吸收式热泵及其在余热利用中的应用(课堂PPT).ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,报告人：,2014,年,4,月,2,日,吸收式热泵及其在余热利用中的应用,1,1,概述,contents,2,分类及原理,3,溴化锂吸收式热泵与应用,4,总结、发展趋势,热,吸,式,收,泵,2,1,概述,吸收式热泵是利用,工质的吸收循环,实现热泵功能的一类装置,它采用热能直接驱动,而不是依靠电能、机械能等其它能源。是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。是回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。,3,概述,水,溴化锂,氨,水,水为制冷剂，溴化锂为吸收剂,氨为制冷剂，水为吸收剂,吸收式热泵是利用由两种,沸点不同,的物质组成的溶液的,气液平衡特性来工作的。,4,2.,分类,第二类吸收式热泵,升温型热泵,吸收式热泵,增热型热泵,第一类吸收式热泵,AHP,AHT,单效热泵,双效热泵,制冷,/,制热,制冷,/,制热,制热,5,2.1,第一类吸收式热泵,(1),是利用少量的高温热源（如蒸汽、高温热水、可燃性气体燃烧热等）为驱动热源，产生大量的中温有用热能。即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率。第一类吸收式热泵的性能系数大于,1,，一般为,1.6,2.3,。,增热型,6,2.1,第一类吸收式热泵,(2),驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,废热源,类热泵,可用回热,T,g,T,0,Q,g,T,0,T,h,第,类热泵,T,g,T,h,T,0,能量转换示意图,热收支图,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,高温热水,（,180%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,高温热水,（,180%,）,高温热水,（,180%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,高温热水,（,180%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,高温热水,（,180%,）,驱动热源,（,100%,）,低温余热,（,80%,）,7,2.1,第一类吸收式热泵,(3),工作原理示意图,8,2.2,第二类吸收式热泵,(1),是利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能。即利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温位，从而提高了热源的利用品位。,第二类吸收式热泵性能系数总是小于,1,，一般为,0.4,0.5,。,升温型,9,2.2,第二类吸收式热泵,(2),中温废热,（,100%,）,高温热水或蒸汽,（,45%,）,冷却水,（,55%,）,废热源,类热泵,可利用热,环境,第,类热泵,T,h,T,g,T,0,能量转化示意图,热收支图,高温热水或蒸汽,（,45%,）,冷却水,（,55%,）,中温废热,（,100%,）,高温热水或蒸汽,（,45%,）,冷却水,（,55%,）,中温废热,（,100%,）,高温热水或蒸汽,（,45%,）,中温废热,（,100%,）,冷却水,（,55%,）,高温热水或蒸汽,（,45%,）,中温废热,（,100%,）,T,0,Q,0,T,g,T,g,T,0,T,h,10,2.3,第二类吸收式热泵,(3),工作原理示意图,系统循环：,1-2-3,：冷媒循环,4-5,：稀溶液循环,6-7,：浓溶液循环,溶剂泵,11,2.4 AHP,和AH,T,的比较,AHT,1,个驱动热源,热水回路只经过吸收器,提供,150,以下热水或蒸汽,可用于工业领域，满足某些工艺用热的需要,AHP,驱动热源两个,热水回路是吸收器和冷凝器串联,主要提供,100,以下的热水,用于采暖、生活、给水预热等场合,PK,12,3.,溴化锂吸收式热泵,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，就是以溴化锂溶液为工质的吸收式热泵。其中，水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。,13,3.1 Li-Br,溶液工质对优秀的物理化学性质,溴化锂和水的沸点差很大使得其分离难度小、纯度高,作为制冷剂的水廉价、易得、气化潜热大、无毒、无味、安全性能好,溶液比热小，有利于提高循环效率,饱和气压低，溶液吸水性强，能够吸收低温水蒸气，且传质过程推动力强,14,第一类溴化锂吸收式热泵机组需要,用高品位热能,作为补偿能源。至于低温热源，一般来说，,温度,15,的热水即可。,第一类溴化锂吸收式热泵机组的供热热水温度与余热热水出口温度及供热热水进口温度有关，余热热水出口温度越高，热泵机组能够提供的供热热水温度越高。,按补偿热源分类，一类热泵机组有,蒸汽型、直燃型、烟气型等。,3.2,第一类溴化锂吸收式热泵机组,(1),15,3.2,第一类溴化锂吸收式热泵应用说明,(2),中压蒸汽,高温热水,燃油,/,燃气,高温烟气,.,工艺废热水,工艺冷却循环水,原油分离水,.,冶金,/,制药,/,化工工艺需要的伴热,区域供暖,卫生热水,输出中温热源,1.84,高温驱动热源,1.0,低温废热源,0.84,16,机型,单机供热（冷）量,(kw),热源种类,热源条件,提供,热水,应用领域,蒸汽型,1160,30000,低温热源热水、蒸汽,低温热源热水温度,15,，,蒸汽压力,0.2MPa,60,100,有低温热水、蒸汽和供热需求的场所,直燃型,1160,9300,低温热源热水、燃气（油）,低温热源热水,温度,15,60,100,有低温热水、燃料和供热需求的场所,烟气型,1160,9300,低温热源热水、高温烟气,低温热源热水温度,15,，烟气温度,250,，烟气中的含硫量及含尘量较低,60,100,有低温热水、高温烟气和供热需求的场所,第一类溴化锂吸收式热泵机组选型一览表,17,蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组,驱动热源为,0.2,0.8Mpa,的蒸汽；低温热源的热水出口温度须高于,15,；供热热水的出口温度比低温热源的热水出口温度高,40,60,，最高可达,100,；,COP=1.75,1.85,。,18,蒸汽型第一类单效型溴化锂吸收式热泵机组,(1),采用,0.2,0.8MPa,的蒸汽作为驱动热源吸收低温余热源（如工厂冷却水、生产工艺低温热水、原油分离水、地下温泉水等）的热量，提供中温采暖或工艺用热水的供热设备。广泛应用于钢铁、有色金属、煤炭、电力、石油化工,双良一体机吸收式热泵,余热温度出口高于,15,（一般在,20,50,），上限没有要求。获得热源温度比废热出口温度高,40,60,，热水温度可达到,100,以上。,功,能,19,蒸汽型第一类单效型溴化锂吸收式热泵,机组,应用案例之一,胜利油田,换热站采用,6,台单机供热量,7.7MW,的蒸汽型一类热泵供热，替代原来的原油加热炉，年节省原油,5600,吨，每年节能效益上千万元人民币。,联合站,蒸发器,吸收器,冷凝器,发生器,供,热,场,所,回灌地下,锅,炉,一类热泵,蒸汽,0.5,MPa,凝水,采暖水,65,85,废热水,45,35,20,蒸汽型第一类单效型溴化锂吸收式热泵机组应用案例之二,阳煤集团热电厂,采用,8,台单机供热量,30MW,的蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组进行采暖供热，补偿热源为,0.5Mpa,蒸汽，低温热源为温度,40,的凝汽器冷却水，提供,90,的采暖热水，可回收利用,96MW,冷凝热，回收的余热量可满足,192,万,m,2,的建筑供热。同时还可减少电厂冷却塔水。,21,阳煤集团热电厂溴化锂吸收式热泵机组应用工艺流程图,22,直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组,(2),驱动热源为燃料燃烧热；低温热源的热水出口温度须高于,5,；供热热水的出口温度比低温热源的热水出口温度高,40,60,，最高可达到,100,；,COP=1.65,1.75,，与热效率,92,的锅炉相比，节能,40,43,。,23,典型的用户案例：,天津中海油项目,(,大洋三连,),供热能力：,5950kw,我国自主开发的第一台直燃型溴化锂吸收式热泵,24,烟气型第一类溴化锂吸收式热泵机组,(3),驱动热源为温度,250,的高温烟气；低温热源的热,水出口温度须高于,5,；供热热水的出口温度比低温热源的热,水出口温度高,40,60,，最高可达到,100,；,COP,：单效热泵,1.75,1.85,，双效热泵,2.3,2.45,。,25,烟气型第一类溴化锂吸收式热泵机组应用案例之一,北京南站,CCHP,系统，,2,台烟气余热型冷水（热泵）机组，供热运行时，按双效热泵工作循环流程运行，余热烟气排放温度可降低到,30,，从而有效提高系统的能源综合利用率。,26,3.3,第二类溴化锂吸收式热泵机组,(1),第二类溴化锂吸收式热泵机组运行时不需消耗高品质热能，能耗费用极低，应用该类机组具有良好的经济效益。,二类热泵机组的驱动热源可是废热热水，也可是废热蒸汽，与之对应的第二类溴化锂吸收式热泵机组有,热水型,和,蒸汽型,之分。,27,3.3,第二类溴化锂吸收式热泵应用说明,(2),中温废热源,1.0,获得高温热源,0.48,低温冷却水,0.52,工艺过程中需要冷却的气体,生产过程乏汽,原油分离水,.,工艺加热（伴热）,低压蒸汽,高温热水,采暖,卫生热水,.,冷却水,地下水,地表水,.,28,第二类溴化锂吸收式热泵机组选型一览表,机型,单机供热量,(kw),热源种类,热源条件,供热种类,应用领域,热水型,580,5800,中温废热源热水,废热源热水温度,50,热水或蒸汽,有中温废热源热水和供热需求、且供热热水温度高于废热源热水温度的场所,蒸汽型,580,5800,中温废热蒸汽,废热蒸汽温度,50,热水或蒸汽,有中温废热蒸汽和供热需求、且供热热水或蒸汽温度高于废热蒸汽温度的场所,29,第二类溴化锂吸收式热泵机组应用案例之一,第二类热泵,橡胶工艺用,冷却塔,36,30,105,95,热源水,冷却水,汽提气进,96.5,汽提液出,70,汽提气出,70,大庆石化橡胶总厂应用一台供热量,3.5MW,的二类热泵，废热源为橡胶生产工艺中的化工多组分汽体，输出热水用于工艺加热，每年节省蒸汽,5,万吨以上，冷却水用量仅为原系统用量的,50,。节能效益超过,600,万人民币,/,年。,30,效果：节约能源、减少污染、提高企业经济效益。,冷却水进,冷却水出,凝汽器,冷却塔,抽气,汽轮机排气,凝结水,凝水加热器,锅炉补水,蒸汽锅炉,高压蒸汽,用户采暖,吸收式热泵,驱动热源,供热水去,供热水回,低温热源水进,低温热源水出,汽轮发电机,吸收式热泵在热电行业的应用,31,垃圾焚烧炉,凝水箱,热用户,溴化锂热泵,烟气反应塔,布袋滤尘器,洗烟塔,引风机,换热器,热电厂,利用热电联供系统（电厂乏汽热回收）供热,烟气,经济器循环,蒸汽,低温热源,供热用热,凝水,32,主要优点,(1),吸收式热泵具有两个重要特点：一是可以利用低品位 余热，节约能耗；二是以热能为动力，与压缩式机组相比，可以节约电耗。,(2),整个机组除功率较小的屏蔽泵外，无其他运动部件，运转安静。,(3),以溴化锂水溶液为工质，无臭、无毒，满足环保的要求。,(4),机组在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠,(5),负荷调节范围广，对外界条件变化的适应性强。,(6),操作简单，维护保养方便，易于实现自动化运行。,(7),对安装基础的要求低，可在露天甚至楼顶安装，尤其适用于舰艇、医院、宾馆等场合。,(8),机组可以一机多用，可供夏季空调、冬季采暖，兼顾提供生活热水之用，使用方便。,33,主要缺点,(1),气密性要求高,.,实践表明,即使漏入微量的空气也会影响机组的性能,这就对制造有严格的要求,.,(2),因用水作制冷剂,故一般只能制取,5,以上的冷媒水,多用于空气调节及一些生产工艺用冷冻水,.,(3),热效率较低,初投资较高,.,34,4.,吸收式热泵的发展趋势,1.,第,吸收式热泵正从单效向双效发展；第,吸收式热泵正在开发二级机组。,2.,吸收式循环工质正在目前,LiBrH,2,O,溶液、,NH,3,H,2,O,溶液、,NaOH-H,2,O,溶液的基础上，正在开发新的工质对。如,LiBr+ZnBr,2,H,2,O,，,LiCl,H,2,O,，,LiNO,3,+KNO,3,+NaNO,3,H,2,O,，,LiBr+ZnBr,2,CH,3,OH,。,3.,氢氧化物,NaOH:KOH:CsOH(40:36:24),，亦正在被研究。它的,COP,比,LiBr-H,2,O,的高。,35,36,参考文献,【,1,】,撒卫华,.,溴化锂第一类吸收式热泵的研究及应用,J.,洁净与空调技术,2010(2):21-24.,【,2,】,范江,白海尚,李彪,.,热网供热调节方式对吸收式热泵性能的影响,J.,暖通空调,2014(1),：,140-143.,【,3,】,姜秀华,.,单双效结合运行的溴化锂第一类吸收式热泵,J.,节能,2009(12):21-24.,【,4,】,方书起,骆萍梅,.,第二类吸收式热泵的研究及应用,J.,应用能源技术,2008(10):36-39.,【,5,】,朱宏清,蔡小荣,毛洪财,.,溴化锂吸收式热泵在余热领域的应用,J.,第十三届全国热泵与系统节能技术大会论文集,2008,：,239-242.,【,6,】,周振起,马玉杰,王静静,等,.,吸收式热泵回收电厂余热预热凝结水的可行性研究,J.,流体机械,2010,38(012):73-76.,【,7,】,孙作亮,付林,张世钢,等,.,吸收式热泵回收烟气冷凝热的实验研究,J.,太阳能学报,2008,29(1):13-17.,【,8,】,王力彪,李染生,王斌,等,.,基于吸收式热泵的循环水余热利用技术在大型抽凝机组热电联产中的应用,J.,汽轮机技术,2012(6):470-472.,【,9,】,王以清,.,溴化锂吸收式热泵的研究及应用,J.,能源技术,2000,21(3),：,177-179.,37,参考文献,【,10,】,赵虎,阎维平,郭江龙,等,.,利用吸收式热泵回收电厂循环水余热的方,案研究,J.,电力科学与工程,2012,28(8):64-69.,【,11,】,吕向阳,吴华新,.,吸收式热泵技术在热电联产供热系统中的应用,J,节能,2010(6):69-71.,【,12,】,邓寿禄,王强,.,热泵系统应用于油田废水余热回收的探讨,J.,现代测,量与实验室管理,2003,11(1):21-22.,【,13,】,常浩,周崇波,.,溴化锂吸收式热泵回收火电厂循环水余热供热研究,J.,现代电力,2012,29(3):70-73.,【,14,】,刘明军,葛茂清,卢尚有,等,.,吸收式热泵在热电厂乏汽余热回收领域,的应用,J.,流体机械,2013,41(2):83-87.,【,15,】,金树梅,.,吸收式热泵供热系统的应用及经济性分析,J.,煤气与热力,2010(1):4-6.,【,16,】,张长江,.,溴化锂吸收式热泵机组在余热供热领域中的应用,J.,工厂动,力,2011(1):15-18.,38,【,17,】,柳立慧,.,吸收式热泵余热回收技术原理及在热电厂中的应用,J.,新疆,电力技术,2012(2):64-65.,【,18,】,赵宗昌,阎雪峰,.,第二类,LiBrjH2O,吸收式热泵热力循环分析,J.,节,能技术,2002,20(6):5-9.,【,19,】,李荣生,.,浅析吸收式热泵技术,J.,应用能源技术,2007(9):40-42.,【2,0,】,付林,李岩,张世钢,等,.,吸收式换热的概念与应用,J.,建筑科学,2010,26(10):136-140.,【,21,】,赵晓巍,王树昆,.,第二类吸收式热泵及其在冶金企业中的应用前景,J.,山东冶金,2005,26(6):37-39.,【,22,】,邱中举,.,溴化锂吸收式热泵系统的研究,D.,浙江大学,2011.,【,23,】,刘辉,于慧雪,池坤,.,第二类吸收式热泵回收炼厂低温余热实例,J.,石,化技术与应用,2010(002).,参考文献,39,