机组介绍(二)

第一章 机组介绍

1.1 型号编制说明

设计序号：用字母A、B……顺序表示，第一次设计省略 热媒水温度(℃)代号：（进口温度/出口温度） 名义制热量：(x10kW)

乏汽压力(kPa)代号：乏汽进口压力（绝压）

加热源代号：蒸汽型热泵机组为蒸汽压力(x10Mpa，进机组的

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压力，不含进机组前的阀门压力损失）、

产品型式：XRI第一类溴化锂吸收式热泵机组(简称机组)

型号示例：

XRI1.8-12-7850(55/82)，表示加热源为0.18MPa(表)蒸汽，乏汽进口压力为12kPa.A(绝压)，名义制热量为7850kW(6751x10kcal/h)，制取的热媒水进、出口温度为55℃、82℃，设计序号为A(省略)的电厂乏汽冷凝热直接回收大型第一类溴化锂吸收式热泵机组。

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1.2 机组构成

电厂乏汽冷凝热直接回收大型第一类溴化锂吸收式热泵机组（以下简称热泵机组）由组件1和组件2构成，单个组件包括蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、溶液热交换器和凝水换热器等主要部件及抽气装置、屏蔽泵(溶液泵和冷剂泵)等辅助部分。

热泵机组的外形及各部件名称见图1-1、1-2、1-3、1-4所示，各阀门用途见表1-1所示。 蒸发器 由传热管、前后端盖、喷淋管、冷剂水盘、液囊、冷剂泵组成。从其它设备来的乏汽从端盖进入蒸发器传热管内，热量被由冷剂泵从冷剂水液囊中抽出，喷淋在传热管外的冷剂水吸收，乏汽凝结后流出机组。冷剂水吸收了乏汽的热量后汽化成为冷剂蒸汽，流入吸收器。

吸收器 由传热管、前后端盖及喷淋盘、液囊、溶液泵组成。溴化锂溶液在一定温度和浓度条件下，具有极强的吸收水蒸汽性能，当它从吸收器顶部淋下时，会大量吸收同一筒体内蒸发器中产生的冷剂蒸汽，同时温度升高。来自用户用热设备的热媒水从端盖进入吸收器传热管内，吸收管外溴化锂溶液的热量，使其放出热量温度降低后继续吸收蒸发器中产生的冷剂蒸汽，热媒水温度升高后流出吸收器。溴化锂溶液吸收了冷剂蒸汽后浓度越来越低，丧失了吸收能力，汇集在吸收器底部，被溶液泵送入发生器加热浓缩。

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图1-1 机组正视图

1 真空泵上抽气阀 2 真空泵下抽气阀 3 取样抽气阀 4 自动抽气装置 5 真空泵 6 溶液加液阀 7 溶液泵 8浓溶液调节阀 9浓溶液取样阀 10冷剂水旁通阀 11冷剂水调节阀 12冷剂泵 13冷剂水取样阀 14控制箱

图1-2 机组背视图

15 手动熔晶球阀 16蒸汽凝水出口 17进凝水换热器热媒水调节阀 18 放水阀 19 乏汽凝水出口 20 乏汽凝水箱

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图1-3 机组左视图

21蒸汽发生器 22冷凝器 23吸收器 24蒸发器 25放气螺塞 26热媒水出口 27 热媒水进口 28放水螺塞

图1-4 机组右视图

29乏汽进口 30蒸汽进口 31抽真空口 32凝水换热器 33 溶液热交换器

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发生器 管壳式结构，由筒体、传热管、挡液板和支撑板等组成。来自其他设备的加热源（饱和水蒸汽)流经发生器的传热管内，加热管外的来自吸收器的溴化锂稀溶液，使其分离出冷剂蒸汽，浓度升高后流回吸收器，产生的冷剂蒸汽则流向冷凝器。饱和水蒸汽在传热管内放出热量后，冷凝成蒸汽凝水，经凝水液封器流出发生器。

冷凝器 由筒体、传热管、支撑板及前后端盖组成。热媒水经吸收器提升温度后从冷凝器端盖流进传热管内，被传热管外侧的来自发生器的高温冷剂蒸汽再次加热，温度升高后流出机组，供用户使用。而高温冷剂蒸汽在加热热媒水时放出热量，冷凝成冷剂水，经U形管流入蒸发器。

溶液热交换器 由传热管、折流板及前后液室组成。稀溶液走传热管内，浓溶液走传热管外，其作用是给进入发生器的稀溶液升温，让流回吸收器的浓溶液降温。

凝水换热器 由筒体、传热管、支撑板及前后端盖组成。发生器出来的高温工作蒸汽凝水进入凝水换热器管程，降温后由凝水出口排出。吸收器出来的部分热媒水进入凝水换热器壳程，吸收工作蒸汽凝水热量升温后回到冷凝器热媒水出口端盖。

凝水换热器的主要作用是回收高温工作蒸汽凝水的热量，降低热泵机组整体的工作蒸汽耗量，提高高品位蒸汽热源的利用效率。

表1-1 阀门一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 称 真空泵上抽气阀 真空泵下抽气阀 取样抽气阀 加液阀 浓溶液调节阀 浓溶液取样阀 冷剂水调节阀 冷剂水取样阀 冷剂水旁通阀 用 途 抽真空用，用真空泵直接抽机组内不凝性气体时打开；测机组内压力和正压检漏充放氮气时也须打开。常关。 抽真空用，用真空泵抽机组内或储气筒内不凝性气体时打开。常关。 用于测试真空泵的极限抽气能力，以及用真空泵抽机组以外的容器（如取样器）的真空时打开。常关。 用于加溶液和放溶液，以及对稀溶液取样。常关。 用于调节溶液循环量。调试完后固定，并将二次密封罩盖紧。 用于机组浓溶液取样。常关。 用于调节冷剂水喷淋量。调试完后固定，并将二次密封罩盖紧。 用于冷剂水取样和往机组内加入、放出冷剂水。常关。 用于蒸发器中的冷剂水旁通入吸收器中，进行冷剂水再生或稀释溶液，以及正压检漏和维护保养时向机组内充放气体。常关。 冷剂水阀 截止阀 溶液阀 截止阀 管道阀 截止阀 抽气阀 截止阀 类 别 类 型 管道阀 4

10 手动熔晶球阀 11 进凝水热交换器热媒水调节阀 当机组结晶时，打开球阀将高温溶液通入吸收器，提高稀溶液温度，对浓溶液侧进行熔晶。常关。 熔晶阀 球阀 管道阀 用于调节进入凝水热交换器的热媒水量，调试完后固定，热媒水阀 并将二次密封罩盖紧。 用于机组停机保养时，排尽机组内水系统的水。 用于机组初始开机时，排出机组水系统内的气体。 用于机组停机保养时，排尽凝水换热器内的水。常关。 12 放水螺塞 13 放气螺塞 14 放水阀 螺塞 球阀 抽气装置 由装在机组上的抽气管及自动抽气装置、截止阀、真空泵组成，其作用是抽除机组内的不凝性气体，保证机组的正常运行。

机组运行时，抽气装置能自动将机组内的不凝性气体慢慢地抽到储气筒和储气室内，当其压力达到一定值时即可开启真空泵将其抽出。不凝性气体也可直接通过真空泵从机组内抽出。

屏蔽泵(溶液泵和冷剂泵) 是机组内工作介质流动的动力设备。溶液泵将吸收器中的溴化锂稀溶液抽出，经溶液热交换器送往发生器，在发生器中被加热浓缩后重新回流入吸收器。冷剂泵将蒸发器冷剂水液囊中的冷剂水抽出，喷淋在蒸发器传热管上，吸收传热管内乏汽热量而蒸发。

控制箱 是机组控制系统核心部分，其外形及内部元件见第四章。

1.3 工作原理

热泵机组是一种以热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为动力，溴化锂溶液为吸收剂、水为制冷剂，利用低温热源（乏汽）的热能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒水，实现从低温向高温输送热能的设备。工作原理如图1-5所示。

如前所述，热泵机组由包括蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、热交换器和凝水换热器等主要部件及抽气装置、屏蔽泵(溶液泵和冷剂泵)等辅助部分。抽气装置抽除了机组内的空气等不凝性气体，并保持机组内一直处于高真空状态。

冷剂泵将冷剂水液囊中的冷剂水抽出并喷淋在蒸发器中的传热管表面，吸收流经传热管内乏汽的热量，汽化成冷剂蒸汽，乏汽在放出热量后凝结并流出机组；吸收乏汽热量后产生的冷剂蒸汽流入吸收器，被吸收器顶部淋下的溴化锂浓溶液吸收。溴化锂浓溶液在吸收冷剂蒸汽时放出冷剂蒸汽的凝结热，加热流经吸收器传热管内的热媒水，使其温度升高后流出吸收器；溴化锂浓溶液在吸收冷剂蒸汽后浓度越来越低，汇集在吸收器底部，被溶液泵抽出，经热交换器升温后进入发生器，在发生器中被蒸汽加热浓缩，分离出冷剂蒸汽。浓溶液经热交换器传热管间与溴化锂稀溶液进行热量交换后流回吸收器，继续吸收蒸发器中产生的冷剂蒸汽；而发生器中产生的高温冷剂蒸汽流入冷凝器内，加热流经冷凝器传热管内的热媒水，使其温度继续升高后流出机组供用户

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使用，同时冷剂蒸汽放出热量后冷凝成冷剂水，经U型管进入蒸发器。因蒸发器中压力较低，进入蒸发器的冷剂水一部分闪发成冷剂蒸汽，另一部分冷剂水则因热量被闪发的那一部分带走而降温成饱和温度的冷剂水，流入蒸发器底部液囊。

上述过程不断循环进行，即可不断地回收乏汽热量并制取所需温度的热媒水。

图1-5 机组工作流程图

1.4 工作介质

1.4.1 制冷剂

机组的制冷剂是水。当蒸发器中压力仅有约2.1kPa(16mmHg)时，冷剂水的饱和温度仅有18.5℃(水的饱和蒸汽压力与温度对应关系见附表一)，当达到该温度时水会沸腾汽化。用冷剂泵将蒸发器冷剂水液囊中的冷剂水抽出，喷淋在蒸发器中的传热管上，当温度高于冷剂水温度的乏汽流经传热管内时，冷剂水会因与乏汽存在温差而吸收乏汽的热量，使乏汽温度降低凝结而回收乏汽热量，冷剂水吸收了乏汽热量后沸腾汽化，成为冷剂蒸汽。 1.4.2 吸收剂

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机组的吸收剂是溴化锂溶液。溴化锂溶液在一定的温度和浓度下有强烈的吸收水蒸气的能力，它在机组中可看作是冷剂水的循环载体，其作用是吸收蒸发器中因吸收乏汽热量而汽化产生的冷剂蒸汽，并将吸收冷剂蒸汽时放出的热量传递给热媒水，使热媒水温度升高。溴化锂溶液在浓度变稀后被溶液泵抽出，送入发生器，在工作蒸汽的加热下重新分离成溴化锂浓溶液和冷剂蒸汽。分离出的溴化锂浓溶液经热交换器降温后返回吸收器，继续吸收蒸发器中产生的冷剂蒸汽。而分离出的冷剂蒸汽进入冷凝器，在冷凝器中将热量传递给热媒水，温度降低后冷凝成液态冷剂水，返回蒸发器，放出的热量使热媒水温度继续升高，供用户使用。

新加入机组的溶液应满足下列技术指标： (1) 浓度：50%±0.5%；

(2) 碱度：pH值在9.0~10.5范围内； (3) 钼酸锂含量：0.1%~0.3%。

警告：溴化锂溶液的质量直接影响机组性能，必须采用本公司生产的溶液，否则由此造成的机组性能下降以及其它一切后果，均不在保修范围之内。

溴化锂在水中的溶解度很高，但其溶解度随温度变化，并且有一定的范围。机组中溴化锂溶液浓度有一定的范围，浓度过高、温度过低时，溶液中会有晶体析出，称为结晶，结晶严重时会使机组不能运行。溶液锂溶液的溶解度曲线见附图1。

溴化锂溶液对金属材料有较强的腐蚀性，尤其是在有氧的条件下，腐蚀相当快，严重影响机组使用年限，因此必须保证机组一直处于高真空状态。另外在溶液中添加适量的钼酸锂作为缓蚀剂，并保持pH值在9.0~10.5范围内，可以更好地防止机组腐蚀。当溶液的pH值及钼酸锂含量达不到规定值时，应按本说明书第六章6.6中介绍的方法进行处理。

未添加缓蚀剂的溴化锂溶液是无色透明的液体，无毒，但添加钼酸锂后，溅在皮肤上微痒。应避免溶液直接接触皮肤，如不小心接触溶液，应立即用水冲洗受染处。

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