燃气溴化锂吸收式热泵在供热工程的实际应用

摘 要

摘要：结合工程实例，对采用燃气溴化锂吸收式热泵作为热源的供热系统进行了探讨，热泵以相邻热力站一级管网部分回水作为低温热源。介绍了供热系统的设计、系统流程、运行状况，分析
摘要：结合工程实例，对采用燃气溴化锂吸收式热泵作为热源的供热系统进行了探讨，热泵以相邻热力站一级管网部分回水作为低温热源。介绍了供热系统的设计、系统流程、运行状况，分析了该供热系统的经济性。
关键词：燃气溴化锂吸收式热泵；热力站；一级管网；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 工程概况
由于我市丰润区美景小区为逐步平房改造项目，规划热力站站址位置仍未进行拆改建设，因此开发商建设临时锅炉房(设置2台燃气锅炉，热功率分别为2.8、0.98MW)，为小区供热。由于运行成本居高不下，且2009年供热面积由3.06×104m2增加至8.14×104m2，其中低区为7.14×104m2，高区为1.0×104m2。高额的运行成本，导致开发商将无力承担，因此向我公司申请纳入热电厂集中供热。但由于与美景小区毗邻的18-1号热力站一级管网已达到满负荷运行状态，因此考虑采用燃气溴化锂吸收式热泵将18-1号热力站一级管网部分回水作为热源为美景小区供热[1]。本文对燃气溴化锂吸收式热泵用于供热进行探讨。
2 系统设计
    燃气溴化锂吸收式热泵(以下简称热泵)以18-1号热力站一级管网的部分回水作为低温热源，经热泵提取热量后加热美景小区二级管网循环水。设计时，我们综合考虑各种因素，在满足系统供热需求的同时，尽量减少设备数量和保证设备的承压能力，以降低系统造价和维护费用。
    ① 高低区采用直接连接方式由于该小区最高建筑为18层，高度为71.6m，且该热力站为临时热力站，考虑到将来新建热力站以及随道路翻新重建供热管道后采用集中供热，并考虑到热泵价格较高，现有热力站建筑面积不足等因素，设计时采取了仅在高区回水管安装减压阀，以高区循环泵兼补水泵的高低区直接连接方式[2]，使高区回水经减压后直接混入低区回水，再进入热泵进行加热。这样，就可以只采用1台热泵进行供热，降低了设备造价。
    ② 选择适宜的运行参数
    设计时考虑到该小区为参考三步节能标准建设的住宅小区，设计热指标为28W/m2，并参考往年采用燃气锅炉房供热的实际供回水温度和室内温度，最终确定供、回水温度为64、49℃。这比采用传统的供回水温度80、60℃，设备造价有明显降低。
   ③ 合理减少备用设备
   低区循环泵流量为200m3/h，扬程为32m，功率为30 kW。一级管网加压泵的流量为180m3/h，扬程为28m，功率为22kW。由此可知，两种水泵的参数比较接近。因此低区选取2台循环泵(1用1备)，只配置1台一级管网加压泵，将低区循环泵作为备用加压泵，中间采用蝶阀进行隔离和切换。各水泵均安装了变频调速器，既便于水泵切换和变流量调节，又可避免浪费电能[3～5]。
3 系统流程
    美景小区供热系统流程见图1。18-1号热力站的一级管网回水经热泵吸热后，由一级管网加压泵送回热电厂。当18-1号热力站一级管网回水温度较高时，可通过调整一级管网加压泵出口混水管的手动调节阀来调整进入热泵的水温，确保系统不超温运行。二级管网高区回水经减压阀减压后与低区回水混合后进入热泵，经热泵加热后由高区循环泵和低区循环泵分别送入高区和低区用户。补水定压点设在二级管网回水进热泵前，定压压力按低区系统运行压力设定，以保证运行定压要求，并可适当降低热泵承压。
 

4 运行状况
在2009—2010年供热期，该小区的供热运行温度能达到且高于我公司的供热运行曲线，尤其是在2010年1月的严寒期，在室外连续低温期间，供回水运行温度达到了59、49℃。经实测，室内温度合格率达到98.6%，供热效果达到了设计预期。
    在运行期间，高区回水经减压阀后，满足低区承压能力，系统运行安全平稳。当供热系统遭遇突然停电故障后，高低区压力均下降到0.55MPa，低区用户室内未发生供热设施泄漏现象。在运行期间，将低区循环泵切换为一级管网加压泵，调整水泵的运行频率后，系统依然能够正常运行。
    在供热初末期，18-1热力站一级管网的回水温度相对较高，易造成美景小区的供热运行温度较高。通过调整一级管网加压泵出口混水管的手动调节阀来调整进入热泵的水温，使进入热泵的一级管网回水温度由48℃降低为44℃。
    2010—2011年供暖期，供热时间共计137d，室外平均温度为-1.87℃，共计消耗天然气448 567m3，供热成本为15.62元/m2，热泵的能效比为1.755，比其他小区采用燃气供热锅炉房的供热成本(28元/m2)降低了44%。
5 结语
    采用燃气溴化锂吸收式热泵并以相邻热力站一级管网的回水作为低温热源进行供热，不仅可以避免因热源供热量不足而新建燃煤锅炉房，还比采用燃气锅炉房供热消耗的燃气量大大减少。我公司也正在尝试采用电驱动热泵与一级管网循环水相结合的供热方式，实现节能、减排、绿色、环保供热。
参考文献：
[1] 李利武.燃气溴化锂吸收式热泵在供热工程的应用[J].煤气与热力，2011，31(2)：A06-A07.
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[3] 张少云，廖荣平，王淮，等.变频调速装置在供暖空调系统的应用[J].煤气与热力，2001，21(2)：150-151.
[4] 武文杰，黄普-循环水泵的配置及变频调速的能耗分析[J].煤气与热力，2004，24(7)：388-390.
[5] 黄建恩，郭民臣.供热系统循环水泵变频调节的最佳工况[J].煤气与热力，2005，25(7)：18-21.
 
(本文作者：于坪 唐山市热力总公司 河北唐山 063000)