燃氣溴化鋰吸收式熱泵在供熱工程的實際應用

摘 要

摘要：結合工程實例，對采用燃氣溴化鋰吸收式熱泵作為熱源的供熱系統進行了探討，熱泵以相鄰熱力站一級管網部分回水作為低溫熱源。介紹了供熱系統的設計、系統流程、運行狀況，分析
摘要：結合工程實例，對采用燃氣溴化鋰吸收式熱泵作為熱源的供熱系統進行了探討，熱泵以相鄰熱力站一級管網部分回水作為低溫熱源。介紹了供熱系統的設計、系統流程、運行狀況，分析了該供熱系統的經濟性。
關鍵詞：燃氣溴化鋰吸收式熱泵；熱力站；一級管網；回水
Actual Application of Gas-fired Lithium Bromide Absorption Heat Pump to Heat-supply Engineering
YU Yang
Abstract：The heat-supply system using gas-fired lithium bromide absorption heat pump as heat source is discussed with an engineering example.A part of return water from primary circuit of adjacent substation is used as low-temperature heat soHrce of the heat pump.The design，process and operation of the heat-supply system are introduced，and the economy of the heat-supply system is analyzed.
Key words：gas-fired lithium bromide absorption heat pump；substation；primary circuit；
1 工程概況
由于我市豐潤區美景小區為逐步平房改造項目，規劃熱力站站址位置仍未進行拆改建設，因此開發商建設臨時鍋爐房(設置2臺燃氣鍋爐，熱功率分別為2.8、0.98MW)，為小區供熱。由于運行成本居高不下，且2009年供熱面積由3.06×104m2增加至8.14×104m2，其中低區為7.14×104m2，高區為1.0×104m2。高額的運行成本，導致開發商將無力承擔，因此向我公司申請納入熱電廠集中供熱。但由于與美景小區毗鄰的18-1號熱力站一級管網已達到滿負荷運行狀態，因此考慮采用燃氣溴化鋰吸收式熱泵將18-1號熱力站一級管網部分回水作為熱源為美景小區供熱[1]。本文對燃氣溴化鋰吸收式熱泵用于供熱進行探討。
2 系統設計
    燃氣溴化鋰吸收式熱泵(以下簡稱熱泵)以18-1號熱力站一級管網的部分回水作為低溫熱源，經熱泵提取熱量后加熱美景小區二級管網循環水。設計時，我們綜合考慮各種因素，在滿足系統供熱需求的同時，盡量減少設備數量和保證設備的承壓能力，以降低系統造價和維護費用。
    ① 高低區采用直接連接方式由于該小區最高建筑為18層，高度為71.6m，且該熱力站為臨時熱力站，考慮到將來新建熱力站以及隨道路翻新重建供熱管道后采用集中供熱，并考慮到熱泵價格較高，現有熱力站建筑面積不足等因素，設計時采取了僅在高區回水管安裝減壓閥，以高區循環泵兼補水泵的高低區直接連接方式[2]，使高區回水經減壓后直接混入低區回水，再進入熱泵進行加熱。這樣，就可以只采用1臺熱泵進行供熱，降低了設備造價。
    ② 選擇適宜的運行參數
    設計時考慮到該小區為參考三步節能標準建設的住宅小區，設計熱指標為28W/m2，并參考往年采用燃氣鍋爐房供熱的實際供回水溫度和室內溫度，最終確定供、回水溫度為64、49℃。這比采用傳統的供回水溫度80、60℃，設備造價有明顯降低。
   ③ 合理減少備用設備
   低區循環泵流量為200m3/h，揚程為32m，功率為30 kW。一級管網加壓泵的流量為180m3/h，揚程為28m，功率為22kW。由此可知，兩種水泵的參數比較接近。因此低區選取2臺循環泵(1用1備)，只配置1臺一級管網加壓泵，將低區循環泵作為備用加壓泵，中間采用蝶閥進行隔離和切換。各水泵均安裝了變頻調速器，既便于水泵切換和變流量調節，又可避免浪費電能[3～5]。
3 系統流程
    美景小區供熱系統流程見圖1。18-1號熱力站的一級管網回水經熱泵吸熱后，由一級管網加壓泵送回熱電廠。當18-1號熱力站一級管網回水溫度較高時，可通過調整一級管網加壓泵出口混水管的手動調節閥來調整進入熱泵的水溫，確保系統不超溫運行。二級管網高區回水經減壓閥減壓后與低區回水混合后進入熱泵，經熱泵加熱后由高區循環泵和低區循環泵分別送入高區和低區用戶。補水定壓點設在二級管網回水進熱泵前，定壓壓力按低區系統運行壓力設定，以保證運行定壓要求，并可適當降低熱泵承壓。
 

4 運行狀況
在2009—2010年供熱期，該小區的供熱運行溫度能達到且高于我公司的供熱運行曲線，尤其是在2010年1月的嚴寒期，在室外連續低溫期間，供回水運行溫度達到了59、49℃。經實測，室內溫度合格率達到98.6%，供熱效果達到了設計預期。
    在運行期間，高區回水經減壓閥后，滿足低區承壓能力，系統運行安全平穩。當供熱系統遭遇突然停電故障后，高低區壓力均下降到0.55MPa，低區用戶室內未發生供熱設施泄漏現象。在運行期間，將低區循環泵切換為一級管網加壓泵，調整水泵的運行頻率后，系統依然能夠正常運行。
    在供熱初末期，18-1熱力站一級管網的回水溫度相對較高，易造成美景小區的供熱運行溫度較高。通過調整一級管網加壓泵出口混水管的手動調節閥來調整進入熱泵的水溫，使進入熱泵的一級管網回水溫度由48℃降低為44℃。
    2010—2011年供暖期，供熱時間共計137d，室外平均溫度為-1.87℃，共計消耗天然氣448 567m3，供熱成本為15.62元/m2，熱泵的能效比為1.755，比其他小區采用燃氣供熱鍋爐房的供熱成本(28元/m2)降低了44%。
5 結語
    采用燃氣溴化鋰吸收式熱泵并以相鄰熱力站一級管網的回水作為低溫熱源進行供熱，不僅可以避免因熱源供熱量不足而新建燃煤鍋爐房，還比采用燃氣鍋爐房供熱消耗的燃氣量大大減少。我公司也正在嘗試采用電驅動熱泵與一級管網循環水相結合的供熱方式，實現節能、減排、綠色、環保供熱。
參考文獻：
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(本文作者：于坪 唐山市熱力總公司 河北唐山 063000)