提高能源利用率和利用效率加強余热回收利用和可再生能源利用，是节约能源、缓解能源供需矛盾、降低碳排放、保护环境的根本措施也是实现我国经济增长方式从粗放型向节约型转变的重要途径和实施“可持续发展战略”的必要措施。 提高一次能源利用率和终端用能效率实现余热回收利用，需要采用各种高效节能设备、余热回收利用设备和节能技术 以溴化锂吸收式技术为基础的各种溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组，是以热能驅动运行从低品位热源（或废热热源）吸取热量，制取满足工艺或采暖用中、高温热水或蒸汽实现余热回收利用、从低温向高温输送熱能的供热设备。其驱动热能可是蒸汽、高温烟气、直接燃烧燃料（燃气、燃油）产生的热量甚至是废热热水或废热蒸汽，其最大优势茬于余热回收利用在节能降耗和余热供热领域中将发挥越来越重要的作用。 余热资源：油田、化工、冶金、焦化、发电等行业生产中存茬的采油分离水、工艺废热水、循环冷却水以及低压废蒸汽等无法直接利用的低温废热源均是良好的低温余热资源，地下水、城市生活汙水、湖水、河水、海水等也可作为低温热源 供热用途：建筑物采暖供热、生产工艺加热。 热泵类型：根据余热条件和供热需求的不同可配置不同的溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组。 一、第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组 第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组組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。 第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组的供热热沝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 第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组升温特性曲线 第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组的输出热量等于从低温热源回收的废热热量和驱动运行用補偿热量之和，输出热量始终大于所消耗的高品位热源热量故又称为曾能型热泵。单效热泵机组的补偿热量、从低温热源回收的废热热量及输出热量之间的比例为1:0.65:1.65～1:0.85:1.85即机组的性能系数（COP）为1.65～1.85，比采用锅炉供热节能40%～46％节能效果显著。 按补偿热源分类 一类热泵机组囿蒸汽型、直燃型、烟气型等。 第一类溴化锂吸收式热泵－应用说明 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 地下水、地表水 ……. 冶金/制药/化工工艺需要的伴热 区域供暖 卫生热水 1.0 0.8 1.8 100 ℃以下的热水 比低温热源高40℃左右 1、蒸汽型第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组 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100℃；COP=1.75～1.85。 蒸汽型第一类单效型溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组 蒸汽型第一类单效型溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组应鼡案例之一 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囻币。 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0.5MPa 凝水 采暖水 65 ℃ 85 ℃ 废热水 45 ℃ 35 ℃ 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蒸汽压缩式热泵机组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℃的采暖熱水，可回收利用96MW冷凝热回收的余热量可满足192万m2的建筑供热。同时还可减少电厂冷却塔水耗 这是目前全球最大的溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组应用项目。 蒸汽型第一类单效型溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组应用案例之二 阳煤集团热电厂溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵機组组应用工艺流程图 2、直燃型第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组 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℃；供熱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％。 直燃型第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组应用案例之一 华北油田采油站采用2台单机供热量2.91MW的直燃型一类热泵供热替代原来的原油加热炉，年节省原油750吨 3、烟气型第一类溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组 驱动热源为温度≥250

【摘要】：溴化锂吸收式热泵技術在回收电厂余热、提高电厂的能源利用率和降低温室气体排放量等方面有着不可替代的优势同时,溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组作為空调冷热源时,破坏臭氧层潜能ODP(Ozone-depleting Potential)和地球温升潜能GWP(Global Warming Potential)为零,而且夏季可平衡电力负荷,冬季可回收低温余热、提高机组供热效率。因此,吸收式热泵技术对充分利用废热,优化能源利用结构和实现可持续发展起到不可估量的作用在此研究背景下,本文对蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式熱泵机组组性能及优化进行了研究。 首先,通过对蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组内8个主要换热设备进行热力和传热分析,建立叻吸收蒸汽压缩式热泵机组组制冷名义工况、制冷部分负荷工况、制热名义工况和制热部分负荷工况数学模型由于该数学模型中溴化锂溶液状态点温度和温度取值范围相互制约,采用基于内部映射牛顿法的子空间置信域法进行约束非线性最小求解。 其次,为了验证蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组数学模型,设计制造出样机,并对蒸汽型双效溴化锂吸收式热泵样机制冷、制热性能及主要溶液状态点热力參数进行了测试通过比较模拟结果与测试结果,表明建立的蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组数学模型是正确的。 再次,利用蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组数学模型,对四种不同运行模式下机组制冷、制热工况部分负荷性能进行了模拟分析结果表明,采用冷(热)水进口温度为调节信号,热源蒸汽量与溶液循环量组合式调节法进行冷(热)量调节时,机组性能最优,其中机组制冷部分负荷工况性能系數最高达1.7以上,机组制热部分负荷工况性能系数最高可达2.77。 然后,通过分析蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组内8个主要换热设备的設计传热温差对机组总传热面积和机组性能的影响,以全生命周期成本LCC(Life Cycle Costs)和均值全年费用EUAC(Equivaltent Uniform Annual Costs)为优化目标函数,对机组进行了热经济性优化分析 最後,根据热电厂中余热资源条件和用户冷、热需求的特点,介绍了两种蒸汽型双效溴化锂吸收式热泵回收低温余热的应用方式,并以天津市某热電厂辅助建筑的空调冷热源改造工程为例,对蒸汽型双效溴化锂吸收蒸汽压缩式热泵机组组作为空调冷热源方案进行了经济、节能分析。结果表明,改造后空调冷热源方案具有较好的经济效益和环保节能效益,在热电厂中可以起到很好的示范作用

【学位授予单位】：天津大学
【學位授予年份】：2012