直燃型溴化锂吸收式冷热水机组性能分析
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DB31 上海市地方标准DB31/435—2009燃气直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组安全和能效技术要求Specification for safety and efficiency of gas direct-fired lithium bromideabsorption water chiller(heater)2009-03-30发布 2009-08-01实施上海市质量技术监督局发布目次前言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 燃烧安全技术要求 (1)5 能效技术要求 (4)6 试验方法 (4)7 产品标志 (7)8 运行维护 (7)附录A(标准的附录)非名义制冷工况下性能系数现场测试方法 (9)前言本标准的第4.1.1条、第4.1.2条、第4.2.1条、第4.2.3条、第4.2.5条、第4.2.6条、第5.1.3条和第5.1.4条为强制性的,其余为推荐性的。
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由上海市燃气管理处提出。
本标准由上海市燃气管理处归口。
本标准的起草单位:上海市燃气管理处、上海交通大学、上海市燃气安全和装备质量监督检验站、上海凌云瑞升燃烧设备有限公司、烟台荏原空调设备有限公司、大连三洋制冷有限公司、江苏双良集团有限公司、上海一冷开利空调设备有限公司、上海燃气(集团)有限公司。
本标准的主要起草人:张臻、夏再忠、陈尚彬。
本标准的参与起草人:殷建华、张永刚、徐仁宝、王如竹、晋欣桥、李阳扶、刘志清、薛剑峰、糜华、董素霞、刘晓立、张秀峰、王明波、孔庆芳。
本标准于2009年3月首次发布。
燃气直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组安全和能效技术要求1 范围本标准规定了以天然气、液化石油气和人工煤气为燃料的燃气直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组的安全和能效技术要求。
本标准适用于在本市销售和使用的燃气直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组,其他同类型机组可参照执行。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组(l)直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的组成。
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组和蒸气型溴冷机一样,也是由各种换热器组成,包括:高压发生器,低压发生器,冷凝器.蒸发器,吸收器.高、低温热交换器和热水器。
(2)直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的工作原理。
直燃型机组依靠燃油和燃气直接燃烧发热作为热源,省去了锅炉等设备,能够提供冷水和热水,是溴化锂吸收式制冷机的一种新型产品,近几年来发展很快,广泛地用于宾馆、会堂、商场、体育场馆、办公大楼、影剧院等无余热、废热可利用的中央空调系统。
如图2一9所示为直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的流程图。
其内部结构和双效溴化锂吸收式制冷机有相似之处。
主要区别是高压发生器是单独设置,内部装有燃烧器,直接用火焰加热稀溶液。
其机组是冷热水机组,其上有切换阀门,用来改变机组的工作状态,实现提供冷热水的目的。
其主体为双筒型,上部为冷凝器和低压发生器组合筒体.下部为蒸发器和吸收器组合筒体,另外设有高温热交换器、低温热交换器和预热器,同样也设有发生器泵、吸收器泵和蒸发器泵。
图2一9中(a)为夏季空调提供冷媒水的制冷循环。
SA、B、C阀门关闭,吸收器底部的稀溶液经发生器泵加压后经低温、高温热交换器进放高压发生器,在高压发生器5中,燃烧器燃烧燃料加热稀溶液,产生冷剂水蒸气;蒸气进人低压发生器4。
加热来自低温热交换器8中的稀溶液,蒸气凝结成冷剂水进入冷凝器,同时,发生的冷剂水蒸气经挡水板进人冷凝器3;冷凝器中,蒸气凝结成液体冷剂水积聚在水盘中。
高压的冷剂水经U形管降压后进入蒸发器l的液囊中,由蒸发器泵加压后在蒸发器中喷淋,在汽化过程中吸收冷媒水的热量而使之降温.冷媒水被冷却。
蒸发产生的低温冷剂蒸气在吸收器2中被浓溶液吸收,浓溶液稀释成稀溶液。
吸收器底部的稀溶液被发生器泵加压再被送人高压发生器。
上述过程循环不断。
冷却水先进入吸收器带走吸收热,再进人冷凝器带走高温冷剂水蒸气的冷凝热。
直燃溴化锂机组运用分析一、机组的可靠性1、溴冷机整机内部呈真空或高度真空状态,机组内即使只含有微量不凝性气体也会使制冷量显著下降,对机组性能的影响极大,不凝性气体由室外空气极易渗入或机组内电化腐蚀而产生,当不凝性气体含量达到10% 时,会使机组无法正常影响。
2、溴化锂溶液很容易进入蒸发器和冷凝器的冷剂水,造成冷量衰减,严惩时导致两器的液位下降,溶液泵不能正常工作。
3、溴冷机的高压发生器与高温热交换器内溶液温度高达1650C,操作稍有不当,或热源轻微波动,极易导致溴化锂溶液结晶,堵塞喷咀,造成冷量衰减,严重时无法正常运行,燃气型直燃溴冷机因燃气压力波动导致溴化锂溶液结晶引起的冷量衰减更是严重,因此溴冷机通常运行2-3年后冷量衰减达20%以上。
溴化锂冷水机组生产厂家的新机组冷量裕量往往达20%以上,通常在使用的头2年左右基本能保证空调工程的正常使用,但溴化锂冷水机组从来没有使用五年以上的用户实例供客户参观考察。
4、水作为制冷剂,在蒸发器中蒸发成水蒸汽,水中含有的其它离子(Ca2+,Mg+2,Na+,Cl-,SO2+)仍遗留在系统中,易循环堵塞喷淋管致使冷量严重衰减,严重时致使机组无法正常运行。
5、溴冷机的高压发生器、冷凝器、高温热交换器内充满高压高温汽车或液体,万一停电或溶液泵故障,会产生猛烈气流冲击损坏整个机组,造成重大事故,因此溴冷机房一定要备有1-2套备用电源,确保供电系统万无一失。
一、溴化锂吸收式制冷机的优点(1)以热能为动力,勿需耗用大量电能,而且对热能的要求不高。
能利用各种低势热能和废气、废热,如高于20kPa(o.2kgf/cm2)(表压)饱和蒸汽,各种排气;高于75℃的热水以及地热、太阳能等,有利于热源的综合利用,因此运转费用低。
若利用各种废气、废热来制冷,则几乎不需要花费运转费用,便能获得大量的冷源,具有很好的节电、节能效果,经济性高。
(2)整个制冷装置除功率很小的屏蔽泵外,没有其他运动部件,振动小、噪声低,运行比较安静,特别适用于医院、旅馆、食堂、办公大楼、影剧院等场合。
双良直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组双良直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组产品名称:H系列直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组产品说明:双良H型直燃机.是以气(天然气,城市煤气.液化石油气等),油(柴油)作为驱动能源.以溴化锂溶液作为介质,进行镧冷,镧热的大型工业设备.双良H墼直燃机组采用数十项专利技术.拥有很高的能源效率及显着的环保效益,广泛适用于精密机械镧造,仪器仪表,航空航天.纺织,电子,电力.冶金,镧药,,lJm.化工.医院,食品等行业.在天然气能源价格便宜的地区,不仅大大降低了电力投资成本和运行费用.还具有调节峰谷电差的作用. 产品特性:世界领先COP值.直燃型机组COP值达到1.325.机组采用了双良独创的闪发吸收技术,机组中的冷剂水闪发再吸收装置,减少溶液循环量,同时提高吸收器出Elli~溶液温度,配合热交换器性能的提高,使低温热交换器出口溶液温度远离结晶温度,彻底避免结晶危险.国际一流的高气密性:机组采用先进的自动抽气系统,在机组运行中,能自动将机内不凝性气体抽出并保存在储气筒内,加上经过氯检渭仪严格检测的机组本体.从内到外全面保证了整机的高气密性,其指标已达到国际领先水平.五大热交换技术革新,稳定高效不结晶:机组采用新支撑结构和溶液流动方式,溶液浓度自动调节功能,蒸发器采用淋激方式.低压发生嚣采用■漉方式和高压发生器上下布液五大技术革新,彻底解决了困扰溴化锂行业多年的结晶问题,减少了溶液流动阻力.又增强了换热效果.大大提膏了机组安全性和使用寿命.智能控镧,安全保障:双良独有的模拟量控制方式以很高的精度控制着冷水的出口温度;浓度自动控镧系统随时监视着浓溶液的淋激浓度,控制加热量;机组的溶液泵变频控镧能给机组匹配更佳的溶液循环状态.这些高科技的智能控制技术运用在H型机组上.机组能自我控镧内在的运行状况,使客户更省心省力.模块化设计.改型维修更方便蒸汽型和直燃型机组除高压发生器外,全部部件可以互换.模块化设计不但方便了用户和设计单位的选型,也为日后机组改型或易损件的互换提供了便利.全性能测试:每台机组,都经过严密的氦检漏测试,以确保机组的高气密性.机组出厂前将模拟设计工况(客户参数)在整机全性能测试台上进行全工况测试,确保每台机组在出厂时均能满足客户的设计工况要求.安装使用:详见《安装与使用说明书》.销售及交货方式:请与双良总部及各地销售分支机构联系.主要技术参数:直燃型澳化锂吸收式冷热水机组:见下表.其它型号技术参数详见产品样本.参数裹型号制冷■供热量冷热水冷却水轻油1040(~cal/kgl重油%O000kcal/kg)人工攥气(3500kcal/Nm相对密度;062 天然气(1OOOOkcaJ/l~ 相对密度=064: 流量压力损失接管直径(DN 流量压力损失接管直径(DN 耗-羹接管直径(G)耗-接管直径lG) 耗-蓑羹一进口压力一接管直径lDN) 耗-一进口压力接管直径(DNlkg/hkg/hNm3/hmmH,ONm3/hmmH2O10861229500-30OO653843300-250050长度37503790外形宽度mm,9242199 高度214721646543302650654830306327178056803317286880646038513406洼1冷水进/出口卫度12’C/TC允许●低出口温度5~C2热水进/出口温度56~C~60”C3冷却木进/出口沮虞32’C/38’C.进口温度允许变化范围18--34’C当冷却水进/出口温度为30”C/36”C时机组轻油耗量仅072kg/h(104kcal/h)COP为1325.冁9…086(m2~0BMPa89主粕鼬7常琏型机蛆的冷水冷却水水室●高承压表列热值为低位热值非表列热值的燃料耗量一表列低位热值燃料低位热值x 表I耗量江荪又又良空i周设备股份有限公司JIANGSUSHUANGLIANGAIR-CONDITIONINGEQUIPMENTCO., L TD.地址:江苏江阴国际大酒店电话:051O-68188996638822传真:051O-68186666818777http://wwwshuangliangcom洲釉¨伽川伽一~娜一~椰m删~|}伽㈣咖懈¨枷~~啪一蚕}伽伽.8川.8~川墨曼瑚.2267瑚㈣伽啪m娜蚍m叩加∞0∞站0∞¨3246202∞瑚.拼瑚刖;g计的柏¨弛钾“{;;H∞啪{s0nOn一一:眦.翌一一∞;g一..砌0J吕垃442。
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组原理
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组是一种高效节能的空调制冷设备,其原理基于溴化锂吸收式制冷循环。
该机组利用燃气或其他燃料作为热源,通过吸收式制冷循环来实现制冷和供热的功能。
首先,燃气或其他燃料在燃烧器中燃烧,产生高温烟气,这些烟气通过换热器与溴化锂溶液进行热交换。
在这个过程中,溴化锂溶液中的溴化锂吸收了热量,使得溶液中的溴化锂发生溶解,形成富溴化锂的溶液。
接着,这个富溴化锂的溶液通过吸收器,与蒸发器中的水蒸气进行接触,使得溴化锂溶液中的溴化锂与水蒸气发生吸收反应,生成稀溴化锂的溶液,同时释放出大量的吸收热,从而使得蒸发器中的水蒸气被吸收并冷却,达到制冷效果。
最后,通过冷却器对稀溴化锂的溶液进行冷却,使得溴化锂重新结晶并释放出吸收的热量,同时再次回到换热器中与燃烧产生的高温烟气进行热交换,循环往复。
这种直燃型溴化锂吸收式冷热水机组原理具有能耗低、环保无
污染、运行稳定等优点,因此在工业和商业领域得到了广泛的应用。
它为建筑提供了高效节能的空调制冷解决方案,也为节能减排做出
了积极的贡献。
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组性能分析作者:曾金海上传:water 来源:网易行业 2005-03-28 00:00在制冷运行时,V1,V2关闭,溶液循环:吸收器出来的稀溶液经低温和高温溶液热交换预热后进入高压发生器,在其中被加热并发生冷剂水蒸气,溶液变浓,成为中间溶液;该溶液经高温溶液热交换冷却,进入低位发生器,被加热并发生冷剂水蒸气,溶液变为浓溶液;浓溶液经低温溶液热交换冷却后,返回吸收器中吸收冷剂水蒸气而变成稀溶液。
这里的溶液是串联式循环流程。
直燃机组用串联循环的流程比较多,这是由于高压发生器中燃烧温度较高,采用溶液串联循环有利于防止溶液浓度过高而结晶。
冷剂水循环:高压发生器出来的冷剂水蒸气在低位发生器中加热溶液而冷凝成水,经节流后进入冷凝其中;地位发生器产生的冷剂水蒸气在冷凝器中被冷凝成水,冷凝器中冷剂水经节流进入蒸发器吸热气化,冷却冷冻水。
冬季机组作采暖运行时,V1,V2 开启,溶液循环:吸收器的稀溶液有泵压送到高压发生器中,被加热并发生冷剂水蒸气,溶液成为浓溶液,返回吸收器。
其冷剂水循环:高压发生器产生的冷剂水蒸气经吸收器进入正气发生器,在蒸发器中冷凝成冷剂水,同时加热了采暖热水,这时蒸发器实际上起冷凝器作用,冷剂水由蒸汽流入吸收器中,与高压发生器来的浓溶液混合,从而使浓溶液变为稀溶液。
(一):前言直燃型溴化锂吸收式冷热水机组是直接利用初级能源热量的溴化锂吸收式机组。
早在本世纪三十年代初就已经有直燃型溴化锂吸收式制冷机组,到1968年在日本才开发出大型的以燃气作为热源的直燃型溴化锂吸收式冷热水机组。
这种机组发展迅速,目前已经是市场上重要的制冷机组之一。
近年来,我国的直燃型溴化锂吸收式冷热水机组发展迅速。
随着我国工业化的进程,燃料结构必将发生变化,将由固体燃料(煤)为主的燃料结构变为固体(煤)、液体(油)、气体(可燃气体)多样化的燃料结构,而我国的气体,液体燃料运输方便,燃烧效率高等优点,其更受青媚。
可以预计,我国燃气、燃油直燃机的市场将十分广阔。
同时,由于直燃机不以电为能源(只需极少的电作辅助的循环动力),可以大幅度削减电力投资。
由于我国目前电力紧张,其直燃机的这个特点也将会使它在电力行业及燃气行业的健康发张上有举足轻重的影响,因此,直燃机具有迅速扭转电力危机的不可替代的作用。
(二):机组简介直燃型溴化锂吸收式冷热水机组简称“直燃机”,是直接燃烧天然气、煤气、柴油等各种燃料,以水/溴化锂作介质的冷热源设备,其结构图如后附图(1,2,3,4)以远大中央空调为例。
直燃机的种类很多,划分方式也多种多样:按燃料分类:燃气型、燃油型;按热水制备方式分:用蒸发器制备热水、用冷凝器(溶液交换器、吸收器)制备热水、另设热水器制备热水;按制冷和供热组合形式分:制冷与采暖专用机、同时制冷与采暖的机组、同时制冷与热水供应的机组等等。
(三):机组制冷与采暖流程如图1,2 为直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的制冷与采暖流程。
图中:C----冷凝器A----吸收器E----蒸发器LG----低位发生器HG----高位发生器EP----蒸发器泵GP----发生器泵LH----低温溶液热交换器HH----高温溶液热交换器(注意:在图2中,由于是采暖运行,其高位和低位溶液交换器,低位发生器,冷凝器,吸收器,蒸发器不参加工作,图中未画出。
)在制冷运行时(图1),V1,V2关闭,溶液循环:吸收器出来的稀溶液经低温和高温溶液热交换预热后进入高压发生器,在其中被加热并发生冷剂水蒸气,溶液变浓,成为中间溶液;该溶液经高温溶液热交换冷却,进入低位发生器,被加热并发生冷剂水蒸气,溶液变为浓溶液;浓溶液经低温溶液热交换冷却后,返回吸收器中吸收冷剂水蒸气而变成稀溶液。
这里的溶液是串联式循环流程。
直燃机组用串联循环的流程比较多,这是由于高压发生器中燃烧温度较高,采用溶液串联循环有利于防止溶液浓度过高而结晶。
冷剂水循环:高压发生器出来的冷寂水蒸气在低位发生器中加热溶液而冷凝成水,经节流后进入冷凝其中;地位发生器产生的冷剂水蒸气在灾冷凝器中被冷凝成水,冷凝器中冷剂水晶节流进入蒸发器吸热气化,冷却冷冻水。
冬季机组作采暖运行时(图2),V1,V2 开启,溶液循环:吸收器的稀溶液有泵压送到高压发生器中,被加热并发生冷剂水蒸气,溶液成为浓溶液,返回吸收器。
其冷剂水循环:高压发生器产生的冷剂水蒸气经吸收器进入正气发生器,在蒸发器中冷凝成冷剂水,同时加热了采暖热水,这时蒸发器实际上起冷凝器作用,冷剂水由蒸汽流入吸收器中,与高压发生器来的浓溶液混合,从而使浓溶液变为稀溶液。
(四)直燃机特点直燃机就是指以燃气、燃油为能源,通过燃气(油)直接在溴化锂吸收式机组的高压发生器中燃烧产生高温火焰作为热源,利用吸收式制冷循环的原理,制取冷热水,供夏季制冷和冬季采暖用或同时供冷水和热水。
其机组主要有以下特点:1:利用热能(或余热、废热、排热等)为动力,与电动冷水机组比可明显节约电耗。
因此,在电力比较紧张的地区,或有余热可以利用的场合,此机组更具有意义,但是应该注意,其若与一次能源的消耗机比较,它一般来说是不节能的。
2:制冷机组是在真空状态下运行,没有高压爆炸危险,安全可靠;除屏蔽泵以外,无其它震动部件,运行安静,噪声低。
3:以溴化锂水溶液为工质,其中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。
4:制冷量范围广,在20%--100%的负荷内可进行冷量的无级调节,并且随着负荷的变化调节溶液循环量,有优良的调节性能。
5:对外界条件的变化适应性强,可在蒸汽压力0.2—0.8MPa(表);冷却水温度20--35;冷冻水温度5--15的范围内稳定运行。
6:选用先进的燃烧设备,燃烧效率高,燃烧完全,燃烧产物中所含的SO和NO低,对大气污染相对较小。
7:制冷、采暖和热水供应兼用,一机多功能,机组从功能上有单冷型(只制冷)、空调型(制冷,采暖)和标准型(制冷,采暖,热水供应)三种形式供用户选择。
8:用户不需要另设锅炉房或蒸汽外网,只需少量电耗和冷却水系统。
9:采用直燃机,对城市能源季节性的平衡起到一定的积极作用。
一般来说,城市中夏季用电量大,而燃气、燃油用量少,因此,用直燃机可以减少电耗,增加燃气、燃油耗量,有利于解决城市燃气、燃油系统的季节调峰问题。
10:直燃机结构紧凑,体积小,机房占用面积小,安装无特殊要求,使用操作方便。
11:气密性要求高,在机组运行中即使漏入微量的空气也会影响冷水机组的性能。
12:腐蚀性强,溴化锂水溶液对普通碳钢有较强的腐蚀性,不仅影响机组的性能与正常运行,而且还影响机组的寿命。
13:其冷却水量需求量大,同时,需配用冷却能力较大的冷却塔。
14:价格比有同样制冷量的蒸汽压缩式冷水机高。
(五)机组的调节性能1:溴化锂溴化锂有较强的吸水性,利用这个特性,在直燃型溴化锂吸收式制冷系统中应用溴化锂作为吸收剂溶液。
如图3是溴化锂水溶液的平衡曲线。
从图中可以看出,在实际温度状态下,溴化锂溶液的的饱和浓度为63%左右。
高于这个浓度就要结晶而析出。
因此,直燃机的溴化锂浓度都在58—62%之间,且设有防结晶的措施。
2:蒸汽压力变化对制冷量的影响(图4)。
3:蒸发器出水温度和制冷量的关系(图5)。
4:冷却水进口温度与制冷量的关系(图6)。
(六)直燃机机房布置原则1:机房位置:根据《建筑设计防火规范》(GBJ16—87)、《石油化工企业涉及防火规范》(GB50160—92)规定:煤油(灯油)属乙A 类燃油体;-35轻柴油、-50轻柴油、军用轻柴油属于乙B类可燃液体;10、0柴油、重柴油属于丙A类可燃液体;天然气、液化石油气、城市燃气属于甲类易燃气体。
由于机房燃料的爆炸危险性不同,机房位置有下列限制。
∙应用于天然气、液化石油气的机房应为单层独立机房,建筑耐火等级为一级。
∙应用煤油,-35轻柴油,-50轻柴油机房应乙类火灾危险建筑来考虑,不能布置在地下室或半地下室。
∙对应用丙A、丙B液体燃料的机房,可以放在首层或地下室一层靠外墙部位,并应直接对外的安全出口,外墙开口部位上方设置宽度不少于1m的不燃的防火挑檐。
2:机房防爆和泄压要求:机房防爆和泄压的目的是要将爆炸时引起的破坏范围和损失尽量减少,因此,设计中采取下列措施。
∙机房防爆和泄压的面积不得小于直燃机占地面积的10%。
∙在支烟道设置防爆门,防爆门的面积一般取0.025m/m。
防爆门应安装在燃气比较容易积聚的部位,即被保护容积的上方。
∙机房内的电器设备、开关、照明灯具等应选用安全防爆型或设置防爆屏障。
3:机房的通风及消防措施:机房的设备间、油箱间以及燃气管道通过的房间有每小时不少于3次的换气量及每小时不少于8次的事故通风量。
消防措施如下:∙机房可能发生的火源点应设置多用干粉灭火剂或1211、1300卤代烷等高效灭火器具。
∙日用油箱、油泵间围墙结构防火等级不低于3级,其门应采取甲级防火门。
∙燃气管道严禁穿越防火墙。
(七)结束语根据以上介绍,我们可以看出,直燃机由于其使用的燃料以及机组本身的特点,使得直燃机组能得到广泛应用。
由于我国目前电力紧张,其直燃机的特点也将会使它在电力行业及燃气行业的健康发张上有举足轻重的影响。
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