摘　要：介绍溴化锂吸收式热泵的工艺流程。结合工程实例，对电驱动压缩式热泵、溴化锂吸收式热泵在汽—水热力站中用于回收凝结水余热的技术经济性进行了比较。

关键词：汽—水热力站　电驱动压缩式热泵　溴化锂吸收式热泵　凝结水　余热回收

Technology and Economy of Heat Pump for Recycling Waste Heat from Condensate in Steam-water Substation

Abstract：The technological process of lithium bromide absorption heat pump is introduced．Combining with engineering example，the technology and economy of electric compression heat pump and lithium bromide absorption heat pump used for recycling waste heat from condensate in steam-water substation are compared．

Key words：steam-water substation；electric compression heat pump；lithium bromide absorption heat pump；condensate；recycling waste heat

由于热泵具有较高的制热性能，尤其是实现了对低温热源的利用，近年来逐渐应用于供热行业^[1-5]。本文对电驱动压缩式热泵(以下简称压缩式热泵)、溴化锂吸收式热泵(以下简称吸收式热泵)用于汽—水热力站凝结水余热回收的技术经济性进行比较。

1　吸收式热泵的工艺流程

吸收式热泵的工艺流程见图l^[5]。

供热回水在流经吸收器管簇时吸收了低压冷剂蒸汽携带的热量，从而保证了吸收过程的不断进行，同时供热回水的温度得到提升，并在流经冷凝器管簇时被冷剂蒸汽进一步加热，达到设计要求温度。低温热源进水在蒸发器管簇内流过时，热量被管外的冷剂水闪蒸时带走，温度降低。由此可见，供热介质不但吸收了驱动蒸汽的热量，而且通过热泵利用了低温热源的部分热量，这也是吸收式热泵供热节能的主要原因之一。吸收式热泵使用介质为溴化锂水溶液，属于无污染物质，但系统较为复杂，占空间大。

2　工程概况

青岛某热力公司下属18座汽一水热力站的一级侧蒸汽来自某热电厂的一条支线蒸汽管道，最早的热力站已运行20年，设备陈旧，蒸汽管道热损失较大，且汽—水热力站大多靠近居民区，存在安全隐患，关于噪声扰民的投诉较多。蒸汽凝结水除部分用于管网补水外，绝大部分被排放。

为消除安全隐患和提高热量利用率，拟将这18座汽一水热力站改造为混水连接热力站。由于热电厂与热力公司不属于同一单位，且热电厂主线蒸汽管道上还有其他蒸气用户，因此在该支线蒸汽管道终点处设汽一水热力首站，原有l8座汽一水热力站改造成混水连接热力站，并实现全自动无人值守。

汽—水热力首站设计供热能力为l80×10⁴m²，设计供热量为l08MW，蒸汽侧压力为0.8MPa、温度为280℃，设计耗汽量为141t／h，汽—水换热器凝结水排放温度为70℃，一级热水管网设计供、回水温度为ll0、50℃，设计质量流量为1548 t／h。

采用混水连接后，一二级热水管网的漏失水量均可在汽一水热力首站利用凝结水补充，剩余凝结水余热由热泵回收，用于提升一级管网回水温度。考虑场地限制及热泵造价，热泵机组按回收60t／h凝结水余热量(余热回收前后凝结水温度分别为70、30℃)选型。笔者分别选取压缩式热泵、吸收式热泵，比较配置两种热泵汽一水热力首站换热机组的技术经济性。

3　配置两种热泵的换热机组

①配置压缩式热泵的换热机组

配置压缩式热泵的换热机组流程见图2。

由余热回收前后凝结水温度及被利用凝结水的质量流量，可计算得回收凝结水余热的热流量为2.79MW。压缩式热泵的制热性能系数取4.8，则可按下式计算压缩式热泵对一级管网回水的加热功率(即制热功率)Fc^[6]78：

式中Fc——压缩式热泵对一级管网回水的加热功率，MW

Fc,ev——蒸发器吸收的热流量，MW，即回收凝结水余热的热流量

I——压缩式热泵制热性能系数

由式(1)可计算得到，压缩式热泵对一级管网回水的加热功率为3.52MW。由一级管网回水被加热前后温度(50、90℃)，可计算得到被加热一级管网回水的质量流量为75.68t／h。根据被余热回收凝结水质量流量、被加热一级管网回水质量流量，选取凝结水泵、循环水加压泵，电功率分别为3.34、4.O0kW。由I及Fc，可计算得到热泵压缩机功耗为733.3kW，则压缩式热泵机组的总功耗为740.64kW。

青岛地区供暖期按l20d计算，压缩式热泵机组年加热量为36.5TJ／a，年耗电量为2133.04MW·h／a。考虑天气变化的影响，将以上两个数据均乘以0.7的折减系数。最终计算结果为：25.55TJ／a、1493.13MW·h／a。

②配置吸收式热泵的换热机组

配置吸收式热泵的换热机组流程见图3。

与压缩式热泵相同，吸收式热泵回收凝结水余热的热流量为2.79MW。吸收式热泵热力系数取1.7，则可按下式计算吸收式热泵对一级管网回水的加热功率Fa(即制热功率)：

Fa=eFa,ge                                 (2)

式中Fa——吸收式热泵对一级管网回水的加热功率，kW

e——吸收式热泵热力系数

Fa,ge——蒸汽在发生器中放热的热流量，kW

qm——蒸汽的质量流量，t／h，根据发生器换热能力确定为5.2t／h

hs——蒸汽的比焓，kJ／kg，查表^[6]255取3010.18kJ／kg

hs——凝结水比焓，kJ／kg，查表^[6]255取293kJ／kg

由式(2)、(3)可计算得，吸收式热泵对一级管网回水的加热功率为6.67MW，由一级管网回水被加热前后温度(50、90℃)，可计算得到被加热一级管网回水质量流量为143.41t／h。根据被余热回收凝结水质量流量、被加热一级管网回水质量流量，选取凝结水泵、循环水加压泵电功率分别为3.34、4.84kW，忽略吸收式热泵溶液泵、冷剂水泵、真空泵等设备的电功率，吸收式热泵机组的总功耗为8.18kW。吸收式热泵耗汽量为5.2t／h，将lt／h蒸汽折合成热功率0.7MW近似计算，吸收式热泵机组的耗热功率为3.64MW。

青岛地区供暖期按l20d计算，吸收式热泵机组年加热量为69.15TJ／a，年耗电量为23.56MW·h／a，年耗热量为37.74TJ／a。考虑天气变化的影响，将以上3个数据均乘以0.7的折减系数。最终计算结果为：48.41TJ／a、16.49MW·h／a、26.42TJ／a。

4　技术经济性分析

配置两种热泵换热机组的经济性比较见表l，热价按57.92元／GJ计算，电价按0.854元(kW·h)计算。由表1可计算得，配置压缩式热泵的换热机组年净收益为20.48×10⁴元／a，增加造价200×10⁴元，投资回收期约l0a。配置吸收式热泵的换热机组年净收益为l25.96×10⁴元／a，增加造价300×10⁴元，投资回收期约3a。

分析以上数据可知，配置吸收式热泵的换热机组经济性较优。从技术上分析，压缩式热泵耗电量过高。配置吸收式热泵的换热机组，不仅耗电量低，而且不会对上游热电厂的蒸汽需求量有较大影响，有利于热电厂的安全运行。因此，建议换热机组配置吸收式热泵。

参考文献：

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本文作者：陈萍　李信谊

作者单位：青岛热力规划设计研究院有限公司