燃氣溴化鋰吸收式熱泵在供熱工程的實際應(yīng)用

摘 要

摘要：結(jié)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(tǒng)進行了探討，熱泵以相鄰熱力站一級管網(wǎng)部分回水作為低溫熱源。介紹了供熱系統(tǒng)的設(shè)計、系統(tǒng)流程、運行狀況，分析
摘要：結(jié)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(tǒng)進行了探討，熱泵以相鄰熱力站一級管網(wǎng)部分回水作為低溫熱源。介紹了供熱系統(tǒng)的設(shè)計、系統(tǒng)流程、運行狀況，分析了該供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性。
關(guān)鍵詞：燃氣溴化鋰吸收式熱泵；熱力站；一級管網(wǎng)；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(qū)美景小區(qū)為逐步平房改造項目，規(guī)劃熱力站站址位置仍未進行拆改建設(shè)，因此開發(fā)商建設(shè)臨時鍋爐房(設(shè)置2臺燃氣鍋爐，熱功率分別為2.8、0.98MW)，為小區(qū)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(qū)為7.14×104m2，高區(qū)為1.0×104m2。高額的運行成本，導致開發(fā)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(qū)毗鄰的18-1號熱力站一級管網(wǎng)已達到滿負荷運行狀態(tài)，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(wǎng)部分回水作為熱源為美景小區(qū)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(tǒng)設(shè)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(wǎng)的部分回水作為低溫熱源，經(jīng)熱泵提取熱量后加熱美景小區(qū)二級管網(wǎng)循環(huán)水。設(shè)計時，我們綜合考慮各種因素，在滿足系統(tǒng)供熱需求的同時，盡量減少設(shè)備數(shù)量和保證設(shè)備的承壓能力，以降低系統(tǒng)造價和維護費用。
    ① 高低區(qū)采用直接連接方式由于該小區(qū)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(xiàn)有熱力站建筑面積不足等因素，設(shè)計時采取了僅在高區(qū)回水管安裝減壓閥，以高區(qū)循環(huán)泵兼補水泵的高低區(qū)直接連接方式[2]，使高區(qū)回水經(jīng)減壓后直接混入低區(qū)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(shè)備造價。
    ② 選擇適宜的運行參數(shù)
    設(shè)計時考慮到該小區(qū)為參考三步節(jié)能標準建設(shè)的住宅小區(qū)，設(shè)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(nèi)溫度，最終確定供、回水溫度為64、49℃。這比采用傳統(tǒng)的供回水溫度80、60℃，設(shè)備造價有明顯降低。
   ③ 合理減少備用設(shè)備
   低區(qū)循環(huán)泵流量為200m3/h，揚程為32m，功率為30 kW。一級管網(wǎng)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(shù)比較接近。因此低區(qū)選取2臺循環(huán)泵(1用1備)，只配置1臺一級管網(wǎng)加壓泵，將低區(qū)循環(huán)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(diào)速器，既便于水泵切換和變流量調(diào)節(jié)，又可避免浪費電能[3～5]。
3 系統(tǒng)流程
    美景小區(qū)供熱系統(tǒng)流程見圖1。18-1號熱力站的一級管網(wǎng)回水經(jīng)熱泵吸熱后，由一級管網(wǎng)加壓泵送回熱電廠。當18-1號熱力站一級管網(wǎng)回水溫度較高時，可通過調(diào)整一級管網(wǎng)加壓泵出口混水管的手動調(diào)節(jié)閥來調(diào)整進入熱泵的水溫，確保系統(tǒng)不超溫運行。二級管網(wǎng)高區(qū)回水經(jīng)減壓閥減壓后與低區(qū)回水混合后進入熱泵，經(jīng)熱泵加熱后由高區(qū)循環(huán)泵和低區(qū)循環(huán)泵分別送入高區(qū)和低區(qū)用戶。補水定壓點設(shè)在二級管網(wǎng)回水進熱泵前，定壓壓力按低區(qū)系統(tǒng)運行壓力設(shè)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(qū)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(xù)低溫期間，供回水運行溫度達到了59、49℃。經(jīng)實測，室內(nèi)溫度合格率達到98.6%，供熱效果達到了設(shè)計預期。
    在運行期間，高區(qū)回水經(jīng)減壓閥后，滿足低區(qū)承壓能力，系統(tǒng)運行安全平穩(wěn)。當供熱系統(tǒng)遭遇突然停電故障后，高低區(qū)壓力均下降到0.55MPa，低區(qū)用戶室內(nèi)未發(fā)生供熱設(shè)施泄漏現(xiàn)象。在運行期間，將低區(qū)循環(huán)泵切換為一級管網(wǎng)加壓泵，調(diào)整水泵的運行頻率后，系統(tǒng)依然能夠正常運行。
    在供熱初末期，18-1熱力站一級管網(wǎng)的回水溫度相對較高，易造成美景小區(qū)的供熱運行溫度較高。通過調(diào)整一級管網(wǎng)加壓泵出口混水管的手動調(diào)節(jié)閥來調(diào)整進入熱泵的水溫，使進入熱泵的一級管網(wǎng)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(qū)采用燃氣供熱鍋爐房的供熱成本(28元/m2)降低了44%。
5 結(jié)語
    采用燃氣溴化鋰吸收式熱泵并以相鄰熱力站一級管網(wǎng)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(qū)動熱泵與一級管網(wǎng)循環(huán)水相結(jié)合的供熱方式，實現(xiàn)節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保供熱。
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(本文作者：于坪 唐山市熱力總公司 河北唐山 063000)