿舍楼、集控室等末端管路的冷热水管合并使用。而配电装置室、变频装置室等房间只需要制冷，其空调回路不接入供热循环水系统。

1.2.2 供热空调系统

供热空调热水供/回水设计温度为55 ℃/45℃。运行中，可根据室外温度变化调节供水温度。

供热空调系统采用波节管汽水壳管式换热器（以下简称汽水换热器），在汽水两侧分别设置了安全阀。

1.2.3 凝结水系统

溴冷机和汽水换热器的凝结水流至凝结水箱。为了增大凝结水箱的有效容积，溢水管在水箱内采用向上弯头连接水平喇叭口，凝结水出水管从箱体底板接出，至除氧器回收利用。

1.3 小结

1）利用电厂中的汽动泵尾气余热供暖、制冷，同时空调系统利用了电厂中的除盐水、冷却水，降低了初投资，节省了运行费用。

2）充分利用冷水泵的变频功能，实现供冷量调节和节能运行。

3）优化凝结水系统设计，利用电动开关阀疏水。同时，采取必要的技术措施防止凝结水泵汽蚀。

4）合用电厂系统的同时，兼顾电厂系统的可靠性和安全性。

2 双能源溴冷机空调水系统

该工程位于宁波市工业园区，原有一期热电机组，二期扩建1台装机容量为57.62MW（1套燃气轮机＋1套抽凝式蒸汽轮机＋1套背压式蒸汽轮机发电机组）的燃气蒸汽联合循环热电机组，配置单压非补燃强制循环余热锅炉。为了充分利用尾气余热，余热锅炉尾部增设钢盘管，可供应流量50t/h、温度110℃的余热水，满足集中空调系统冷热负荷要求，多余的热量加热天然气和生活热水（对外销售）。

双能源溴冷机空调系统流程图如图2所示。空调水系统和凝结水系统类似于低压蒸汽溴冷机空调水系统。

图2 双能源溴冷机空调系统流程图

3 溴化锂吸收式热泵机组供热系统

黑龙江华电佳木斯热电厂原系统为汽轮机发电＋抽蒸汽供热网加热器，利用松花江水冷却凝汽器，循环水进／出凝汽器的设计温度为25℃/35℃，原系统如图3a所示。随着城市的发展，集中供热面积增加了300多万m2。新增系统采用溴化锂吸收式热泵机组（下文简称溴化锂热泵）供热系统。溴化锂热泵实质上是溴化锂吸收式机组的冷凝器和蒸发器互换功能的机组，将排放至江中冷却水的低品位热能转化为可利用的高品位热能供热。该方案选用12台单台供热量为31000kW的溴化锂热泵，冷却循环水进/出口温度为37℃/27℃，供热水温度为55℃/86℃，蒸汽耗量为24.9t/h（压力为0.49MPa）。尖峰负荷利用原热网加热器将热泵出口86℃的热水加热到92℃。

安全性是电厂项目首要考虑的问题，因此，设计了闭式冷却水供热系统，增设了板式换热器（见图3b），冷却循环水进/出凝汽器的设计温度为27℃/37℃，板式换热器的一次侧进/出口温度为25℃/35℃。

利用热泵回收排汽冷凝热集中供热工程，在不增加供热煤耗的基础上，满足了新增热负荷的需求，同时减少了对松花江的热污染。最大限度地提高资源的综合利用率，节能降耗、保护环境。

图3 溴化锂热泵供热系统流程图

4 经济分析

4.1 空调水系统

空调制冷机房按合同能源管理模式（机房部分由总包单位全部负责投资、建设、运行管理及维护，用户单位只需根据冷量付费使用）进行比较，单位制冷量的冷价为0.65元／（kW·h），只计算制冷系统机房初投资及运行费用（按年电费进行估算）。溴冷机空调水系统经济性分析见表2。

表2 溴冷机空调水系统经济性分析

4.2 热泵机组

为了简化计算，扣除了热网建设、热用户增容等费用。热泵机组供热系统的经济性分析见表3。

表3 热泵机组供热系统的经济性分析

本文介绍的3个案例都采用“免费”能源，回收年限短、经济效益显著。其中，采用低压蒸汽系统的案例中主要空调冷负荷为变频装置室等电气设备冷负荷，制冷系统运行周期长，空调系统的利用率更高，回收年限不到半年。

5 结语

3个项目已经稳定运行了五六年，业主反馈系统的稳定性和经济性良好。应用好溴化锂吸收式机组，能节能减排，提高经济效益和社会效益。结合电厂的特点，设计最佳的能量利用方案，做到系统先进性的同时，还需要保证电厂运行的可靠性和安全性。

（全文刊登于《暖通空调》2019年第49卷第8期68～71页）

点击注册可免费阅读全文

点击浏览更多第8期杂志文章

微信商城

价格：30元

价格：80元

价格：50元

无论您身处何方

都可以随时了解行业最新资讯