1、溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用1摘要摘要當今能源與環(huán)保問題已經(jīng)成為全世界所關(guān)注的，因為社會對于資源、環(huán)境問題和可持續(xù)發(fā)展有了更高的要求和關(guān)注。如怎樣提高能源利用率，充更好的利用工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量低溫余熱，減少 cfc 對臭氧層的破壞，減緩溫室效應，已經(jīng)是個迫不及待要解決的問題。溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)則是一種節(jié)能環(huán)保的制冷方式，回收余熱和提高能源利用率的意義已經(jīng)迫在眉睫。本文就是開展了如何使用溴化鋰吸收式制冷機組在火電廠中進行熱電冷聯(lián)產(chǎn)的應用。這篇文章就是指出了熱電冷三聯(lián)產(chǎn)的用途、工作原理及其優(yōu)勢。這里也分析了吸收式制冷的原理，利用液態(tài)制冷劑在低溫、低壓條件下，蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑

2、的熱負荷，產(chǎn)生制冷效應。通過對比就可以比較出溴化鋰的幾種機組的優(yōu)缺點，這里就采用了兩極吸收式溴化鋰制冷機組作為制冷裝置。應用的能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而性能就會得到提高溴化鋰吸收式制冷機組。按照熱力學綜合效率最佳的原則，在使制冷工況下，對系統(tǒng)的主要部件進行了有關(guān)的計算。并且總結(jié)國內(nèi)外的一些采用溴化鋰吸收式制冷技術(shù)的例子基礎(chǔ)上，在根據(jù)其電廠的實際情況及應用溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的可行性，做出以用汽輪機廢汽為熱源的熱電冷三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)綜合設(shè)計方案。結(jié)果表明，這個系統(tǒng)采取了兩級吸收式制冷機組全部以廢熱作為驅(qū)動熱源，從而這樣使運行成本降低，這樣一來一般投資兩年左右就可取得收益，這種方法就是較理想制冷方式，應用于熱電

3、冷三聯(lián)產(chǎn)的制冷方式。關(guān)鍵詞：火電廠 ，余熱回收，兩級吸收式，節(jié)能，吸收式制冷，溴化鋰沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）2abstractin the current energy shortages and the context of enviraonmental protection, people to community resources, environmental issues and sustainable development strategies attention. how to improve energy efficiency, make full use of indu

4、strial production process of a large number of low-temperature waste heat to reduce the cfc on the ozone layer and slow down the greenhouse effect, more and more attention. lithium bromide absorption refrigeration energy saving and environmental protection as a means of cooling for waste heat recove

5、ry and energy efficiency become more and more important significance. this paper carried out using lithium bromide absorption refrigeration unit in thermal power plants in the study of thermoelectric power of cold.this article first pointed out that the development of cchp significance, principles a

6、nd advantages. analysis of the absorption refrigeration principle: the use of liquid refrigerant in low temperature, low pressure conditions, evaporation, evaporation cooling agent contained in the absorption heat load, resulting in cooling effect. libr comprehensive comparison of the advantages and

7、 disadvantages of several units, select the polarization of lithium bromide absorption refrigeration unit as a refrigeration device. in this paper, the application of energy-conditioning systems, to further improve the lithium bromide absorption refrigeration unit performance. in accordance with the

8、 cooling conditions so that the best thermodynamic efficiency of the principle of integrated, on the main department ofto carry out the relevant pieces of the calculation. in conclusion, the use of foreign libr absorption refrigeration technology based on the actual situation in power and applicatio

9、n of lithium bromide absorption refrigeration system, the feasibility of a given waste with steam to heat the steam cchp system design program.comprehensive results show that the system uses a two-stage absorption refrigeration unit completely to waste as a drive source, and its running costs very l

10、ow, generally about two years in the investment can be recovered, is an ideal application of cchp cooling way.keywords: energy conservation; waste heat recovery; absorption refrigeration; libr; absorption levels; thermal power plant溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用3目錄目錄摘要摘要.1abstract .21 緒論.51.1 課題背景及研究的意義.51.1.

11、1 能源現(xiàn)狀.51.1.2 發(fā)展熱電冷三聯(lián)產(chǎn).61.1.3 熱電冷三聯(lián)產(chǎn)原理及優(yōu)勢.71.2 吸收式制冷系統(tǒng).81.2.1 吸收式制冷系統(tǒng)的原理.91.2.2 吸收式制冷循環(huán)的性能指標.91.3 方案論證.111.3.1 溴化鋰吸收式制冷機的特點.111.3.2 方案論證.112 溴化鋰水溶液.122.1 水、溴化鋰.123 溴化鋰吸收式制冷.183.1 溴化鋰吸收式制冷的原理.183.1.1 溴化鋰溶液的 p-t 圖.183.1.2 對比溴化鋰吸收式制冷循環(huán)和壓縮式制冷循環(huán).193.2 兩級發(fā)生溴化鋰吸收式冷水機組.203.2.2 水和溴化鋰溶液的具體循環(huán)流程.224 溴化鋰機組的計算.24

12、4.1 溴化鋰溶液的 h- 圖.244.2 相關(guān)設(shè)計運算.264.2.1 熱力計算.264.2.2 傳熱面積的計算.325 溴化鋰吸收式機組中的控制系統(tǒng).355.1 冷水機組自動控制器功能分析.355.1.1 安全保護系統(tǒng)功能.355.1.2 能量調(diào)節(jié)功能.365.1.3 機組運行控制功能.385.1.4 管理、顯示、設(shè)置功能.395.2 冷水機組控制器下位機總體設(shè)計.39沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）45.2.1 總體設(shè)計路.395.2.2 下位機總體設(shè)計方案.405.3 硬件電路設(shè)計.425.3.1 溫度信號采集硬件電路.425.3.2 故障信號采集硬件電路.425.3.3 液位、閥位信號采

13、集模塊.435.4 軟件設(shè)計.446 溴化鋰吸收式冷水機組在火電廠中的應用.456.1 火電廠的生產(chǎn)過程.45.466.3 熱電冷三聯(lián)產(chǎn)設(shè)備配置模式.47總結(jié)與展望.48致 謝.49參考文獻.50溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 1 -1 緒論1.1 課題背景及研究的意義1.1.1 能源現(xiàn)狀邁進新世紀以來，人類在環(huán)境與社會發(fā)展問題上面臨著更為嚴峻的挑戰(zhàn)。在南非約翰內(nèi)斯堡召開的可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議（world summit on sustainble development.wssd）,揭開了人類進入 21 世紀解決環(huán)境與發(fā)展問題的序幕。在現(xiàn)代文明高速發(fā)展的今天，能源已成為左右可持續(xù)

14、發(fā)展進程的關(guān)鍵因素之一。一方面，能源是改善人類生活和促進經(jīng)濟發(fā)展的必需，隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人們對能源的需求和依賴性越來越大；另一方面，能源的消耗急劇增加，也導致空氣污染、地球變暖等環(huán)境問題日益加劇。目前，世界各國使用的能源主要是煤、石油、天然氣等一次性能源，占能源總消費量的大部分?，F(xiàn)有的能源供應和消費模式顯然稱不上“可持續(xù)” 。據(jù)預測在未來的幾十年內(nèi)世界能源消耗量仍將以平均每年較快的速度上升，按現(xiàn)在的使用速度，世界上的石油存儲量只夠開采五十年左右，煤炭也只能開采大約不到兩百年。如何以可持續(xù)發(fā)展的方式滿足不斷增長的能源需求，給世界各國提出了巨大的挑戰(zhàn)。改善和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，開

15、發(fā)利用新能源和無污染的可再生能源已成為能源、經(jīng)濟、環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。我國是以煤炭為主要能源的國家，在能源的生產(chǎn)和消費中，煤炭占很大的比例，這是我國能源結(jié)構(gòu)中一個很不利的因素。以煤炭為主要能源，造成了我國嚴重的大氣污染。聯(lián)合國公布的相關(guān)數(shù)字表明，自 1965 至 1998 年，全球二氧化碳的排放量翻了一番。燃燒礦物燃料產(chǎn)生的溫室氣體，目前是全球溫室氣體的最主要的來源。在煤炭發(fā)電的過程中，產(chǎn)生大量的粉塵、co2、so2，造成嚴重的大氣污染，加劇了大氣的溫室效應和產(chǎn)生大面積的酸雨，對我國的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重威脅。因此，面對即將到來的能源危機，必須采取開源節(jié)流的措施，既要開發(fā)新的能源，又要

16、大力節(jié)約已有能源。1.1.2 發(fā)展熱電冷三聯(lián)產(chǎn)就目前來看世界上能源利用率較好的幾個國家是日本、美國、歐盟等地。從一些文獻的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，在世界范圍內(nèi)，即使工業(yè)發(fā)達國家也約有相當一部分的能源轉(zhuǎn)為廢熱而排掉了。我過目前能源利用率與發(fā)達國家的差距較大，只有一小部分的余熱得到了利用，其余基本變?yōu)閺U熱排放到環(huán)境中，不僅浪費了大量能源，而且對環(huán)境造成了熱污染。由此可見，余熱回收、廢熱利用是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)之一，它既可以減少熱污染，又可以降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟效益。一、熱電聯(lián)產(chǎn)沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 2 -在以往的火力發(fā)電廠尤其是大型凝汽式發(fā)電廠中，盡管采用各種方式提高效率，充分利用發(fā)電廠的抽氣余

17、熱，采用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，先將較高參數(shù)的蒸汽用來做功發(fā)電，然后抽氣或排氣供熱，既避免了熱電分產(chǎn)時，有用能的大量損耗，也避免了大量的冷源損失，具有熱力學優(yōu)勢。這一能源綜合利用技術(shù)已是當今世界推行的一項行之有效的節(jié)能措施，其節(jié)能意義已被國內(nèi)外大量實踐所證實。但由于熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟性與熱負荷的性質(zhì)、熱負荷的密度、采暖期的長短能諸多因素緊密相關(guān)，當熱電廠熱負荷不足時其經(jīng)濟性很低，熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能效果就發(fā)揮不出來。比如，由于冬天取暖，熱負荷充裕，發(fā)電量高，這時熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)勢很明顯；但是，夏季熱負荷降低，有大量使用空調(diào)制冷，對于抽氣凝汽式機組，在發(fā)電功率不變的情況下，熱負荷減少使得機組熱化發(fā)電量減少，凝汽流發(fā)電

18、量增加。在供熱機組的流通部分存在著調(diào)整熱負荷量和參數(shù)的調(diào)節(jié)機構(gòu)，使凝汽流的發(fā)電耗煤量比同容量、同參數(shù)的凝汽式機組發(fā)電煤耗量大，造成發(fā)電煤耗量的增加。對于背壓式機組，夏季熱負荷的減少不只是減少熱化發(fā)電量，而且減少熱電廠總輸出電功率，同時因背壓式機組偏離設(shè)計工況，機組耗煤量還將明顯增大，這時熱電聯(lián)產(chǎn)就顯不出優(yōu)勢。二、熱電冷聯(lián)產(chǎn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)（簡稱三聯(lián)產(chǎn)）是熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以電廠為能源中心對外供應熱、電、冷三種能量產(chǎn)品的一種新的能量生產(chǎn)系統(tǒng)。其特點是鍋爐產(chǎn)生的蒸汽先通過蒸汽輪機發(fā)電作功，排氣除滿足各種熱負荷以外，還用做溴化鋰吸收式制冷機組的工作蒸汽。這樣一方面節(jié)約了低位熱能；另一方面增加了熱電

19、聯(lián)產(chǎn)供熱機組的熱負荷。對于背壓式蒸汽輪機來說可以增大機組的負荷率，使機組的熱效率提高，在增加發(fā)電量的同時，也降低了發(fā)電煤耗。對于抽氣式供熱機組來說，在增加制冷負荷后，無論是維持發(fā)電量不變，還是保持進氣量不變，都會減少機組的凝汽量，降低發(fā)電煤耗量，增加燃料的節(jié)省量。這樣整個系統(tǒng)的熱負荷平衡，能夠提高夏季熱電廠的發(fā)電量與供熱量，使系統(tǒng)能高效運行，提高全年的綜合經(jīng)濟效益，而且大大減輕了空調(diào)制冷負荷對電網(wǎng)的壓力，緩解用電緊張局面。由于熱電冷聯(lián)產(chǎn)一般采用溴化鋰吸收式制冷機，與 cfcs 為工質(zhì)的壓縮式制冷機不同，有利于保護大氣臭氧層，減輕溫室效應。溴化鋰制冷劑以低壓蒸汽甚至熱水為動力，或利用余熱、廢熱等

20、低品位能源，有利于保護環(huán)境，提高能源利用率，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，具有廣闊的發(fā)展前景。1.1.3 熱電冷三聯(lián)產(chǎn)原理及優(yōu)勢一、熱電冷三聯(lián)產(chǎn)原理熱電冷三聯(lián)產(chǎn)原理圖如圖 1-1 所示。通常的熱電冷三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要由熱源、一級管網(wǎng)、冷暖站、二級管網(wǎng)和用戶設(shè)備組成。一般冬季可以用汽輪機抽汽加熱采暖用水（或蒸汽） ，也可以用它們驅(qū)動吸附式熱泵，熱水或蒸汽經(jīng)管網(wǎng)到用戶；夏季利用鍋爐余熱或汽輪機抽氣驅(qū)動吸收式或吸附式制冷系統(tǒng)，用冷水經(jīng)管網(wǎng)提供給用戶。溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 3 -圖 1-1 熱電冷三聯(lián)產(chǎn)原理圖其中，熱源包括鍋爐余熱或汽輪機廢汽、抽汽；一級管網(wǎng)包括蒸汽或熱水管道；二級管網(wǎng)包括冷水或

21、熱水管道；冷暖站包括吸收式制冷系統(tǒng)；用戶包括樓宇、冷庫或用冷設(shè)備等。二、熱電冷三聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)勢根據(jù)工業(yè)發(fā)達國家的經(jīng)驗以及我國的一些實踐經(jīng)驗，熱電冷聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）可以減少 co2的排放量，節(jié)省能源。將吸收式制冷用于三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)， 與消耗高品位電能的壓縮式制冷相比，吸收式制冷可利用低品位的熱量或聯(lián)產(chǎn)的余熱，充分利用燃料的能源，從而達到節(jié)能的目的。（2）有利于環(huán)境保護。電力空調(diào)以氟利昂（cfcs）為制冷劑，cfcs 會引起臭氧層破壞并產(chǎn)生溫室效應，國際蒙特利爾協(xié)定限制使用。替代物氫氯氟烴雖然對臭氧層破壞能力較低，但溫室效應很強，對環(huán)境不利。溴化鋰吸收式空調(diào)機以溴化鋰為吸收劑，對人

22、體無毒，對環(huán)境無害。因此，用熱電廠發(fā)展溴化鋰吸收式空調(diào)替代電力空調(diào)，有利于環(huán)境保護。（3）可以提高熱電廠的設(shè)備利用率，相應提高熱電廠的經(jīng)濟效益。推廣吸收式空調(diào)制冷，增加熱電廠的夏季熱負荷，平衡冬季和夏季熱負荷的峰谷差，就可以提高熱電廠的設(shè)備利用率，相應提高熱電廠的經(jīng)濟效益。（4）可以產(chǎn)生節(jié)電、增電效益，緩和夏季電力供需矛盾。發(fā)展吸收式空調(diào)制冷，一方面替代電力空調(diào)，節(jié)約大量電力；另一方面增加熱電廠的熱負荷，可以使熱電廠的發(fā)沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 4 -電量增加。利用已建熱電廠溴化鋰吸收式空調(diào)投資比建電站小，工期也比建電站短，發(fā)展溴化鋰吸收式空調(diào)，充分發(fā)揮已建熱電廠的發(fā)電能力，對于緩解電力

23、供需矛盾將可發(fā)揮巨大的作用，采取這一措施，不但可以提高熱電廠的發(fā)電效率，降低煤耗；由于改善了夏季電力負荷曲線形狀，還可以提高電力系統(tǒng)所有發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。1.2 吸收式制冷技術(shù)吸收式制冷與蒸汽壓縮制冷的原理相同，都是利用液態(tài)制冷劑在低溫、低壓條件下，蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑的熱負荷，產(chǎn)生制冷效應。不同的是，吸收式制冷是利用制冷劑與吸收劑組成的二元溶液為工質(zhì)對完成制冷循環(huán)的。圖 1-2 吸收式制冷原理1冷凝器 2發(fā)生器 3溶液泵 4溶液節(jié)流閥 5吸收器 6蒸發(fā)器 7節(jié)流閥圖 1-2 表示了吸收式制冷的工作原理。吸收式制冷由發(fā)生器 2、冷凝器 1、蒸發(fā)器6、吸收器 5、溶液泵 3、節(jié)流閥 4 等部件組

24、成。工作介質(zhì)除制取冷量的制冷劑外，還有吸收、解吸制冷劑的吸收劑，二者組成工質(zhì)對。在發(fā)生器中工質(zhì)對被加熱介質(zhì)加熱，解析出冷劑蒸汽，冷劑蒸汽在冷凝器中被冷卻凝結(jié)成液體，然后經(jīng)節(jié)流閥降壓，進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應。蒸發(fā)產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入吸收器，被來自發(fā)生器的工質(zhì)對吸收，再由溶液泵加壓送入發(fā)生器。如此循環(huán)不息制取冷量。由于它是利用吸收劑的質(zhì)量分數(shù)變化，完成制冷劑的循環(huán)，因而被稱為吸收式制冷。目前常用的吸收式制冷有氨水吸收式與溴化鋰水吸收式兩種。氨水吸收式以氨為制冷劑，水為吸收劑，可以制取 0以下的溫度，但因氨具有刺激性臭味，且熱效率低、質(zhì)量較重、體積龐大，一般很少用。目前應用最廣泛的是以水為制

25、冷劑、溴化鋰溶溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 5 -液為吸收劑的溴化鋰吸收式制冷機組。1.3 方案論證方案一：采用單效溴化鋰吸收式制冷流程單效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)是溴化鋰制冷機組最基本的形式。該系統(tǒng)的主要特點是：單效流程中通常都是采用0.03-0.15mpa (表)的飽和蒸氣或85-150的熱水為驅(qū)動熱源。單效發(fā)生單級吸收，發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器都各只要一個，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單。在單效流程中，其發(fā)生壓力由冷凝壓力決定，而冷凝壓力的確定取決于冷卻水的溫度，冷卻水的溫度由環(huán)境溫度決定，所以對于單效流程，發(fā)生壓力的變化不大。那么在一定的發(fā)生壓力下，隨著溫度的提高，發(fā)生終了的濃溶液濃

26、度將會不斷的增加，直至結(jié)晶為止，從而破壞了整個的循環(huán)。特別是當?shù)推肺坏臒崮鼙粦迷趩涡т寤囄帐街评湎到y(tǒng)中時，由于熱源溫度較低，從而導致發(fā)生終了狀態(tài)的濃溶液濃度降低，使得濃溶液的吸收能力下降，影響到對來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣的吸收，使單效循環(huán)無法正常工作。方案二：采用雙效溴化鋰吸收式制冷流程雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)是與單效截然不同的一種冷水機組。該系統(tǒng)的主要特點是：與單效的相比在主要的部件上多了一個高壓發(fā)生器。該系統(tǒng)利用高品位的驅(qū)動熱源，它大多采用0.25-0.8mpa(表)的飽和蒸氣或150以上的高溫熱水。在雙效流程中，采用兩效發(fā)生，一級吸收的方式。機組中的高壓發(fā)生器由高溫的驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生

27、的冷劑蒸汽用來提供低壓發(fā)生器所需的熱量，高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器發(fā)生的制冷劑蒸汽都將進入蒸發(fā)器產(chǎn)生冷量，并一起在吸收器中被濃溶液吸收。雙效流程對于驅(qū)動熱源的要求較大，對于整個機組的安全性能要求較高。方案三：采用兩級溴化鋰吸收式制冷流程兩級溴化鋰吸收式制冷機組是在單效的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一個較新的節(jié)能型的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點：利用低于0.03mpa(表)的飽和蒸氣或85 以下的熱水作為熱源，適用范圍明顯的比單效流程廣，其節(jié)能特性也比較明顯。與雙效的相比在主要組成部分上多了一個吸收器。在兩級流程中，采用了兩級發(fā)生、兩級吸收的方式來適應較低溫度的熱源。它利用低壓循環(huán)發(fā)生的制冷劑蒸汽，提高高壓循環(huán)的吸收

28、壓力，使高壓循環(huán)吸收低壓循環(huán)發(fā)生的冷劑蒸汽，高壓循環(huán)發(fā)生的制冷劑蒸汽送入蒸發(fā)器產(chǎn)生冷量，并被低壓循環(huán)吸收。對于在工業(yè)領(lǐng)域和自然界廣泛存在的較低品位的熱源，如:工業(yè)廢熱、太陽能、地熱等，足以用來驅(qū)動兩級流程溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)。綜上所述，在本次設(shè)計中我們采用兩級溴化鋰吸收式制冷機組。因為本次論文的核心就是充分利用電廠中的低品位的熱量，在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，從而實現(xiàn)能源的階梯式利用。顯然，從以上的分析可以清楚的了解到，單效機組雖然簡單但其中存在諸多問題，不利于長期生產(chǎn)；雙效機組利用的是高品位的熱源；只有兩級制冷沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 6 -系統(tǒng)即具備了單效的一些優(yōu)點又解決了單

29、效中的一些問題，而且可以充分利用電廠的廢熱。2 溴化鋰吸收式制冷2.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)溴化鋰是一種穩(wěn)定的物質(zhì)，是由堿金屬元素鋰（li）和鹵族元素（br）兩種元素組成，其一般性質(zhì)與食鹽大體類似，有咸味，呈無色粒狀晶體，熔點為 549，其分子式為libr；沸點很高（沸點為 1265） ，在常溫或以般高溫下可以認為不揮發(fā)；極易溶于水；性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中不變質(zhì)，不揮發(fā)；它由 92.01%的溴和 7.99%的鋰組成，相對分子質(zhì)量為86.856，密度為 3464 kg/ m3（25時） 。溴化鋰溶液是無色液體，有咸味，無毒，加入鉻酸鋰后溶液呈淡黃色，主要物理性質(zhì)：溶解度。物質(zhì)的溶解度通常用在某一溫度下

30、 100g 溶劑中所能溶解的該物質(zhì)的最大質(zhì)量來表示。此時，溶液處于飽和狀態(tài)，被稱為飽和溶液。因此，也可用飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)來反映物質(zhì)的溶解度。溴化鋰極易溶于水，在 20是食鹽的溶解度只有 35.9g，而溴化鋰的溶解度是其 3 倍左右。溶解度的大小除與溶質(zhì)和溶劑的特性有關(guān)外，還與溫度有關(guān)。一般固體的溶解度隨溫度的升高而增加，但氣體的溶解度卻隨溫度的升高而減小。一定溫度下的溴化鋰飽和水溶液，當溫度降低時，由于溴化鋰在水中溶解度的減小，溶液中多余的溴化鋰就會與水結(jié)合成含有 1、2、3 或 5 個水分子的溴化鋰水合物晶體析出，形成結(jié)晶現(xiàn)象，如圖 2-1所示。圖 2-1 溴化鋰在水中的溶解度溴化鋰吸收式

31、制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 7 -如對已含有溴化鋰水合物晶體的溶液加熱升溫，在某一溫度下，溶液中的晶體會全部溶解消失，這一溫度即為該質(zhì)量分數(shù)下溴化鋰溶液的結(jié)晶溫度。測定各質(zhì)量分數(shù)下溴化鋰溶液的結(jié)晶溫度，可繪制成圖 2-2 的結(jié)晶溫度曲線，該圖表示了在溴化鋰吸收式機組工作的范圍內(nèi)的結(jié)晶溫度。當溶液的狀態(tài)點位于結(jié)晶溫度曲線上或在結(jié)晶溫度曲線下邊，即溶液溫度低于結(jié)晶溫度，溶液中就會有晶體析出。圖 2-2 溴化鋰水溶液的結(jié)晶溫度 由圖 2-2 可知，溴化鋰溶液的結(jié)晶溫度與質(zhì)量分數(shù)關(guān)系很大，質(zhì)量分數(shù)略有變化時，結(jié)晶溫度相差很大。當質(zhì)量分數(shù)在 65%以上時，這種情況尤為突出。作為機組的工質(zhì)，溴化鋰溶液

32、應始終處于液體狀態(tài)，無論是運行或停機期間，都必須防止溶液結(jié)晶，這點在機組設(shè)計和運行管理上都應十分重視。水蒸氣壓。由于溴化鋰溶液中水的沸點遠高于水的沸點，因此，在與溶液達到相平衡的氣相中沒有溴化鋰存在，全部都是水蒸氣，所以，溴化鋰溶液的蒸氣壓也被稱作溴化鋰溶液的水蒸氣壓。沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 8 -圖 2-3 溴化鋰溶液的水蒸氣壓溴化鋰溶液的水蒸氣壓很低，它比同溫度下純水的飽和蒸氣壓力低得多，因而有強烈的吸濕性。液體與蒸氣之間的平衡屬于動平衡，此時分子穿過液體表面到蒸氣中去的速率等于分子從蒸氣中回到液體內(nèi)的速率。因為溴化鋰溶液中的溴化鋰分子對水分子的吸引力比水分子之間的吸引力強，也因為

33、在單位液體容積內(nèi)溴化鋰分子的存在而使水分子數(shù)目減小，所以在相同溫度的條件下，液面上單位蒸氣容積內(nèi)水分子的數(shù)目比純水表面上水分子數(shù)目少。由于溴化鋰的沸點很高，在所采用的溫度范圍內(nèi)不會揮發(fā)，因此和溶液處于平衡狀態(tài)的蒸氣的總壓力就等于水蒸氣的壓力，從而可知溫度相等時，溴化鋰溶液液面上的水蒸氣分壓力小于純水的飽和蒸氣壓力，且質(zhì)量分數(shù)越高或溫度越低時水蒸氣的壓力越低。圖 3 是用等壓法和沸騰法測定的溴化鋰溶液的水蒸氣壓曲線圖。由圖2-3 可知，溴化鋰溶液的水蒸氣壓隨著質(zhì)量分數(shù)的增大而降低，并遠低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。例如，在 25時，質(zhì)量分數(shù)為 50%的溴化鋰溶液的水蒸氣壓僅為 0.8kpa，而水在

34、此時的飽和蒸汽壓約為 3.16kpa。這表明溴化鋰溶液的吸濕性很強，因為只要水蒸氣壓力大于 0.8kpa，如 0.93kpa（水的飽和溫度為 6）就會被 25、50%的溴化鋰溶液所吸收，亦即溴化鋰溶液具有吸收比其溫度低得多的水蒸氣的能力。這也正是溴化鋰溶液可作為吸收式機組工質(zhì)對的原因。質(zhì)量定壓熱容溴化鋰溶液的質(zhì)量定壓熱容就是在壓力不變的條件下，單位質(zhì)量溶液溫度升高（或降低）1時所吸收（或放出）的熱量。溴化鋰溶液的質(zhì)量定壓熱容曲線如圖 2-4 所示。由圖 2-4 可知，溴化鋰溶液的質(zhì)量定壓熱容隨溫度的升高而增大，隨質(zhì)量分數(shù)的增大而減小。在溴化鋰吸收式機組實際使用的質(zhì)量分數(shù)范圍內(nèi)，溴化鋰溶液的質(zhì)量

35、定壓熱容僅為 1.682.51 kj/（kgk）0.40.6kcal/（kg），比水小得多。這一點有利于提高吸收式機組的效率。因為溶液的質(zhì)量定壓熱容小，在發(fā)生過程中加熱溶液到沸點所需的熱量就較小，在吸收過程中冷卻溶液所放出的熱量也較小。圖 2-4 溴化鋰溶液的質(zhì)量定壓熱容曲線溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 9 -2.2 溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的性能指標1、熱平衡在吸收式制冷循環(huán)中，工質(zhì)對在發(fā)生器中從高溫熱源獲得熱量，在蒸發(fā)器中從低gq溫熱源獲得熱量，在吸收器和冷凝器中分別向外界環(huán)境放出熱量、，而溶液泵0qaqkq中只是提供輸送溶液時克服管路阻力和重力位差所需的動力，消耗的機械功很小。

36、對于一理想的吸收式制冷循環(huán)，如忽略溶液泵的機械功和其他熱損失，則由熱力學第一定律得到如下熱平衡關(guān)系式: kagqqqq0（1-1） 即加入機組中的熱量等于機組向外放出的熱量。2、熱力系數(shù)熱力系數(shù)表示消耗單位熱量所能制取的冷量，是衡量吸收式機組的主要性能指標。由上面可以知道吸收式制冷循環(huán)的熱力系數(shù) ： （1-gqq0代價目的2）在給定條件下，熱力系數(shù)越大，循環(huán)的經(jīng)濟性越好。需要注意的是，熱力系數(shù)指表明吸收式機組工作時，制冷量與所消耗的加熱量的比值，與通常所說的機械設(shè)備的效率不同，其值可以小于 1，等于 1，或大于 1。如定義高溫熱源的溫度為 tg，低溫熱源的溫度為 t0，外界環(huán)境溫度為 tk，并

37、忽略吸收式循環(huán)中各過程的不可逆損失，則可認為發(fā)生器中的溫度就等于高溫熱源溫度 tg，蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度就等于低溫熱源 t0，冷凝器中的冷凝溫度和吸收器中的冷卻溫度就等與外界環(huán)境溫度 tk，根據(jù)熱力學第二定律有下式成立： （1-kkkaggtqtqtqtq003）聯(lián)立式（1-1） 、 （1-2） 、 （1-3） ，可以得到理想吸收式循環(huán)的熱力系數(shù) （1-00maxttttttkgkg4）式中 工作在高溫熱源溫度 tg環(huán)境溫度 tk間正卡諾循環(huán)的熱效率，；gkgttt 工作在低溫熱源溫度 t0和環(huán)境溫度 tk間逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)，沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 10 -。00tttk由此可見，理

38、想吸收式制冷循環(huán)可看作是工作在高溫熱源溫度 tg和環(huán)境溫度 tk的正卡諾循環(huán)與工作在低溫熱源溫度 t0和環(huán)境溫度 tk間的逆卡諾循環(huán)的聯(lián)合，其熱力系數(shù)max是吸收制冷循環(huán)在理論上所能達到的熱力系數(shù)的最大值。這一最大熱力系數(shù)的數(shù)值只取決于三個熱源的溫度，而與其它因素無關(guān)。在實際過程中，由于各種不可逆損失的存在，吸收式制冷循環(huán)的熱力系數(shù)必然低于相同熱源溫度下理想吸收式循環(huán)的熱力系數(shù)，兩者之間被稱作吸收式制冷循環(huán)的熱力完善度，用 表示： （1-max5）熱力完善度越大，表明循環(huán)中的不可逆損失越小，循環(huán)越接近理想循環(huán)。2.3 溴化鋰吸收式制冷的原理2.3.1 溴化鋰吸收式制冷循環(huán)與壓縮式制冷循環(huán)的對比

39、為了更明確的說明溴化鋰吸收式制冷機的工作原理，可以將溴化鋰吸收式制冷機與壓縮式制冷機進行對比。壓縮式制冷機的整個循環(huán)過程包括以下四個過程：制冷劑在蒸發(fā)器中向低溫熱源吸熱蒸發(fā)的過程；在壓縮機中被壓縮，壓力、溫度升高的壓縮過程；在冷凝器中向高溫熱源放熱的冷凝過程；通過節(jié)流閥使壓力、溫度降低的節(jié)流過程。制冷效應是在蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的，而壓縮機的作用是，一方面將不斷地完成了吸熱過程而汽化的制冷劑蒸氣從蒸發(fā)器中抽吸出來，使蒸發(fā)器維持低壓狀態(tài)，便于蒸發(fā)吸熱過程能繼續(xù)不斷地進行下去；另一方面，通過壓縮作用提高制冷劑蒸汽的壓力和溫度，產(chǎn)生將制冷蒸氣的熱量向外界（冷卻水或空氣）轉(zhuǎn)移的條件。 溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在

40、火力發(fā)電廠中的應用- 11 -（a） (b)圖 3-1 吸收式與壓縮式的對比（a）壓縮式制冷機(b)吸收式制冷機圖 3-1 表示溴化鋰吸收式制冷機與壓縮式制冷機的對比。由圖可以看出，吸收式制冷機也有蒸發(fā)器和冷凝器（虛線右側(cè)的部組成分與壓縮式制冷機基本相同） 。從產(chǎn)生制冷效應的方法來說，它和壓縮式制冷機一樣，也是使制冷劑（水）在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)。高壓、高溫的制冷劑蒸汽的放熱凝結(jié)也是在冷凝器中完成的。但是，把蒸發(fā)器中生成的冷劑蒸汽抽吸出來并提高其壓力和溫度的過程，則和壓縮機不同。吸收式制冷機沒有壓縮機，而是用吸收器和發(fā)生器替代壓縮機（虛線左側(cè)） 。吸收器起著相當于壓縮機吸氣行程的作用，將蒸發(fā)器中生

41、成的冷劑蒸汽不斷抽吸出來，以維持蒸發(fā)器內(nèi)的低壓。發(fā)生器則起著相當于壓縮機壓縮行程的作用，產(chǎn)生高壓、高溫冷劑蒸汽。那么，吸收器和發(fā)生器又是如何起到相當于壓縮機的作用的呢？答案就是依靠溴化鋰溶液的性質(zhì)。由前面可以知道，溴化鋰溶液的水蒸氣壓遠低于相同溫度下水的飽和蒸氣壓，并且隨著溶液質(zhì)量分數(shù)的增大或溫度的降低而相應降低。這樣，對于吸收器中具有一定質(zhì)量分數(shù)的濃溶液，其常溫下的水蒸氣壓就比蒸發(fā)器中低溫水的蒸氣壓力還低，處于過冷狀態(tài)。蒸發(fā)器中蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽便會被吸收器中的濃溶液所吸收。由于吸收過程會放出大量的溶解熱，并且溶液的質(zhì)量分數(shù)也隨著吸收過程的進行不斷下降，因此，如圖 3-2 所示，在吸收器中要

42、用冷卻水對溶液進行冷卻，帶走吸收過程放出的溶解熱，并使稀釋了的溶液的溫度降低，從而使溶液處于過冷狀態(tài)，維持吸收過程的進行。吸收了水蒸氣后質(zhì)量分數(shù)下降的稀溶液，由溶液泵提高壓力后進入發(fā)生器中，在這里，稀溶液被高溫熱源加熱升溫，其水蒸氣壓不斷升高，當溶液的水蒸氣壓超過發(fā)生器的壓力時，蒸汽便從溶液中蒸發(fā)出來，溶液的質(zhì)量分數(shù)增大。當溶液的水蒸氣壓超過冷沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 12 -凝器中的冷凝壓力時，水蒸氣不斷流入冷凝器，在其中被冷卻水冷卻凝結(jié)成冷劑水，然后節(jié)流降壓進入蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷。而濃縮了的濃溶液又重新回到吸收器中吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽。這樣就完成了溴化鋰吸收式制冷循環(huán)。2.3.2 溴

43、化鋰溶液循環(huán)過程在 p-t 圖上的表示圖 3-2 溴化鋰溶液的 p-t 圖圖 3-2 是溴化鋰溶液的 p-t 圖，它是根據(jù)同一質(zhì)量分數(shù)下處于相平衡的溴化鋰溶液的水蒸氣壓隨溫度變化的關(guān)系繪制的，是溴化鋰溶液最基本的熱力圖表之一。在溴化鋰溶液的 p-t 圖上有三個狀態(tài)參數(shù)：溫度、質(zhì)量分數(shù)和水蒸氣壓，只要知道其中任何兩個，另一個就可根據(jù)溴化鋰溶液的 p-t 圖確定。除此之外，溴化鋰溶液的 p-t 圖可以用來描述溴化鋰溶液熱力狀態(tài)的變化情況以及溴化鋰吸收式機組的工作循環(huán)過程。下圖中分別選取了四個點，來說明溴化鋰吸收式制冷的工作循環(huán)過程圖中的 abcd 就表示了最基本的溴化鋰吸收機組中溶液的工作循環(huán)。溴

44、化鋰溶液在 a點的質(zhì)量分數(shù)為 58。從 a 點到 b 點溶液在 9.3kpa 的壓力下等壓加熱。隨著溫度的升高，溶液中的水分被蒸發(fā)出來，那么溴化鋰的質(zhì)量分數(shù)也隨著不斷的增大。當溫度升到 95時，到達狀態(tài)點了 b，此時溴化鋰溶液的質(zhì)量分數(shù)為 62。過程線 ab 則表示的是溴化鋰吸收式制冷過程中的等壓加熱濃縮的過程，在溴化鋰吸收式機組中通常稱為發(fā)生過程。圖中點 c 狀態(tài)代表的是溫度 47、質(zhì)量分數(shù) 62的溴化鋰溶液。從 c 點到 d 點，溶液在0.8kpa 的壓力下進行等壓冷卻。隨著溫度的下降，溶液的水蒸氣壓降低并且低于水的蒸氣壓，因此該時候的溴化鋰溶液具有吸收水蒸氣的能力，它不斷吸收水蒸氣，因此

45、溴化鋰質(zhì)量分數(shù)也隨著降低。當溫度降低到 38時，溶液的質(zhì)量分數(shù)為 58，達到狀態(tài)點溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 13 -d。過程線 cd 表示的是溴化鋰吸收式制冷循環(huán)過程中的等壓冷卻稀釋的過程，在溴化鋰吸收機組中通常稱作吸收過程。過程線 bc 表示液相的冷卻過程，過程線 da 則表示了加熱的過程。在整個的循環(huán)過程中溴化鋰溶液的質(zhì)量分數(shù)始終是保持恒定的。3 兩級吸收式溴化鋰制冷機組3.1 概述目前我國對于廣泛存在的低品位的余熱資源，如工廠低品位廢熱、太陽能、地熱能，以及70-80的熱水等的利用率不高。為了有效的利用這些低品位的熱源，在單效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開展對雙級溴化

46、鋰吸收式制冷系統(tǒng)的研究是非常必要的。影響溴化鋰水溶液的吸收能力的因素主要有溶液的濃度、吸收壓力和吸收溫度，溶液的濃度越高、吸收壓力越大、吸收溫度越低，溴化鋰水溶液的吸收能力也就越大。在單效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)中，其吸收器中的吸收壓力是由蒸發(fā)器中的壓力所決定的，而蒸發(fā)器的壓力由設(shè)計條件對于冷凍水的要求確定；吸收器中的吸收溫度由環(huán)境提供的冷卻水決定。所以在單效流程中吸收器中的吸收壓力和吸收溫度變化的空間不大，能影響溴化鋰水溶液的吸收能力的只有溶液的濃度。當?shù)推肺坏臒崮鼙粦糜趩涡т寤囄蜿柟こ虒W院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 14 -收式制冷系統(tǒng)時，由于熱源溫度較低，導致發(fā)生終了狀態(tài)的濃溶液濃度降低，使得

47、濃溶液的吸收能力降低，影響到對來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣的吸收，使單效循環(huán)無法正常工作。受壓縮式制冷系統(tǒng)在制取較低溫度時，由于制冷工質(zhì)壓縮比增大使單級壓縮機無法正常工作，為此引入兩級壓縮的概念，使每一級壓縮機的壓縮比降低，從而可以穩(wěn)定的工作的啟發(fā)，在吸收式制冷系統(tǒng)中，為解決應用較低溫度的熱源時出現(xiàn)的問題，同樣引入兩級發(fā)生、兩級吸收的概念。使每一級循環(huán)的發(fā)生和吸收負荷降低，保證系統(tǒng)可以在低溫熱源下正常工作，從而發(fā)展出了兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)。以溴化鋰吸收式制冷單效流程為基礎(chǔ)，在發(fā)生壓力和吸收壓力之間選定一個中間壓力，從而得到兩級溴化鋰吸收式制冷流程。此流程由兩部分組成：高壓循環(huán)和低壓循環(huán)。低壓循環(huán)在

48、中間壓力和吸收壓力之間進行，在低壓發(fā)生器中，雖然熱源是低溫熱源，但其工作壓力較低所以發(fā)生后濃溶液的濃度較高，在低壓吸收器中可以吸收來自蒸發(fā)器的冷劑水蒸氣，這相當于提高了驅(qū)動熱源的溫度，增加了發(fā)生終了時濃溶液的濃度。高壓循環(huán)在發(fā)生壓力與中間壓力之間進行，由高壓發(fā)生器出來的發(fā)生終了的濃溶液進入高壓吸收器，吸收來自低壓發(fā)生器的冷劑水蒸氣。雖然使用的還是低溫熱源，高壓發(fā)生器出來的濃溶液的質(zhì)量濃度仍然不高，但由于低壓發(fā)生器工作在中間壓力下，所以吸收過程可以順利的進行，這相當與提高了單效溴化鋰吸收式制冷流程中的蒸發(fā)壓力。這樣低溫熱源就可以得到利用。3.2 兩級吸收溴化鋰冷水機組的工作原理 圖3-1為兩級吸

49、收溴化鋰吸收式冷水機組的原理圖。溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 15 -圖 3-1 兩級流程原理圖由圖 3-1 可以看出，兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)中的吸收器、發(fā)生器、溶液熱交換器各有兩只，溶液泵也相應的增多。從設(shè)備方面看，它仿佛和雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)有相似之處，但從流程循環(huán)方面看，它們卻有著本質(zhì)的區(qū)別：雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)各流程的循環(huán)是一個相對不可分的循環(huán)。它僅僅是對于溴化鋰溶液進行了兩效發(fā)生，以便充分利用高溫熱源。其兩效產(chǎn)生的冷劑水蒸汽都將進入蒸發(fā)器，產(chǎn)生冷量。而兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)流程的循環(huán)由兩個相對獨立的單效循環(huán)構(gòu)成，兩個單效流程分別工作在不同的工作壓力下。其中，

50、只有高壓循環(huán)發(fā)生的冷劑水蒸氣產(chǎn)生冷量，低壓循環(huán)發(fā)生的冷劑水蒸汽并不產(chǎn)生冷量。兩級流程與雙效流程最大的區(qū)別在于使用條件，兩級流程是為了利用低溫熱源提出的，而雙效流程是為了利用高溫熱源提出的。就兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)流程的循環(huán)，我們可以將它看成是由一個低壓下和一個高壓下的單效循環(huán)構(gòu)成的，兩個循環(huán)相對獨立。以下我們對它們分別進行討論。一 、低壓循環(huán)低壓循環(huán)將使用低壓吸收器、低壓發(fā)生器、高壓吸收器、蒸發(fā)器、低溫溶液熱交換器及相關(guān)的泵等設(shè)備。其具體過程如下:由低壓吸收器出來的稀溶液，經(jīng)由低溫溶液熱交換器，進入低壓發(fā)生器，由驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，使自己的濃度達到濃溶液濃度，產(chǎn)生的制冷劑蒸汽進入高

51、壓吸收器，被高壓循環(huán)的濃溶液吸收，這部分制冷劑蒸汽在循環(huán)中是不產(chǎn)生制冷效果的。在低壓發(fā)生器中發(fā)生后的濃溶液出低壓發(fā)生器后，再經(jīng)低溫溶液熱交換器，進入低壓吸收器，吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽，從而完成低壓沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 16 -循環(huán)。二 、 高壓循環(huán)高壓循環(huán)將使用高壓發(fā)生器、高壓吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、低壓吸收器、高溫溶液熱交換器及相關(guān)的泵等設(shè)備。其具體過程如下:稀溶液出高壓吸收器后，經(jīng)高溫溶液熱交換器進入高壓發(fā)生器，在高壓發(fā)生器中被驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，并使溶液達到濃溶液濃度。產(chǎn)生的制冷劑蒸汽進入冷凝器，被冷凝為冷劑水，再送入蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生冷量，制取冷凍水。蒸發(fā)后的冷劑蒸

52、汽進入低壓吸收器，被低壓循環(huán)的濃溶液吸收。高壓發(fā)生器中發(fā)生終了的濃溶液出高壓發(fā)生器后，經(jīng)過高溫溶液熱交換器，進入高壓吸收器，吸收來自低壓發(fā)生器的低壓循環(huán)的制冷劑蒸汽，完成高壓循環(huán)。這兩個循環(huán)有一個結(jié)合點，即中間壓力pm，它是壓循環(huán)的吸收壓力和低壓循環(huán)的發(fā)生壓力高。低壓發(fā)生器中生成的壓力為pm的冷劑蒸汽進入高壓吸收器被來自高壓發(fā)生器的濃溶液所吸收，這就是高、低壓循環(huán)的結(jié)合部，使冷劑水得以在高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器之間形成循環(huán)。由此可以知道:溶液在高、低壓發(fā)生器和高、低壓吸收器中分別經(jīng)歷兩次發(fā)生過程和兩次吸收過程，故稱為兩級溴化鋰吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)。但在循環(huán)中僅有高壓發(fā)生器中發(fā)生的制冷劑才被凝結(jié)成冷

53、劑水進入蒸發(fā)器制冷，產(chǎn)生冷量；也僅有低壓發(fā)生器出口的濃溶液，進入低壓吸收器吸收蒸發(fā)器中生成的制冷劑蒸汽，使蒸發(fā)壓力保持恒定。溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 17 -3.3 水和溴化鋰溶液的具體循環(huán)流程圖 3-2溴化鋰制冷系統(tǒng)圖一、吸收劑溴化鋰溶液的循環(huán)流程溴化鋰溶液的循環(huán)流程：低壓發(fā)生器出來的稀溶液，經(jīng)由低溫溶液熱交換器，進入低壓發(fā)生器，由驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，使自己的濃度達到濃溶液濃度，在低壓發(fā)生器中發(fā)生后的濃溶液出低壓發(fā)生器后，再經(jīng)低溫溶液熱交換器，進入低壓吸收器，吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽；稀溶液出高壓吸收器后，經(jīng)高溫溶液熱交換器進入高壓發(fā)生器，在高壓發(fā)生器中被驅(qū)動熱

54、源加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，并使溶液達到濃溶液濃度，高壓發(fā)生器中發(fā)生終了的濃溶液出高壓發(fā)生器后，經(jīng)過高溫溶液熱交換器，進入高壓吸收器，吸收來自低壓發(fā)生器的低壓循環(huán)的制冷劑蒸汽。二、制冷劑水的循環(huán)流程。 制冷劑水的循環(huán)流程：制冷劑水的循環(huán)流程是在制冷劑回路中，低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，直接進入高壓吸收器，被高壓循環(huán)的濃溶液吸收，這部分制冷劑蒸汽在循環(huán)中不長生制冷效果。高壓發(fā)生器中產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽進入冷凝器，被冷凝成為冷劑水，冷凝器中的冷劑水節(jié)流后進入蒸發(fā)器，經(jīng)冷劑泵輸送，噴淋在蒸發(fā)器管簇上，吸取管內(nèi)冷媒水的熱量，在蒸發(fā)壓力下吸熱蒸發(fā)，使冷媒水溫度降低，從而達到制冷的目的，也就完成了一次制冷劑水的

55、循環(huán)。在此我們也給出兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)流程的焓濃圖，如圖3-3 所示。沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 18 -高壓級：1-2 稀溶液在高壓溶液液熱交換器中的加熱過程；2-3-4稀溶液在高壓發(fā)生器中的發(fā)生過成，產(chǎn)生狀態(tài)點11的制冷劑蒸氣；4-5 濃溶液在高壓溶液熱交換器中的降溫過程；5-1 濃溶液在高壓吸收器中的吸收過程.吸收狀態(tài)點為12的制冷劑蒸氣；低壓級：6-7 稀溶液在低壓溶液熱交換器中的加熱過程;7-8-9稀溶液在低壓發(fā)生器中的發(fā)生過程，產(chǎn)生狀態(tài)點12的制冷劑蒸氣；9-10濃溶液在低壓溶液熱交換器中的降溫過程；10-6濃溶液在低壓吸收器中的吸收過程，吸收狀態(tài)點為14的制冷劑蒸氣制冷

56、劑：11- 13高壓級產(chǎn)生的制冷劑蒸氣在冷凝器中的冷卻和冷凝過程；13- 14高壓級產(chǎn)生的制冷劑液體在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程。圖 3-3 機組流程的焓濃圖4 兩級溴化鋰制冷機組的計算4.1 溴化鋰溶液的 h- 圖溴化鋰溶液的 h- 圖如圖 4-1 所示的，其主要表述了溴化鋰溶液的溫度、水蒸氣壓、質(zhì)量分數(shù)和比焓這四個參數(shù)之間的關(guān)系。利用該圖既可以求得溶液的狀態(tài)參數(shù)，還可將溴化鋰吸收式機組中溶液的熱力過程清楚地表示出來。h- 圖是進行溴化鋰吸收式循環(huán)過程的理論分析、熱工計算和運行特性分析的主要圖表之一。溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用- 19 -圖 4-1 溴化鋰溶液的 h- 圖a）汽相圖 b

57、)液相圖比焓 h 是圖中的縱坐標，橫坐標是溴化鋰溶液的質(zhì)量分數(shù)。圖 4-1b 為液相區(qū)，由等溫線簇和等壓線簇組成網(wǎng)格線。圖 4-1a 是汽相圖，因為汽相只有水蒸氣的組分，所以圖上只有作輔助線的等壓線簇，而汽相點則在縱坐標上。橫坐標上的質(zhì)量分數(shù)不表示汽相中溴化鋰的含量，只表示與蒸汽處于相平衡的溶液的質(zhì)量分數(shù)。根據(jù)固體溴化鋰的比焓 hl和水的比焓 hh及溴化鋰在水中溶解時的積分溶解熱 q，可以求得溴化鋰溶液的比焓，由 4-1 式可求得： （4-qhhhlhll)1 (1）式中 l溶液的質(zhì)量分數(shù)（%）,q 前取負號是因為溴化鋰溶解于水是放熱過程?？梢约俣ㄤ寤嚭退跍囟葹?0時的比焓均為 418.6

58、0kj/kg(100kcal/kg)，則在不同溫度下其比焓可由 4-2、4-3 式求得： （4-60.4180tplldtch2） （4-60.4180tphhdtch3）沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 20 -再利用溴化鋰在水中的溶解熱數(shù)據(jù)，便可按式（4-1）計算溫度為某一給定值時，各不同質(zhì)量分數(shù)下溶液的比焓。前邊溴化鋰溶液的 h- 圖是以 70為基準值的，即求出溫度為 70時各種不同質(zhì)量分數(shù)溴化鋰溶液的比焓值。有了 70的等溫線，再利用溶液的質(zhì)量定壓熱容數(shù)據(jù)，ch70就可根據(jù)下式求任意溫度時的等溫線，即溴化鋰溶液的比焓。 （4-)70(707070 xchdtchhcxpcxcpccx4）

59、式中 溴化鋰溶液的質(zhì)量定壓熱容kj/(kg),以作為的平均值。pccxpccx70由一系列同一壓力下與不同質(zhì)量分數(shù)的溶液處于相平衡的水蒸氣比焓所連成的曲線可組成圖 4-1a 中汽相部分的等壓線簇。在每條等壓線上，根據(jù)縱坐標可以求出該壓力下與不同質(zhì)量分數(shù)的溶液處于相平衡的水蒸氣的比焓。又因為與溶液處于平衡狀態(tài)的水蒸氣，其溫度和壓力與溶液相同，因此與液相部分的壓力和質(zhì)量分數(shù)相對應的溫度即為水蒸氣的溫度。但是，從熱力學中可知，比焓的絕對值是無法測定的，那么在熱工計算中只需要確定比焓的變化值。對水的比焓通常規(guī)定為：當溫度為 0時比焓等于 0。而對于溴化鋰溶液，為了計算方便，則規(guī)定質(zhì)量分數(shù)、溫度時的比焓

60、為0ct 0418.6kj/kg(100kcal/kg)。這一點在應用溴化鋰水溶液的 h- 圖時我們一定要加以足夠的重視。另外，我們知道當壓力不大時，壓力對液體的比焓和溶解熱的影響很小，故可認為液態(tài)溶液的比焓只是溫度的質(zhì)量分數(shù)的函數(shù)，與壓力無關(guān)。因此，不論溶液是處于平衡狀態(tài)還是過冷狀態(tài)，其比焓都可以在 h- 圖上用等溫線和等質(zhì)量分數(shù)線的交點求得。圖4-1 所示的 h- 圖，根據(jù)計算分析，由溶液質(zhì)量分數(shù)、溶解熱、溫度、水蒸氣壓的測量誤差而引起的相對誤差，最大值不超過 0.35%。完全可以滿足工程計算的要求。由上可知，在 h- 圖上，只要知道溶液的質(zhì)量分數(shù)、水蒸氣壓、溫度、比焓這四個狀態(tài)參數(shù)中的任