隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗量不斷增大，而在這個(gè)過程中所產(chǎn)生的污染問題也日益突出，其中一個(gè)典型事例就是近年來霧霾天氣不斷增多，給人們的生產(chǎn)和生活帶來極大不便。在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占有很大比例，而煤炭在燃燒過程中產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染較大，因此，在清潔能源供應(yīng)豐富的地區(qū)，提倡使用清潔能源已經(jīng)得到越來越多人的認(rèn)可。

天然氣作為清潔能源的一種，其在燃燒過程中，產(chǎn)生的氮氧化物、一氧化碳、可吸入懸浮顆粒這些對(duì)人體有害的物質(zhì)很少，二氧化硫的排放幾乎為零，二氧化碳的產(chǎn)生量是煤炭的40%左右[1]。燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)以天然氣為燃料，由于其在減排方面的優(yōu)勢(shì)，近年來得到了快速的發(fā)展[2]。

余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組是燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)主要設(shè)備之一，它并不像標(biāo)準(zhǔn)直燃機(jī)那樣，直接燃燒天然氣來供冷、供熱，這樣對(duì)燃?xì)獾南牧枯^大。余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組是以燃?xì)廨啓C(jī)（或內(nèi)燃機(jī)）發(fā)電設(shè)備等外部裝置排放的廢熱做驅(qū)動(dòng)熱源，同時(shí)也可以以燃油、燃?xì)獾娜紵裏峄蚱渌麩嵩慈鐝U蒸汽、市政蒸汽等作為輔助驅(qū)動(dòng)熱源，這樣既滿足了用戶對(duì)冷熱的需求，又提高了能源的利用效率。使整個(gè)三聯(lián)供系統(tǒng)的能源綜合利用率高達(dá)80%以上[3]。此外，夏季是用電高峰期，天然氣的用氣低谷期。余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組利用余熱或燃?xì)夤├?，可以降低制冷用電量，一定程度的緩解用電緊張，并提高用氣量，達(dá)到削峰填谷的作用，因此，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組在冷熱電三聯(lián)供中得到越來越多的應(yīng)用。

1 余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組原理

1.1 制冷過程

制冷時(shí)，溶液泵將吸收器中的稀溶液抽出，經(jīng)溶液熱交換器換熱升溫后進(jìn)入發(fā)生器，在發(fā)生器中被驅(qū)動(dòng)熱源繼續(xù)加熱，濃縮成濃溶液，同時(shí)產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽。濃溶液經(jīng)熱交換器傳熱管間，加熱管內(nèi)稀溶液，溫度降低后回到吸收器。發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，被流經(jīng)冷凝器傳熱管內(nèi)的冷卻水冷凝成冷劑水，熱量被帶入大氣中。冷劑水進(jìn)入蒸發(fā)器，被冷劑泵抽出噴淋在蒸發(fā)器傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內(nèi)冷水的熱量而沸騰蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽。產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器，被回到吸收器中的濃溶液吸收。吸收過程放出的吸收熱被流經(jīng)吸收器傳熱管內(nèi)的冷卻水帶走，被帶入大氣中。冷水則在熱量被冷劑水帶走后溫度降低，流出機(jī)組，返回用戶系統(tǒng)。濃溶液在吸收了冷劑蒸汽后，濃度降低，成為稀溶液后被溶液泵再次送往發(fā)生器加熱濃縮。這個(gè)過程不斷循環(huán)進(jìn)行，蒸發(fā)器就連續(xù)不斷地制取所要求溫度的冷水。

1.2 制熱過程

制熱時(shí)，利用驅(qū)動(dòng)熱源加熱發(fā)生器中溴化鋰溶液，產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽，同時(shí)溶液濃縮成濃溶液，高溫冷劑蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器，在傳熱管表面冷凝釋放熱量，使管內(nèi)的熱水溫度升高，冷劑蒸汽凝水進(jìn)入吸收器，而濃溶液也進(jìn)入吸收器，二者混合成稀溶液。稀溶液再由溶液泵送往發(fā)生器加熱。蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)的熱水吸收了冷劑蒸汽凝結(jié)時(shí)釋放出的熱量而升溫。這個(gè)過程不斷循環(huán)進(jìn)行，蒸發(fā)器就連續(xù)不斷地制取熱水。

以上是余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組的工作原理，它與標(biāo)準(zhǔn)直燃機(jī)的主要區(qū)別就在驅(qū)動(dòng)熱源上，標(biāo)準(zhǔn)直燃機(jī)在發(fā)生器內(nèi)利用燃?xì)?、燃油的燃燒熱作為?qū)動(dòng)熱源，加熱溴化鋰稀溶液。而余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組利用余熱作為驅(qū)動(dòng)熱源，不僅提高了能源的利用效率，還起到了節(jié)能減排的目的。

2 余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組設(shè)置原則

余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組的優(yōu)勢(shì)在于可以利用低品位熱能，在冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)中，至少具有蒸汽、熱水和高溫?zé)煔馊N熱能中的一種，只有合理選配余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組，才能充分發(fā)揮提高系統(tǒng)的能源綜合利用率，節(jié)約能源，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于如何選配余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組，設(shè)置原則如下：

2.1 了解空調(diào)冷熱負(fù)荷

了解用戶空調(diào)冷熱負(fù)荷，根據(jù)空調(diào)冷熱負(fù)荷選擇滿足空調(diào)冷熱負(fù)荷要求的合適制冷、制熱量的機(jī)組。余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組大小的選擇主要看發(fā)電機(jī)的余熱熱負(fù)荷大小。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)確定以后，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組的負(fù)荷也就確定了。

2.2 分析用戶冷水、冷卻水情況

了解用戶冷水、冷卻水進(jìn)出口溫度、流量、是否含乙二醇或其他腐蝕性介質(zhì)以及最高工作壓力。含有乙二醇的冷水、冷卻水會(huì)對(duì)機(jī)組換熱效果產(chǎn)生影響，需要加大機(jī)組換熱面積；含有腐蝕性介質(zhì)的冷卻水影響換熱管的材質(zhì)；最高工作壓力影響機(jī)組水路系統(tǒng)的承壓能力。

2.3掌握用戶余熱情況

如果系統(tǒng)中只有余熱煙氣，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組選用煙氣型；如果系統(tǒng)中有余熱煙氣和發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水或其他余熱熱水，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組選用煙氣熱水型；如果系統(tǒng)中有余熱蒸汽和發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水或其他余熱熱水，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組選用蒸汽熱水型。另外，也可以單獨(dú)利用余熱蒸汽、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水或其他余熱熱水，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組選用蒸汽熱水型、熱水型機(jī)組。

對(duì)有燃料的用戶，當(dāng)余熱制冷（供熱）量不能滿足額定空調(diào)負(fù)荷需要，系統(tǒng)中需要配置補(bǔ)燃型溴冷機(jī)或其它供冷（熱）負(fù)荷調(diào)節(jié)設(shè)備。

2.4 與發(fā)電機(jī)對(duì)接方式的選擇

常見的系統(tǒng)工藝流程有發(fā)電機(jī)與余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組的直接連接和經(jīng)過余熱鍋爐的間接連接兩種方式。

間接連接的系統(tǒng)工藝明顯較直接連接復(fù)雜，但是這種工藝出現(xiàn)較早，余熱鍋爐、蒸汽/熱水直燃機(jī)等設(shè)備制造技術(shù)成熟，在國(guó)內(nèi)外有大量成熟案例。這種工藝尤其適用于有一定蒸汽和熱水需求的場(chǎng)合，可以通過調(diào)節(jié)從余熱鍋爐出來的進(jìn)入直燃機(jī)的蒸汽量，方便的調(diào)節(jié)負(fù)荷分配。

直接利用余熱的煙氣型或煙氣熱水型余熱吸收式冷熱水機(jī)組設(shè)備制造技術(shù)雖然在蒸汽和熱水供應(yīng)方面沒有傳統(tǒng)間接連接方式靈活，但是也具有工藝簡(jiǎn)單、占地少的突出優(yōu)勢(shì)，而且由于減少了換熱環(huán)節(jié)，采用直接連接系統(tǒng)的熱效率更高。此外，直接對(duì)接工藝有每臺(tái)發(fā)電機(jī)組各自對(duì)應(yīng)一臺(tái)余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)和兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組共同對(duì)接一臺(tái)余熱空調(diào)機(jī)組的不同形式。一般來說，當(dāng)發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量較小時(shí)，可以考慮兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組對(duì)接一臺(tái)余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)的形式，但此時(shí)應(yīng)注意解決好發(fā)電機(jī)組之間煙氣管路的互相影響問題。如發(fā)電機(jī)組容量較大（如超過 800kW），應(yīng)盡量采用發(fā)電機(jī)組各自對(duì)接一臺(tái)余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)的連接方式。

在選擇對(duì)接方式時(shí)，要充分考慮具體的余熱利用工藝和建筑的冷、熱、生活熱水負(fù)荷需求等因素，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，最終確定選用哪種方式。

2.5 機(jī)組是否需要配置補(bǔ)燃裝置

當(dāng)系統(tǒng)中只有一臺(tái)余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組，沒有其它供冷（熱）負(fù)荷調(diào)節(jié)設(shè)備的情況下，適宜于配置補(bǔ)燃型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組。

若系統(tǒng)中有多臺(tái)余熱型溴冷機(jī)，不宜配置補(bǔ)燃型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組，應(yīng)獨(dú)立配置其它供冷（熱）負(fù)荷調(diào)節(jié)設(shè)備。

3設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

3.1機(jī)房條件

機(jī)房面積、高度、基礎(chǔ)形式、機(jī)組擺放位置等，決定機(jī)組外形尺寸和各管路系統(tǒng)（冷水、冷卻水、煙氣和燃?xì)猓┓较颉?/p>

3.2排煙背壓

發(fā)電機(jī)組特別是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組對(duì)排煙背壓有較嚴(yán)格的要求，排煙背壓過大，容易造成發(fā)電機(jī)組排煙不暢。因此，在選配余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組時(shí)，必須選用煙氣發(fā)生器阻力合適的機(jī)組。對(duì)于允許排煙背壓較低的，須在余熱型機(jī)組的排煙管上設(shè)置引風(fēng)機(jī)，用于克服煙氣發(fā)生器的阻力。

3.3排煙溫度

根據(jù)不同用戶或用戶當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對(duì)機(jī)組排煙溫度的要求不同，余熱型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組的配置也不相同。對(duì)要求排煙溫度在120℃甚至更低的機(jī)組，可以在煙氣發(fā)生器后部接一個(gè)煙氣熱水換熱器，加熱發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水或生活熱水來進(jìn)一步降低排煙溫度，來滿足要求。

4應(yīng)用實(shí)例

（1）某數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目總建筑面積約 5.43 萬 m2，其中地上建筑面積 4.79 萬 m2，地下建筑面積 0.64 萬 m2。

該項(xiàng)目采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)組的余熱主要是以高溫?zé)煔猓?00℃以上）和缸套水（90℃以上）的形式存在，這兩部分余熱溫度較高，仍然可以利用來制冷和供熱。針對(duì)余熱情況，可以采用兩種利用形式：

a余熱鍋爐+蒸汽雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)、汽水熱交換器方式

b煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組方式

第一種方式更適用于有較大蒸汽或熱水負(fù)荷需求的場(chǎng)合，而第二種方式工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備較少，而且由于減少了換熱環(huán)節(jié)，采用直接連接系統(tǒng)的熱效率更高。由于該數(shù)據(jù)中心無供暖和生活熱水需求，同時(shí)為提高系統(tǒng)內(nèi)的余熱利用效率，因此，該項(xiàng)目適宜選擇第二種方式。

出于對(duì)項(xiàng)目安全性的考慮，該項(xiàng)目選取了5臺(tái)3328KW的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)，采用4用1備的方式，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的煙氣余熱為1518KW，缸套水余熱為1380KW。由于發(fā)電機(jī)容量較大，故采用發(fā)電機(jī)組各自對(duì)接一臺(tái)余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)的連接方式。根據(jù)公式（1）可算出利用這部分余熱后溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組制冷量為2870.4KW，制熱量為2477.79KW。根據(jù)廠家提供的設(shè)備參數(shù)，最終選取了4臺(tái)制冷量2908KW的煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組，總供冷量可達(dá)11632KW，而該數(shù)據(jù)中心冷負(fù)荷為10100kW，故冷水機(jī)組能夠滿足項(xiàng)目的冷負(fù)荷需求。

煙氣在溴化鋰吸收式冷水機(jī)組出口的溫度夏天為 170℃，冬天為 145℃，溫度較高。為提高能源利用率，可在煙道上加裝煙道冷凝器。

（2）某醫(yī)院項(xiàng)目總建筑面積約7.55萬 m2，其中地上建筑面積 4.64 萬 m2，地下建筑面積 2.91 萬 m2。

該項(xiàng)目采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電，在充分考慮具體的余熱利用工藝和建筑的冷、熱、生活熱水負(fù)荷需求等因素的基礎(chǔ)上，同時(shí)根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，考慮采用直接對(duì)接型余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)，以確保達(dá)到較高的余熱利用率。

通過計(jì)算分析，雖然采用煙氣熱水型機(jī)組的初投資高于熱水型機(jī)組，但是由于供冷效率的提高其每年增加的供冷收益也較為可觀，增量投資回收期在5 年左右。因此，將優(yōu)先考慮發(fā)電機(jī)組與煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組直接對(duì)接的方案。

該項(xiàng)目選取了2臺(tái)836KW的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的煙氣余熱為587.6KW，缸套水余熱為459.6KW。同樣采用發(fā)電機(jī)組各自對(duì)接一臺(tái)余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)的連接方式。根據(jù)公式（1）可算出利用這部分余熱后溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組制冷量為1171.94KW，制熱量為942.48KW。根據(jù)廠家提供的設(shè)備參數(shù)，最終選取了2臺(tái)制冷量1454KW，制熱量1121的煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組，總供冷量可達(dá)2908KW，供熱量2242KW，而該醫(yī)院冷負(fù)荷為6014kW，熱負(fù)荷為4800 KW，故需要配置一定的制冷和供熱設(shè)備來滿足醫(yī)院的冷熱需求。

由于醫(yī)院具有生活熱水需求，而溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組排煙溫度在150℃左右，這部分熱量還可以通過設(shè)置煙氣換熱器進(jìn)一步回收，用來制取生活熱水，最終排煙溫度可降至 90℃左右。

5結(jié)語

余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組由于利用余熱制冷或供熱，提高了能源的利用效率，而且在用電高峰期降低了空調(diào)用電量，起到了削峰填谷的作用，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用也越來越多。本文介紹了余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組設(shè)計(jì)原則和需要注意的事項(xiàng)，并結(jié)合具體事例進(jìn)行說明，希望對(duì)余熱溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組在三聯(lián)供中的應(yīng)用起到一定的借鑒作用。

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