CN105890220A - 直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组 - Google Patents

直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组 Download PDF

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宋黎
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Abstract

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组。该机组采用双段吸收技术和烟气再循环技术，并增设溶液预热器、排烟热回收器、空气预热器，吸收器分为高压吸收器和低压吸收器，蒸发器分为高压蒸发器和低压蒸发器。本发明采用双段吸收技术，并增设溶液预热器，能够增大溴化锂溶液的浓度差，减少溶液循环量，提升换热效率；采用排烟热回收器和空气预热器，通过烟气回收再利用加热稀溶液、预热空气，使直燃机效率进一步得到提高，降低烟气排放造成的环境热损失，机组COP达到1.5以上；采用烟气再循环技术，使机组燃烧排放的NOx含量低于15ppm，CO含量也被降低到很低，实现节能减排的经济效益和社会效益。

Description

直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组。
背景技术
目前直燃型溴化锂吸收式冷热水机组如图1所示，由吸收器1、蒸发器2、冷凝器6、低温再生器7、高温再生器8、低温热交换器9、高温热交换器10、冷剂凝水热回收装置11、冷剂泵15、溶液泵Ⅰ 16和溶液泵Ⅱ 17、阀门、控制系统及连接各部件的管路构成。机组在制冷工况运行时，吸收器1里的溴化锂稀溶液由溶液泵Ⅰ 16送往冷剂凝水热回收装置11、低温热交换器9、高温热交换器10后温度升高，再进入高温再生器8、低温再生器7变为溴化锂浓溶液，最后再回到吸收器1。
目前溴化锂溶液价格不断升高，而直燃型机组在实际运转过程中高温再生器8压力较高、溴化锂溶液浓度较高，为了提高机组性能，如何降低机组实际运行的循环量成为目前亟待解决的问题；同时机组在运转过程中受到高温再生器8的温度制约，烟气出口温度较高，直燃型制冷时排烟温度200℃左右，采暖时排烟温度170℃左右，未能充分利用排烟余热进行采暖和制冷，排烟余热只能白白排放，造成大量烟气余热的浪费，烟气排放造成环境热损失的同时NOx、CO的排放量也较高，造成了大气的污染。采用普通直接换热技术难以回收这部分余热并降低NOx、CO的排放量，如何充分回收利用直燃型溴化锂吸收式冷热水机组排烟余热降低NOx、CO的排放量，提高机组的换热效率，实现节能减排的经济效益和社会效益，成为目前研究的重要课题之一。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，采用双段吸收技术，并增设溶液预热器，能够增大溴化锂溶液的浓度差，减少溶液循环量，提升换热效率；采用烟气回收再利用加热稀溶液、预热空气，通过在高温再生器排烟出口设置排烟热回收器和空气预热器，使高温再生器排放的烟气先后进入排烟热回收器和空气预热器，分别与流经高温热交换器进入排烟热回收器的稀溶液换热和利用风机送入空气预热器的空气换热，实现直燃型溴化锂吸收式冷热水机组排烟余热的有效利用，减少烟气余热的浪费，同时提高直燃型溴化锂吸收式冷热水机组燃料燃烧所需要的空气的温度，提高机组的换热效率，可降低机组燃料消耗，提高能源利用率，减少排烟余热对环境的热污染，使机组COP达到1.5以上；采用烟气再循环技术，使机组燃烧排放的NOx含量低于15ppm，CO含量也被降低到很低，实现节能减排的经济效益和社会效益。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组采用双段吸收技术和烟气再循环技术，并增设溶液预热器、排烟热回收器、空气预热器。该冷热水机组通过隔板将下筒分为高压筒和低压筒，高压筒由高压吸收器和高压蒸发器组成,低压筒由低压吸收器和低压蒸发器组成，低压吸收器与高压吸收器之间增设溶液泵Ⅲ进行溶液循环。高压吸收器下方设置有用于溴化锂循环的溶液泵Ⅰ，溶液泵Ⅰ的出口连接溶液预热器，溶液预热器的出口管路分两路，一路连接低温热交换器，另一路连接冷剂凝水热回收装置，两路输出管路连通形成汇流管路，汇流管路连接高温热交换器。高温再生器的排烟出口串联设置有排烟热回收器，排烟热回收器与高温交换器串联设置。
所述排烟热回收器分别连接溶液配管T1、溶液配管T2，溶液配管T1上设置有连接高温再生器的溶液旁通配管T3。
所述溶液配管T1上设置有阀门F4，溶液旁通配管T3上设置有阀门F5。
所述排烟热回收器的出口端连接空气预热器，空气预热器上设置有排烟出口，空气预热器一端连接风机，另一端连接高温再生器的驱动热源。
所诉排烟出口与风机之间增设烟气配管T4。
本发明的有益效果是：通过在传统直燃型溴化锂吸收式冷热水机组基础上，采用双段吸收技术，并增设溶液预热器，能够增大溴化锂溶液的浓度差，减少溶液循环量，提升换热效率；采用烟气回收再利用加热稀溶液、预热空气，通过在高温再生器排烟出口设置排烟热回收器和空气预热器，使高温再生器排放的烟气先后进入排烟热回收器和空气预热器，分别与流经高温热交换器进入排烟热回收器的稀溶液换热和利用风机送入空气预热器的空气换热，实现直燃型溴化锂吸收式冷热水机组排烟余热的有效利用，减少烟气余热的浪费，同时提高直燃型溴化锂吸收式冷热水机组燃料燃烧所需要的空气的温度。在制冷工况或采暖工况下高温再生器排放的烟气温度200℃左右，经过排烟热回收器后烟气温度降低到150℃左右，再经过空气预热器后烟气温度可降低到90℃左右，可回收大量烟气余热，在不增加燃料消耗的前提下，使机组制冷或采暖能力以及能力系数提高；在相同制冷或采暖能力的前提下，可降低机组燃料消耗，以达到降低运行成本的目的，提高能源利用率，减少排烟余热对环境的热污染，使机组COP可达到1.5以上；采用烟气再循环技术，使机组燃烧排放的NOx含量低于15ppm，CO含量也被降低到很低，实现节能减排的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为传统直燃型溴化锂吸收式冷热水机组流程图；
图2为本发明直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组结构示意图；
图中：1-高压吸收器，2-高压蒸发器，3-低压吸收器，4-低压蒸发器，5-溶液预热器，6-冷凝器，7-低温再生器，8-高温再生器，9-低温热交换器，10-高温热交换器，11-冷剂凝水热回收装置，12-排烟热回收器，13-空气预热器，14-风机，15-冷剂泵，16-溶液泵Ⅰ，17-溶液泵Ⅱ，18-溶液泵Ⅲ，19-阀门F1，20-阀门F2，21-阀门F3，22-阀门F4，23-阀门F5，24-溶液配管T1，25-溶液配管T2，26-溶液旁通配管T3，27-烟气配管T4，a、排烟出口，b、冷却水入口，c、冷却水出口，d、冷（温）水出口，e、冷（温）水入口，f、驱动热源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明，但本发明不局限于具体实施例：
实施例 1
如图2所示的直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，包括高压吸收器1、高压蒸发器2、低压吸收器3、低压蒸发器4、溶液预热器5、冷凝器6、低温再生器7、高温再生器8、低温热交换器9、高温热交换器10、冷剂凝水热回收装置11、排烟热回收器12、空气预热器13、风机14、冷剂泵15、溶液泵Ⅰ 16和溶液泵Ⅱ 17、溶液泵Ⅲ 18、阀门、控制系统及连接各部件的管路。该冷热水机组通过隔板将下筒分为高压筒和低压筒，高压筒由高压吸收器1和高压蒸发器2组成,低压筒由低压吸收器3和低压蒸发器4组成，低压吸收器3与高压吸收器1之间增设溶液泵Ⅲ 18进行溶液循环。高压吸收器1下方设置有用于溴化锂循环的溶液泵Ⅰ 16，溶液泵Ⅰ 16的出口连接溶液预热器5，溶液预热器5的出口管路分两路，一路连接低温热交换器9，另一路连接冷剂凝水热回收装置11，低温热交换器9的输出管路与冷剂凝水热回收装置11的输出管路连通形成汇流管路，汇流管路连接高温热交换器10，高温再生器8的排烟出口a串联设置有排烟热回收器12，排烟热回收器12与高温交换器10通过溶液配管T1 24串联连接，溶液配管T1 24上设置有阀门F4 22，溶液配管T1 24上设置有连接高温再生器8的溶液旁通配管T3 26，溶液旁通配管T3 26上设置有阀门F5 23，排烟热回收器12与高温再生器8之间通过溶液配管T2 25连接，当排烟热回收器12阻塞时，可通过溶液旁通配管T3 26进行溶液旁通。
其中高压吸收器1、低压吸收器3、溶液预热器5、低温再生器7、高温再生器8、低温热交换器9、高温热交换器10、冷剂凝水热回收装置11、排烟热回收器12组成溴化锂溶液循环，即从高压吸收器1出来的溴化锂稀溶液通过溶液泵Ⅰ 16送往溶液预热器5，溶液预热器5的出口管路分两路，一路连接低温热交换器9，另一路连接冷剂凝水热回收装置11，低温热交换器9的输出管路与冷剂凝水热回收装置11的输出管路连通形成汇流管路，汇流管路连接高温热交换器10，稀溶液经过高温热交换器10加热后进入排烟热回收器12与高温再生器8排出的烟气换热，再进入高温再生器8，在高温再生器8中的稀溶液被加热，浓缩成中间浓度溶液；中间浓度溶液经高温热交换器10，进入低温再生器7，被来自高温再生器8内产生的冷剂蒸汽加热，成为浓溶液；浓溶液经过低温热交换器9，温度降低后进入低压吸收器3，浓溶液在低压吸收器3中吸收来自低压蒸发器4中产生的冷剂蒸汽形成中间浓度溶液，低压吸收器3中的中间浓度溶液通过溶液泵Ⅲ 18送入高压吸收器1，中间浓度溶液在高压吸收器1中吸收来自高压蒸发器2中产生的冷剂蒸汽形成稀溶液。
如图2所示，在制冷工况运行时，关闭阀门F1 19、阀门F2 20、阀门F3 21、阀门F5 23，打开阀门F4 22。高压吸收器1出来的溴化锂稀溶液通过溶液泵Ⅰ 16送往溶液预热器5，溶液预热器5的出口管路分两路，一路连接低温热交换器9，另一路连接冷剂凝水热回收装置11，低温热交换器9的输出管路与冷剂凝水热回收装置11的输出管路连通形成汇流管路，汇流管路连接高温热交换器10，稀溶液经过高温热交换器10加热后进入排烟热回收器12与高温再生器8排出的烟气换热，再进入高温再生器8，在高温再生器8中的稀溶液被加热，浓缩成中间浓度溶液；中间浓度溶液经高温热交换器10，进入低温再生器7，被来自高温再生器8内产生的冷剂蒸汽加热，成为浓溶液；浓溶液经过低温热交换器9，温度降低后进入低压吸收器3，浓溶液在低压吸收器3中吸收来自低压蒸发器4中产生的冷剂蒸汽形成中间浓度溶液，低压吸收器3中的中间浓度溶液通过溶液泵Ⅲ 18送入高压吸收器1，中间浓度溶液在高压吸收器1中吸收来自高压蒸发器2中产生的冷剂蒸汽形成稀溶液。
如图2所示，在采暖工况运行时，关闭阀门F5 23，打开阀门F1 19、阀门F2 20、阀门F3 21、阀门F4 22。稀溶液被高温再生器8加热浓缩，产生冷剂蒸汽，该冷剂蒸汽被直接送往高压吸收器1和高压蒸发器2，在高压蒸发器2中进行热交换，制取温水。被浓缩的中间浓度溶液进入高压吸收器1，与冷济水混合变稀，成为稀溶液，然后通过溶液预热器5、冷剂凝水热回收装置11、低温热交换器9、高温热交换器10，然后进入排烟热回收器12与高温再生器8排出的烟气换热，最后回到高温再生器8。
如图2所示，所述排烟热回收器12的出口端还连接有空气预热器13，空气预热器13上设置有排烟出口a，空气预热器13一端连接风机14，另一端连接高温再生器8的驱动热源f。高温再生器8排放的烟气与排烟热回收器12中的溴化锂稀溶液换热后进入空气预热器13与风机14送入的空气进行再次换热，然后经空气预热器13的排烟出口a排出。
如图2所示，所述排烟出口a与风机14之间增设烟气配管T4 27,采用烟气再循环技术，使机组燃烧排放的NOx含量低于15ppm，CO含量也被降低到很低。

Claims (5)

1.直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，其特征在于：采用双段吸收技术，通过隔板将下筒分为高压筒和低压筒，高压筒由高压吸收器(1)和高压蒸发器(2)组成,低压筒由低压吸收器(3)和低压蒸发器(4)组成，低压吸收器(3)与高压吸收器(1)之间增设溶液泵Ⅲ(18)进行溶液循环；高压吸收器(1)下方设置有用于溴化锂循环的溶液泵Ⅰ(16)，溶液泵Ⅰ(16)的出口连接溶液预热器(5)，溶液预热器(5)的出口管路分两路，一路连接低温热交换器(9)，另一路连接冷剂凝水热回收装置(11)，两路输出管路连通形成汇流管路，汇流管路连接高温热交换器(10)；高温再生器(8)的排烟出口（a）串联设置排烟热回收器（12），排烟热回收器(12)与高温交换器(10)串联设置。
2.根据权利要求1所述的直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，其特征在于：所述排烟热回收器(12)分别连接溶液配管T1(24)、溶液配管T2(25)，溶液配管T1(24)上设置有连接高温再生器(8)的溶液旁通配管T3(26)。
3.根据权利要求2所述的直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，其特征在于：所述溶液配管T1(24)上设置有阀门F4(22)，溶液旁通配管T3(26)上设置有阀门F5(23)。
4.根据权利要求1或2所述的直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，其特征在于：所述排烟热回收器(12)的出口端连接空气预热器(13)，空气预热器(13)上设置有排烟出口(a)，空气预热器(13)一端连接风机(14)，另一端连接高温再生器(8)的驱动热源(f)。
5.根据权利要求4所述的直燃高效环保型溴化锂吸收式冷热水机组，其特征在于：所述排烟出口(a)与风机(14)之间增设烟气配管T4(27),采用烟气再循环技术。
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