吸收式熱泵及其在余熱利用中的應(yīng)用

關(guān)于吸收式熱泵及其在余熱利用中的應(yīng)用第1頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1概述吸收式熱泵是利用工質(zhì)的吸收循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱泵功能的一類裝置,它采用熱能直接驅(qū)動(dòng),而不是依靠電能、機(jī)械能等其它能源。是一種利用低品位熱源，實(shí)現(xiàn)將熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩幢盟偷难h(huán)系統(tǒng)。是回收利用低溫位熱能的有效裝置，具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的雙重作用。第2頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

概述水—溴化鋰氨—水水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑氨為制冷劑，水為吸收劑吸收式熱泵是利用由兩種沸點(diǎn)不同的物質(zhì)組成的溶液的氣液平衡特性來工作的。第3頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.分類第二類吸收式熱泵升溫型熱泵吸收式熱泵增熱型熱泵第一類吸收式熱泵AHPAHT單效熱泵雙效熱泵制冷/制熱制冷/制熱制熱第4頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1

第一類吸收式熱泵(1)

是利用少量的高溫?zé)嵩矗ㄈ缯羝?、高溫?zé)崴?、可燃性氣體燃燒熱等）為驅(qū)動(dòng)熱源，產(chǎn)生大量的中溫有用熱能。即利用高溫?zé)崮茯?qū)動(dòng),把低溫?zé)嵩吹臒崮芴岣叩街袦?，從而提高了熱能的利用效率。第一類吸收式熱泵的性能系?shù)大于1，一般為1.6～2.3。

增熱型第5頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1第一類吸收式熱泵(2)驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源廢熱源Ⅰ類熱泵可用回?zé)酺gT0QgT0Th第Ⅰ類熱泵Tg>Th>T0能量轉(zhuǎn)換示意圖熱收支圖低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）高溫?zé)崴?80%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）高溫?zé)崴?80%）高溫?zé)崴?80%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）高溫?zé)崴?80%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）高溫?zé)崴?80%）驅(qū)動(dòng)熱源（100%）低溫余熱（80%）第6頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1第一類吸收式熱泵(3)工作原理示意圖第7頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2

第二類吸收式熱泵(1)

是利用大量的中溫?zé)嵩串a(chǎn)生少量的高溫有用熱能。即利用中低溫?zé)崮茯?qū)動(dòng),用大量中溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臒釀?shì)差，制取熱量少于但溫度高于中溫?zé)嵩吹臒崃?，將部分中低熱能轉(zhuǎn)移到更高溫位，從而提高了熱源的利用品位。第二類吸收式熱泵性能系數(shù)總是小于1，一般為0.4～0.5。升溫型第8頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2第二類吸收式熱泵(2)中溫廢熱（100%）高溫?zé)崴蛘羝?5%）冷卻水（55%）廢熱源Ⅱ類熱泵可利用熱環(huán)境第Ⅱ類熱泵Th’>Tg’>T0’Ⅱ能量轉(zhuǎn)化示意圖熱收支圖高溫?zé)崴蛘羝?5%）冷卻水（55%）中溫廢熱（100%）高溫?zé)崴蛘羝?5%）冷卻水（55%）中溫廢熱（100%）高溫?zé)崴蛘羝?5%）中溫廢熱（100%）冷卻水（55%）高溫?zé)崴蛘羝?5%）中溫廢熱（100%）T0’Q0’Tg’Tg’T0’Th’第9頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3第二類吸收式熱泵(3)工作原理示意圖系統(tǒng)循環(huán)：1-2-3：冷媒循環(huán)4-5：稀溶液循環(huán)6-7：濃溶液循環(huán)溶劑泵第10頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.4AHP和AHT的比較AHT1個(gè)驅(qū)動(dòng)熱源熱水回路只經(jīng)過吸收器提供150℃以下熱水或蒸汽可用于工業(yè)領(lǐng)域，滿足某些工藝用熱的需要AHP驅(qū)動(dòng)熱源兩個(gè)熱水回路是吸收器和冷凝器串聯(lián)主要提供100℃以下的熱水用于采暖、生活、給水預(yù)熱等場(chǎng)合PK第11頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.溴化鋰吸收式熱泵

以溴化鋰吸收式技術(shù)為基礎(chǔ)的各種溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組，就是以溴化鋰溶液為工質(zhì)的吸收式熱泵。其中，水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。第12頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1Li-Br溶液工質(zhì)對(duì)優(yōu)秀的物理化學(xué)性質(zhì)溴化鋰和水的沸點(diǎn)差很大使得其分離難度小、純度高作為制冷劑的水廉價(jià)、易得、氣化潛熱大、無毒、無味、安全性能好溶液比熱小，有利于提高循環(huán)效率飽和氣壓低，溶液吸水性強(qiáng)，能夠吸收低溫水蒸氣，且傳質(zhì)過程推動(dòng)力強(qiáng)第13頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組需要用高品位熱能作為補(bǔ)償能源。至于低溫?zé)嵩?，一般來說，溫度≥15℃的熱水即可。

第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組的供熱熱水溫度與余熱熱水出口溫度及供熱熱水進(jìn)口溫度有關(guān)，余熱熱水出口溫度越高，熱泵機(jī)組能夠提供的供熱熱水溫度越高。按補(bǔ)償熱源分類，一類熱泵機(jī)組有蒸汽型、直燃型、煙氣型等。3.2第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組(1)第14頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2第一類溴化鋰吸收式熱泵應(yīng)用說明(2)中壓蒸汽高溫?zé)崴加?燃?xì)飧邷責(zé)煔狻?工藝廢熱水工藝?yán)鋮s循環(huán)水原油分離水…….冶金/制藥/化工工藝需要的伴熱區(qū)域供暖衛(wèi)生熱水輸出中溫?zé)嵩?.84高溫驅(qū)動(dòng)熱源1.0低溫廢熱源0.84第15頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)型單機(jī)供熱（冷）量(kw)熱源種類熱源條件提供熱水應(yīng)用領(lǐng)域蒸汽型1160～30000低溫?zé)嵩礋崴?、蒸汽低溫?zé)嵩礋崴疁囟取?5℃，蒸汽壓力≥0.2MPa60～100℃有低溫?zé)崴⒄羝凸嵝枨蟮膱?chǎng)所直燃型1160～9300低溫?zé)嵩礋崴?、燃?xì)猓ㄓ停┑蜏責(zé)嵩礋崴疁囟取?5℃60～100℃有低溫?zé)崴⑷剂虾凸嵝枨蟮膱?chǎng)所煙氣型1160～9300低溫?zé)嵩礋崴?、高溫?zé)煔獾蜏責(zé)嵩礋崴疁囟取?5℃，煙氣溫度≥250℃，煙氣中的含硫量及含塵量較低60～100℃有低溫?zé)崴?、高溫?zé)煔夂凸嵝枨蟮膱?chǎng)所第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組選型一覽表第16頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽型第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組

驅(qū)動(dòng)熱源為0.2～0.8Mpa的蒸汽；低溫?zé)嵩吹臒崴隹跍囟软毟哂?5℃；供熱熱水的出口溫度比低溫?zé)嵩吹臒崴隹跍囟雀?0～60℃，最高可達(dá)100℃；COP=1.75～1.85。第17頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽型第一類單效型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組(1)采用0.2～0.8MPa的蒸汽作為驅(qū)動(dòng)熱源吸收低溫余熱源（如工廠冷卻水、生產(chǎn)工藝低溫?zé)崴?、原油分離水、地下溫泉水等）的熱量，提供中溫采暖或工藝用熱水的供熱設(shè)備。廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色金屬、煤炭、電力、石油化工……雙良一體機(jī)吸收式熱泵余熱溫度出口高于15℃（一般在20～50℃），上限沒有要求。獲得熱源溫度比廢熱出口溫度高40～60℃，熱水溫度可達(dá)到100℃以上。功能第18頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽型第一類單效型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組應(yīng)用案例之一勝利油田換熱站采用6臺(tái)單機(jī)供熱量7.7MW的蒸汽型一類熱泵供熱，替代原來的原油加熱爐，年節(jié)省原油5600噸，每年節(jié)能效益上千萬元人民幣。聯(lián)合站蒸發(fā)器吸收器冷凝器發(fā)生器供熱場(chǎng)所回灌地下鍋爐一類熱泵蒸汽0.5MPa凝水采暖水65℃85℃廢熱水45℃35℃第19頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽型第一類單效型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組應(yīng)用案例之二 陽(yáng)煤集團(tuán)熱電廠采用8臺(tái)單機(jī)供熱量30MW的蒸汽型第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組進(jìn)行采暖供熱，補(bǔ)償熱源為0.5Mpa蒸汽，低溫?zé)嵩礊闇囟?0℃的凝汽器冷卻水，提供90℃的采暖熱水，可回收利用96MW冷凝熱，回收的余熱量可滿足192萬m2的建筑供熱。同時(shí)還可減少電廠冷卻塔水。第20頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陽(yáng)煤集團(tuán)熱電廠溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組應(yīng)用工藝流程圖第21頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組(2)

驅(qū)動(dòng)熱源為燃料燃燒熱；低溫?zé)嵩吹臒崴隹跍囟软毟哂?℃；供熱熱水的出口溫度比低溫?zé)嵩吹臒崴隹跍囟雀?0～60℃，最高可達(dá)到100℃；COP=1.65～1.75，與熱效率92％的鍋爐相比，節(jié)能40％～43％。第22頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月典型的用戶案例：天津中海油項(xiàng)目(大洋三連)供熱能力：5950kw我國(guó)自主開發(fā)的第一臺(tái)直燃型溴化鋰吸收式熱泵第23頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月煙氣型第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組(3)

驅(qū)動(dòng)熱源為溫度≥250℃的高溫?zé)煔?；低溫?zé)嵩吹臒崴隹跍囟软毟哂?℃；供熱熱水的出口溫度比低溫?zé)嵩吹臒崴隹跍囟雀?0～60℃，最高可達(dá)到100℃；COP：?jiǎn)涡岜?.75～1.85，雙效熱泵2.3～2.45。第24頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月煙氣型第一類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組應(yīng)用案例之一

北京南站CCHP系統(tǒng)，2臺(tái)煙氣余熱型冷水（熱泵）機(jī)組，供熱運(yùn)行時(shí)，按雙效熱泵工作循環(huán)流程運(yùn)行，余熱煙氣排放溫度可降低到30℃，從而有效提高系統(tǒng)的能源綜合利用率。第25頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3第二類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組(1)第二類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)不需消耗高品質(zhì)熱能，能耗費(fèi)用極低，應(yīng)用該類機(jī)組具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。二類熱泵機(jī)組的驅(qū)動(dòng)熱源可是廢熱熱水，也可是廢熱蒸汽，與之對(duì)應(yīng)的第二類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組有熱水型和蒸汽型之分。

第26頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3第二類溴化鋰吸收式熱泵應(yīng)用說明(2)中溫廢熱源1.0獲得高溫?zé)嵩?.48低溫冷卻水0.52工藝過程中需要冷卻的氣體生產(chǎn)過程乏汽原油分離水…….工藝加熱（伴熱）低壓蒸汽高溫?zé)崴膳痋衛(wèi)生熱水…….冷卻水地下水地表水…….第27頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組選型一覽表

機(jī)型單機(jī)供熱量(kw)熱源種類熱源條件供熱種類應(yīng)用領(lǐng)域熱水型580～5800中溫廢熱源熱水廢熱源熱水溫度≥50℃熱水或蒸汽有中溫廢熱源熱水和供熱需求、且供熱熱水溫度高于廢熱源熱水溫度的場(chǎng)所蒸汽型580～5800中溫廢熱蒸汽廢熱蒸汽溫度≥50℃熱水或蒸汽有中溫廢熱蒸汽和供熱需求、且供熱熱水或蒸汽溫度高于廢熱蒸汽溫度的場(chǎng)所第28頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二類溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組應(yīng)用案例之一第二類熱泵橡膠工藝用冷卻塔36℃30℃105℃95℃熱源水冷卻水汽提氣進(jìn)96.5℃汽提液出70℃汽提氣出70℃大慶石化橡膠總廠應(yīng)用一臺(tái)供熱量3.5MW的二類熱泵，廢熱源為橡膠生產(chǎn)工藝中的化工多組分汽體，輸出熱水用于工藝加熱，每年節(jié)省蒸汽5萬噸以上，冷卻水用量?jī)H為原系統(tǒng)用量的50％。節(jié)能效益超過600萬人民幣/年。第29頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月效果：節(jié)約能源、減少污染、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。冷卻水進(jìn)冷卻水出凝汽器冷卻塔抽氣汽輪機(jī)排氣凝結(jié)水凝水加熱器鍋爐補(bǔ)水蒸汽鍋爐高壓蒸汽用戶采暖吸收式熱泵驅(qū)動(dòng)熱源供熱水去供熱水回低溫?zé)嵩此M(jìn)低溫?zé)嵩此銎啺l(fā)電機(jī)吸收式熱泵在熱電行業(yè)的應(yīng)用第30頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月垃圾焚燒爐凝水箱熱用戶溴化鋰熱泵煙氣反應(yīng)塔布袋濾塵器洗煙塔引風(fēng)機(jī)換熱器熱電廠利用熱電聯(lián)供系統(tǒng)（電廠乏汽熱回收）供熱煙氣經(jīng)濟(jì)器循環(huán)蒸汽低溫?zé)嵩垂嵊脽崮?1頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要優(yōu)點(diǎn)

(1)吸收式熱泵具有兩個(gè)重要特點(diǎn)：一是可以利用低品位余熱，節(jié)約能耗；二是以熱能為動(dòng)力，與壓縮式機(jī)組相比，可以節(jié)約電耗。(2)整個(gè)機(jī)組除功率較小的屏蔽泵外，無其他運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)轉(zhuǎn)安靜。(3)以溴化鋰水溶液為工質(zhì)，無臭、無毒，滿足環(huán)保的要求。(4)機(jī)組在真空狀態(tài)下運(yùn)行，無高壓爆炸危險(xiǎn)，安全可靠(5)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)性強(qiáng)。(6)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。(7)對(duì)安裝基礎(chǔ)的要求低，可在露天甚至樓頂安裝，尤其適用于艦艇、醫(yī)院、賓館等場(chǎng)合。(8)機(jī)組可以一機(jī)多用，可供夏季空調(diào)、冬季采暖，兼顧提供生活熱水之用，使用方便。第32頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要缺點(diǎn)

(1)氣密性要求高.實(shí)踐表明,即使漏入微量的空氣也會(huì)影響機(jī)組的性能,這就對(duì)制造有嚴(yán)格的要求.(2)因用水作制冷劑,故一般只能制取5℃以上的冷媒水,多用于空氣調(diào)節(jié)及一些生產(chǎn)工藝用冷凍水.(3)熱效率較低,初投資較高.第33頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.吸收式熱泵的發(fā)展趨勢(shì)1.第Ⅰ吸收式熱泵正從單效向雙效發(fā)展；第Ⅱ吸收式熱泵正在開發(fā)二級(jí)機(jī)組。2.吸收式循環(huán)工質(zhì)正在目前LiBr—H2O溶液、NH3—H2O溶液、NaOH-H2O溶液的基礎(chǔ)上，正在開發(fā)新的工質(zhì)對(duì)。如LiBr+ZnBr2／H2O，LiCl／H2O，LiNO3+KNO3+NaNO3／H2O，LiBr+ZnBr2／CH3OH。3.氫氧化物NaOH:KOH:CsOH(40:36:24)，亦正在被研究。它的COP比LiBr-H2O的高。第34頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月參考文獻(xiàn)【1】撒衛(wèi)華.溴化鋰第一類吸收式熱泵的研究及應(yīng)用[J].潔凈與空調(diào)技術(shù),2010(2):21-24.【2】范江,白海尚,李彪.熱網(wǎng)供熱調(diào)節(jié)方式對(duì)吸收式熱泵性能的影響[J].暖通空調(diào),2014(1)：140-143.【3】姜秀華.單雙效結(jié)合運(yùn)行的溴化鋰第一類吸收式熱泵[J].節(jié)能,2009(12):21-24.【4】方書起,駱萍梅.第二類吸收式熱泵的研究及應(yīng)用[J].應(yīng)用能源技術(shù),2008(10):36-39.【5】朱宏清,蔡小榮,毛洪財(cái).溴化鋰吸收式熱泵在余熱領(lǐng)域的應(yīng)用[J].第十三屆全國(guó)熱泵與系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)大會(huì)論文集,2008：239-242.【6】周振起,馬玉杰,王靜靜,等.吸收式熱泵回收電廠余熱預(yù)熱凝結(jié)水的可行性研究[J].流體機(jī)械,2010,38(012):73-76.【7】孫作亮,付林,張世鋼,等.吸收式熱泵回收煙氣冷凝熱的實(shí)驗(yàn)研究[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào),2008,29(1):13-17.【8】王力彪,李染生,王斌,等.基于吸收式熱泵的循環(huán)水余熱利用技術(shù)在大型抽凝機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用[J].汽輪機(jī)技術(shù),2012(