溴化锂吸收式冷水机组四篇

溴化锂吸收式冷水机组 篇1

随着经济发展及人们对生活环境要求的日益提高,大型公共建筑及部分高端住宅越来越多地采用了中央空调系统。由于在节能减排大政策下限制使用燃煤锅炉,促使溴化锂吸收式机组成为中央空调冷源设计的普遍选择。笔者阅读大量的文献资料并结合工程实例,对采用溴化锂吸收式机组的空调设计流程进行解析,提出自己的观点,供大家参考。

1 工程空调负荷及空调冷热源方案

某建筑为综合楼,1层～3层为商场,4层～6层为写字楼,7层至20层为住宅,附近有一全年用蒸汽锅炉房(0.4 Mpa饱和蒸汽),制冷站设置于与锅炉房相邻的一单独机房内,其空调负荷的具体数据见表1。

该建筑的冷负荷为1 875.2 kW,选用型号为SXZ4-93DFM,制冷量为930 kW/h蒸汽溴化锂吸收式制冷机组。

2 空调冷热源管路系统设计及主要设备选择

2.1 空调冷热源系统的设计

系统建设的地下机房,将机组放在地下室,冷却塔放在楼顶。冷却水泵、冷冻水泵、热水泵都是一用一备。

2.2冷冻水系统设计

2.2.1 冷冻水泵的选择

冷冻水泵台数的选择原则为与设备一一对应,并设备用泵[1]。2台机组则选取两用一备。机组冷冻水供回水温差为5℃,总流量为321.46 m3/h。2台水泵采用并联方式,总流量为单台流量的190%,实际单台泵的流量为321.46÷1.9=169.20 m3/h。经计算水泵扬程,机组压力损失为0.07 MPa(7.00 m)、除污器压力损失2.00 m、各个附件的局部阻力6.00 m、沿程阻力为比摩阻400 Pa/m×149 m(管)=59.6 KPa(5.96 m)。因此总阻力为22.96 m。水泵扬程附加10%,所选泵的扬程为22.96×1.1=25.25m。选取凯泉立式单级泵,型号为KQL150/285-18.5/4。此管水力计算结果见表2。

2.2.2 除污器的选择

冷冻水回水管径为DN250,冷冻水回水管压力为0.7 MPa,则选择除污器的承压为1.0 MPa,型号为DYW-P250-1.0。

2.3 冷却水系统设计

2.3.1 冷却塔的确定

所选用机组的冷却水量为单台2 m/h;湿球温度为23.4℃;机组所需温差为6℃,结合双良圆形逆流型冷却塔中,中温型的温差为8℃,标准型的温差为5℃因此,实际选用标准型逆流冷却塔的基本参数:温差为t1-t2=37-32=5℃,冷幅高为32.0-23.4=8.6℃,循环水量为256 m3/h。冷却塔放在楼顶。基于该建筑最上层为住宅区,对噪声干扰有一定的要求,则选择的冷却塔为超低噪声标准型BCNPDG-180(Ⅲ)。

2.3.2 冷却水泵的确定

根据冷却塔的水量180 m3/h,考虑选择的是两用一备,2台泵采用并联连接方式,其并联的总流量是单台泵的190%,故选泵的流量为360÷1.9=189.47 m3/h。

机组压力损失0.07 MPa(7.00 m)、除污器压力损失2.00 m、冷却塔2.00 m、冷却塔进口压力52 KPa(5.20 m)、各个附件的局部阻力6.00 m、沿程阻力为比摩阻400 Pa/m X管道长度148.4 m=59.6 KPa(5.96 m)。因此,总阻力为24.16 m。附加10%,则选择泵的扬程为24.16×1.1=26.60 m。实际选取型号为KQL150/300-22/4的凯泉立式单级泵。冷却水水泵管水力计算结果见表3。

2.3.3 冷却水系统除污器的选择

冷却水回水管径为DN300,冷却水回水管压力为0.7MPa,则除污器的承压应为1.0 MPa,故选择型号为DYW-P300-1.0的除污器。

2.4 空调热水系统设计

该建筑选用的蒸汽溴化锂机组不产生热水,所以不能用机组来提供空调热水。

附近常年有蒸汽,则冬季选用蒸汽提供空调热水,设计人员在设计时需注意蒸汽换热器、热水循环泵及凝结水泵的选型应满足国家相关规范[2,3]的要求,同时,应进行蒸汽及热水管道的水力计算。

3 空调水系统的补水定压及泄水排气

3.1 空调补水定压系统的设计

空调系统可直接采用补水泵补水定压,可以只安装补水箱不必设计膨胀水箱,实现水系统的补水和定压。

3.2 补水定压泵的选择

补水泵采用一用一备。补水量确定,依据空调补水量应考虑到正常补水和事故补水,事故补水直接接至自来水。正常补水量是循环水量的1%～2%。空调冷水的循环水量是320 m3/h,补水量取2%,即320×2%=6.4m3/h。

扬程的确定,依据补水定压泵的扬程应保证补水压力比系统补水点压力高30 kPa～50 kPa。建筑高度74.5 m,则补水泵扬程应为79.5 m。所选水泵为KQL40/250-7.5/2。

3.3 软化水设备的选型

软水器选型依据补水量6.4 m3/h,选择科净源SYS系列全自动离子交换软化水设备,其型号为SYS-8RQ。

3.4 空调泄水放气的设计

水系统或设备在检修时,有时需要把水放掉。因此,在水系统最低点应设置排水管和排水阀门。排水管管径的大小由被排水的管段直径、长度以及坡度决定,应使该管段内的水能在1 h内排空。在系统充水时需排放系统中的空气。因此,在水系统的最高点应设置集气罐。

4 空调冷热源系统运行调节及控制

将定流量控制系统改为变流量控制系统。从传统的空调主机供水定流量控制的方法,改变成满足空调主机运用工况的变流量控制,这样就可实现冷热水系统跟踪末端负荷的变化,末端需要多少冷热量就供给多少冷热量,实现最佳的节能。同时,冷却水系统和冷却塔风机系统也实现变流量运行,节约大量的电能。实时控制冷却水系统,优化空调主机的运行工况。冷却水系统按照设置的进水温度和出水温度,采用变流量运行方式。使冷却水系统实时跟踪空调主机发热量的变化,按照需要散发热量,提高空调主机的热交换效率,控制空调主机的COP值使其处于较佳状态。按不同时段设置不同运行参数,实现系统最佳的节能。

5 结语

虽然溴化锂吸收式机组在整个空调系统中是最主要的设备,但要使整个空调系统运转良好,还需要设计人员进行大量的计算,对配套设备精确选型。空调系统的运行调节及控制方面往往也是关系到空调项目是否最优化的关键。

参考文献

[1]陆亚俊.暖通空调[M].北京:中国建筑工业出版社,2002:290-331.

[2]中华人民共和国建设部.GB 50189—2005公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.

溴化锂吸收式冷水机组 篇2

1 结冰

在机器运转过程中,突然发生停电事故,冷媒水在断电时停止流动。停电后,溴冷机吸收器内的中和溶液仍在不断地吸收水分,而蒸发器内喷淋在冷媒水管壁上的冷剂水由于低压作用依然不断散发带走热量,使冷媒水的温度不断降低,停止流动的冷媒水在不断被制冷的过程中结冰。结冰严重时可冻裂蒸发器铜管,损坏机器。

操作人员在遇到突然停电事故时,不要慌张,应沉着冷静。首先关闭蒸汽供气阀门,停止供气(防止发生器溶液结晶);其次关闭蒸发器冷媒水进水阀门,打开蒸发器排空阀,使蒸发器内冷媒水流动起来,可降低冷媒水结冰的可能性。如放空阀流量较小,可稍微开启抽真空阀,泄漏少量空气,使制冷机停止制冷。来电时再抽真空达到机器真空度要求。

2 结晶

2.1 发生器结晶

发生器内溶液结晶可能的原因有:1)蒸汽压力太高,或冷却水温太低,或浓溶液温度太高。以上原因都易使溶液中的水过量蒸发,溶液浓度太高而使溶液结晶。2)送往发生器的溶液循环量太少。同样,送来溶液量太少而水分不断析出,溶液浓度不断升高导致结晶。3)机器运转中突然停电而未及时关闭蒸汽阀门,也易使溶液结晶。

解决方法:1)适当降低蒸汽压力和减少冷却水量。2)适当加大溶液循环量,可通过调节发生器出口阀的开启度来调节送往发生器的稀溶液量。

2.2 吸收器结晶

吸收器溶液结晶可能的原因有:1)吸收器溶液浓度太高。2)机器内有空气漏入。3)真空泵抽气不良。如果不凝性气体(空气)存在于吸收器中就会使传热状况恶化,同时,被吸收的冷剂水蒸气的分压力,将由于不凝性气体的存在而减少,影响质热交换,水蒸气吸收量明显减少,进而影响整个机组的制冷过程。

解决方法:1)将冷剂水旁通入吸收器,进行溶液稀释。2)运转真空泵进行抽气,并排除泄漏处。3)检修真空泵。

2.3 停车后的溶液结晶

停车后的溶液结晶,可能是停车时稀释时间太短,应延长稀释时间,使溶液充分稀释。

3 真空度下降

机器真空度下降可能的原因有:1)机器泄漏;2)真空泵故障,抽气不良。机器泄漏是溴冷机的主要故障,也较难排除,存在泄漏的溴冷机是无法正常制冷的。一旦机组制冷量下降,首先怀疑的就是机器泄漏。

1997年,邯钢宾馆中央空调系统安装期间,溴冷机刚安装就位,技术人员就发现机器真空度严重下降,内部压力已接近大气压值。上海开利空调有限公司售后人员赶到后,用氮气做正压检验,发现机体上有一焊缝在机器安装搬运过程中振裂,打磨后用氩弧焊补焊,然后抽真空解决。

机器泄漏的原因有多种,主要有机体本身带砂眼,机器使用几年后隔膜阀阀片、阀门膜片老化,机体下部在潮湿环境中腐蚀等。需要维护人员仔细检查确认,才能以最快的方式解决。

4 冷却水系统结垢

由于冷却水系统的热量要冷却塔散热,散热过程中需要空气流动来带走热量,空气中的尘埃不可避免地混入冷却水中。在设计时,一般的冷却水装置只过滤一部分冷却水量,这样冷却水中未滤掉的尘埃就会在与蒸发器中冷剂水蒸气的换热过程中以水垢的形式积于换热铜管内壁上。当水垢量大时,就会阻止换热过程,冷却水带不走机器内的热量,影响到整个制冷系统的正常运行。特别是在污染较为严重的北方工业城市,蒸发器内冷却水换热铜管结垢、阻塞是一个较为严重的问题。机器结垢后只能在非制冷期靠人工用小毛刷疏通铜管,加上化学清洗解决。

5 冷剂水污染

冷剂水污染主要是指冷剂水中混入溴化锂溶液。混入溴化锂溶液的冷剂水由于粘度增大而影响它在蒸发器中的蒸发,从而使机器制冷量下降。

冷剂水污染的主要原因有:1)加热蒸汽的压力和温度较高,加上发生器中溶液循环量太大,溶液液位较高,沸腾激烈时,蒸发的水蒸气将溴化锂液滴带入冷凝器中,从而引起冷剂水污染。2)在机器运转时,若启动真空泵,又打开了冷凝器抽真空管道上的阀门,造成了冷凝器压力比发生器压力低得多的情况,则发生器中溴化锂液滴随蒸发的水蒸气一道进入冷凝器,从而引起冷剂水污染。

解决方法:将蒸发器泵出口阀门关闭,打开旁通阀,将冷剂水旁通至吸收器内,当冷剂水全部旁通完毕时,停止蒸发器泵,然后使冷剂水重新在蒸发器液囊中聚集,使冷剂水再生。

6结语

溴冷机故障各种各样,应针对不同故障采取不同的分析方法,以便能及时找到故障原因以清除故障,保证溴冷机的正常运行。

摘要：根据多年实际工作经验,介绍了溴化锂吸收式制冷机常见的故障,分析了溴冷机各种故障产生的机理,并提出了相应的排除方法和注意事项,从而保证溴冷机的正常运行。

关键词：溴化锂吸收式制冷机,真空泵,污染,结晶

参考文献

[1]茅以惠,余国和.吸收式与蒸汽喷射式制冷机[M].北京:机械工业出版社,1985.

[2]戴永庆.溴化锂吸收式制冷技术及应用[M].北京:机械工业出版社,1996.

[3]周延安.中央空调制冷机组废热回收技术在宾馆的应用[J].节能环保技术,2004(12):29-33.

[4]伍小亭.冷凝热回收系统的设备与设计[J].暖通空调,1996,26(6):31-35.

溴化锂吸收式冷水机组 篇3

【关键词】蒸汽型双效溴化锂吸收式机组；经济运行条件；节约能源；预防管理

溴化锂作为一种极为稳定的物质，在大气中不变质、不挥发且极易溶于水，无毒无臭且具有极强的吸湿性，所以利用溴化锂作为制冷、制热工质能够实现经济效益和环境效益的统一。溴化锂吸收式机组按照驱动热源可将其分为蒸汽型溴化锂吸收式机组、直燃型溴化锂吸收式机组及热水型溴化锂吸收式机组三种类型，如果按照驱动热源的具体利用方式可将其分为单效溴化锂吸收式机组、双效溴化锂吸收式机组以及多效溴化锂吸收式机组三种类型，本文主要介绍蒸汽型双效溴化锂吸收式机组。

1.蒸汽型双效溴化锂吸收式机组概述

1.1蒸汽型双效溴化锂吸收式机组的结构构成

蒸汽型双效溴化锂吸收式机组主要由高压发生器泵、高温换热器、吸收器、蒸发器、高压发生器、冷凝器、低压发生器、引射器、冷剂水泵、凝水热交换器、低温热交换器、屏蔽泵、真空泵、控制盘、燃烧器、蒸汽调节阀、自动抽气装置以及溶液泵等组成[1]。其中的蒸发器、低温发生器由管板、传热管、支撑板、喷嘴以及喷淋集管组成；吸收器作为关键传热部件，其组成同蒸发器一样，但是多了一样抽气集管。

1.2蒸汽型双效溴化锂吸收式机组运行优势分析

随着科技的进步和经济的发展，单效溴化锂吸收式机组的运行模式相对单一，蒸汽压力以及循环热力系数相对较低，而且废热的回收效率并不高，后将其广泛应用于工业生产生活过程中不仅会过多消耗能源，而且对于环境也会造成一定的污染。然而，蒸汽型双效溴化锂吸收式机组相较于单效溴化锂吸收式机组而言，其蒸汽压力提高且循环热力系数也明显提高，而且双效机组通过设置高压发生器和低压发生器，使得高压发生器所产生的高温冷剂水能够有效加热低压发生器，如此一来，双效机组充分利用了冷剂水蒸汽的潜热，进而在减少冷凝器热负荷的状态下就能够实现加热低压发生器的目的，进而使得机组运行的经济性得以提升，实现了高效节能的运行效果。除此之外，蒸汽型双效溴化锂吸收式机组还具有以下运行优势：

（1）将水作为制冷剂，在机组运行过程中不会产生废气，所以既有利用节约能源，而且能够达到环保的目的，而且溴化锂作为工质，其不像氯化氢一样会对地球的臭氧层造成侵蚀，也不想二氧化碳一样造成地球温度的升高，所以溴化锂作为一种环保物质并不会对大气层和臭氧层造成影响；

（2）双效机组的能源利用范围以及制冷量的调节范围十分广泛，机组既可以提高热效率，而且还能优化能源结构；

（3）机组对于安装的基础要求低，而且机组在运行过程中产生的杂音较少，运行安静，也防止造成噪声污染；

（4）机组结构简单，易于制造和操作，维护相对简便且维护费用较低，而且双效机组易于实现自动化操作，降低对人力的资源要求；

（5）机组内部近乎真空状态，所以制冷机是在真空的状态下运行的，所以机组运行的安全性能较高，安全事故发生的几率大大降低，保障了机组人员的安全。

2.蒸汽型双效溴化锂吸收式机组经济运行要点分析

在选择蒸汽型双效溴化锂吸收式机组的时候要根据设计负荷、蒸汽温度及压力、流量、安装环境等各项因素综合分析后再确定机组安装的具体型号以及参数设置，同时在选择机组型号的时候还要注意蒸汽压力波动对制冷量的影响程度[2]。在蒸汽型双效溴化锂吸收式机组运行的过程中，为了保持机组运行的高效节能，实现经济运行的目標，相关操作人员应注意的技术要点包括以下几个方面：

（1）一般而言，蒸汽型双效机组的蒸汽压力维持在0.4MPa至0.8MPa之间，冷水的出水温度最好控制在7℃以上，因为如果出水温度过低的话，机组的热效率就会明显下降，机组运行的系统内部就会出现结晶，进而影响机组的运行效率和运行安全，所以通过溶液循环量与蒸汽量调节法或者溶液循环量与加热蒸汽凝结水量调节法使得机组出水温度保持在7℃以上，这样不仅能够减少结晶的可能性，而且是符合机组经济运行的要求的。除此之外，溴化锂溶液的结晶甚至会引起安全事故，所以作为工质的溴化锂应时刻保持液体状态，无论是机组运行还是停机状态下，都必须防止溶液结晶，能够防止溶液结晶的有效措施除了控制出水温度外，还包括通过设置自动融晶管消除结晶、设置温控器控制加热蒸汽量、通过液位控制器稀释浓溶液、设置延时继电器防止溶液温度因停机而降低以及设置冷剂水旁通管等等措施控制好机组温度。

（2）在使用蒸汽型双效溴化锂吸收式机组的时候要尽量选择在较高的蒸汽压力下进行使用，不过当机组的供气压力以及蒸汽温度过高，甚至高于机组所允许的供气压力和蒸汽温度的时候，操作人员应注意进行调整，应尽量在蒸气进入机组之前进行降压的设置，在降压的同时降低温度，而且对于热源蒸汽冷凝水的回收也应该尽量在没有背压的状态下实施。

（3）冷水的出口温度包括两种，一种是7℃，另一种是10℃，之所以将温度划分为两种是出于对工艺生产的需要，所以在满足工艺生效需要的情况下，一般应该尽量选用冷水出口温度较高的机组进行安装和运行。同时为了进一步提升机组的热效率，冷水的出口温度要保持恒定，自动调节机组的制冷量。

（4）蒸汽型双效溴化锂吸收式机组之所以能够有效实现节能的目标是因为其在利用废热进行制冷的时候充分考虑了结垢以及腐蚀对机组设备以及机组结构材料的具体影响，并通过采取相应的对策降低结垢和腐蚀的侵害，进而实现机组高效节能运行的目标。

（5）机组运行效果虽然在很大程度上取决于机组内部的结构设计和运行程序，但是机组的安装环境也是影响机组能否经济运行的关键因素之一，所以机组的安装应该尽量将其安装在建筑物的内部，即使选用的是安装于室外的机组，但是制冷设备以及控制设备为了安全起见还是应该置于室内。同时机组设备的连接应该便于操作和维修，各个部件之间应保持适当的距离，而且机组也要与墙壁和屋顶保持一定的距离。

（6）溴化锂溶液对金属具有十分强烈的腐蚀作用，当有空气漏入的时候，其腐蚀的强度更加厉害，由于蒸发器和吸收器的绝对压力过低，所以极易漏入气体，所以为了降低腐蚀性，各项技术设备的表面均应进行防腐处理，而且应在冷凝器和吸收器的上部设置抽气装置，及时将不凝性气体抽出，必要的时候也可添加缓蚀剂。与此同时，在发生器热负荷一定的情况下，注意调节溶液的循环量，通过增加能量增强剂强化传热和传质，而且传热管的表面要進行脱脂处理，改进喷嘴结构，合理调节喷淋密度，进而才能提高蒸汽型双效溴化锂吸收式机组的工作性能[3]。

（7）浓溶液在吸收器喷淋之前，可以增加一支来自稀溶液的引射式支管，进而混合成中间溶液喷淋，这样增加了喷淋的动力，减少由于增加喷淋泵而引起的喷淋故障，同时也能降低喷淋溶液的浓度和温度，有效防止浓溶液在喷嘴处结晶，造成喷嘴堵塞，影响喷淋效率。

（8）机组运行中可以采用铬酸锂作为缓蚀剂，因为铬酸锂易于溶解，不需要进行事先处理，节约人力资源和时间，其缓蚀的时候对于不凝性气体的隔离要求相对不高，而且缓蚀的速度较快，机组能够迅速投入使用，提高机组运行效率，同时铬酸锂对于氢气的抑制作用也很强，机组在运行中不会产生大量的氢气。

3.结束语

综上所述，蒸汽型双效溴化锂吸收式机组的经济性显而易见，但是其毕竟是一个相对复杂的结构系统，其能否有效运行最终与人的作用密不可分，既使其减少对人力资源的要求，但是机组系统的控制还是需要人的参与。因此，机组相关操作人员必须要在使用机组之前仔细阅读机组的使用说明书，熟悉和掌握机组的结构、性能以及调试的方法，操作人员只有经培训合格之后才能上岗操作机组，因为机组及时结构简单、运行便利，但是如果没有事先了解机组构成，那么其便利性与经济性就无从谈起，机组的设计初衷也就难以实现。所以在今后推广蒸汽型双效溴化锂吸收式机组使用的过程中，对于操作人员上岗培训是发挥机组性能的基础和前提，不容忽视。除此之外，随着机组的使用，相关的问题也会逐渐显现，所以蒸汽型双效溴化锂吸收式机组也要跟随时代的进步而不断完善与改进，进而使之能始终为节能环保做出贡献。

参考文献

[1]王向东，李善宇.蒸汽型双效溴化锂吸收式机组经济运行探讨[J].安徽冶金科技职业学院学报，2014，（z1）.

[2]武威，谢国珍.复合废热热源型溴化锂吸收式制冷机组特性分析[J].中国制冷学会，2009年学术年会论文集，2009.

溴化锂吸收式冷水机组 篇4

以溴化锂吸收式技术为基础的各种溴化锂吸收式热泵机组是余热回收利用效率最高效的设备,它是以热能驱动运行,溴化锂溶液为吸收剂,水为制冷剂,从低品位热源吸取热量,制取满足生产工艺用中、高温热水,实现余热回收利用、从低温向高温输送热能的供热目的[1]。

油田原油生产过程中,有大量40～60 ℃的采油污水,可配置溴化锂吸收式热泵机组回收利用满足生产中部分或全部供热需求。华北油田某联合站2009年安装的2台单机供热量2 910 kW的直燃型溴化锂吸收式热泵机组,低温热源为通过对采油污水换热获得的温度为50 ℃的余热热水,补偿热源为原油和伴生气,提供85 ℃的热水。机组投入运行后,代替原来运行的2台4 t/h蒸汽锅炉,可节约燃油40%。

1联合站概况

联合站规模为7 000 kt/a,该站具有原油净化处理,伴生气简易净化,原油储存、加热、外输,污水处理和污水回注等功能。日均接纳油水混合物(含水率为93.9%)12 776 t,平均温度在60～67 ℃之间,暖季(4 月～9 月)在63～67 ℃之间,寒季(10 月～次年3月)在60～63 ℃之间。脱油后污水日均12 000 m3,温度为55～60 ℃,全部回注。脱水后原油温度在50～65 ℃之间,日均800 t,进入储油罐;日平均接外站来的原油2 800 t,来油温度45 ℃,外站来油直接进入储油罐,储油罐温度通过维温保持在50～55 ℃;日平均外输原油3 600 t,平均起点外输温度55～60 ℃,末点温度52～45 ℃;平均产伴生气1 200 Nm3/d,全部用于加热炉燃烧。

1.1联合站热力状况

该联合站寒季需要启动2台4 t/h锅炉给储油罐维温、管道伴热和公用建筑取暖,同时需要启动2台2 320 kW加热炉(并联)给外输原油加热和储罐维温;暖季启动1台2 320 kW加热炉给外输原油加热。其中一台加热炉燃料用站内自产伴生气,两台蒸汽锅炉和另一台加热炉燃料使用原油,日均消耗原油7 t,年消耗1 260 t。

1.2存在问题

(1) 日均12 000 m3的脱油污水,温度为55～60 ℃,直接用来回注,大量余热未被利用,而且在此温度条件下,污水对设备和工艺管道腐蚀严重。

(2) 储油罐维温、管道伴热和冬季取暖用的蒸汽均放空,未对其回收利用。

(3) 设备的自动化水平较低,导致工人劳动强度大,设备调节和控制能力较差,能源浪费严重。

2改造方案

2.1核定热负荷

根据联合站生产状况,对各个单元热负荷进行核算。

(1) 来液的站内处理

由于联合站接受的油水混合液进站温度暖季为65 ℃,寒季为60 ℃,此温度能够满足三级三相分离器的脱水要求,不需要加热设施。

(2) 原油外输用热

外输原油起点温度暖季为55 ℃,寒季为60 ℃,热负荷计算见表1。

(3) 储油罐维温用热

储油罐维温温度暖季和寒季分别为50 ℃和55 ℃,热负荷计算见表2。

(4) 管道伴热用热

仅寒季管道需伴热,计算温度取55 ℃,热负荷为700 kW。

(5) 采暖用热

公用建筑物总采暖面积约7 500 m2,热指标按60 W/m2,热负荷为450 kW。

(6) 总热负荷

暖季总热负荷为1 090 kW,寒季总热负荷为4 000 kW。其中:寒季储油罐维温、站内管道伴热、公用建筑采暖的热负荷为2 780 kW。

2.2方案设计

联合站内污水水量500 m3/h左右,脱油污水温度稳定在60 ℃左右,是吸收式热泵良好的低温热源。针对联合站现有热源情况,本改造采用直燃型溴化锂吸收式热泵机组对余热进行回收利用,具体方案如下:

(1) 利用锅炉房的空余位置,安装2台2 920 kW直燃型溴化锂吸收式热泵机组(燃油型)及其配套的机泵、污水换热设施,代替原有用于寒季储油罐维温、站内管道伴热、公用建筑采暖的2台4 t/h蒸汽锅炉。热泵机组热水和余热水流量调节范围为50%～120%,燃烧器燃油量调节范围为30%～105%。

(2) 将原为管道伴热、储罐维温和采暖的蒸汽系统改造为热水供热系统并安装辅助配套设施。

(3) 加热炉配备油气两用燃烧器,暖季使用自产伴生气,寒季使用自产伴生气和原油混烧。

(4) 暖季储油罐维温依靠直燃型溴化锂吸收式热泵机组系统中污水换热器交换的热水,换热水温为55～57 ℃,满足工艺要求。

3改造效果

3.1优点

直燃型溴化锂吸收式热泵机组的驱动热源为直接燃烧燃料提供的热量,低温热源水温要求高于5 ℃[2]。该联合站油水混合物脱油后低温污水经换热器换热后水温保持在55～57 ℃,是良好的低温热源。热泵热水的出口温度最高可达100 ℃,符合生产要求。

溴化锂吸收式热泵机组的输出热量等于从低温热源回收的热量和驱动运行用补偿热量之和,输出热量始终大于所消耗的高品位热源热量,故又称为增能型热泵。补偿热量、从低温热源回收的热量及输出热量之间的比例为1 ∶0.65 ∶1.65～1 ∶0.85 ∶1.85,即热泵机组的性能系数(COP)为1.65～1.85,与热效率90%的锅炉或加热炉相比,节能40%～43%。

项目实施后,既利用了污水的余热,又降低了污水温度,减轻了污水回注过程对设备和工艺管道的腐蚀,延长了设备和工艺管道的使用寿命。

项目改造后自动化程度和控制水平高,降低了工人的劳动强度,提高了安全生产系数。

高温污水余热得到有效利用,减少了原油等一次能源的利用,从而相应地降低了CO2、NOx、SO2及粉尘等污染物的发生量,既节约了能源,又保护了环境。

3.2节能量

(1) 机组2009年8月投运,经统计2009年10月至2010年3月燃油日均消耗4.016 t,较改造前(寒季日均燃油消耗6.818 t)燃油消耗降低2.802 t,年节约燃油2.802×180=504.36 t,折合标准煤720.53 tce。

(2) 因将蒸汽伴热、维温、采暖系统改造为热水系统,2009年10月至2010年3月统计节水1.25×104m3,折合标准煤3.22 tce。

(3) 通过污水换热为暖季储油罐维温提供热量,节约热量200 kW×24×180=864 MJ,按锅炉热效率85%计算,节约燃油消耗24.31 t,折合标准煤34.73 tce。

(4) 改造后,年节能量为758.48 tce,节能效果显著。

4结语

油田生产过程中有大量的低品位热源,直燃型溴化锂吸收式热泵机组,可对这些低温热源进行有效回收利用,具有节能、经济、环保的优势。

参考文献

[1]戴永庆,郑玉清.溴化锂吸收式制冷机[M].北京:国防工业出版社,1980.