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高溫渦街流量計(jì)的原理工作流程與運(yùn)行參數(shù)及常見(jiàn)問(wèn)題處理
點(diǎn)擊次數(shù):1956 發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 11:37:16
摘要:在熱網(wǎng)實(shí)際的供熱運(yùn)行中,一次網(wǎng)回水溫度常常高于二次網(wǎng)的供回水溫度,在這一換熱過(guò)程中,存在著較大的不可逆損失,熱力站通過(guò)高溫渦街流量計(jì)來(lái)充分利用這些被損失掉的低品位熱源,繼而將它們?cè)俅我詿崮艿姆绞焦┙o熱用戶。通過(guò)吸收式換熱技術(shù),不僅*大地減少了熱量的不可逆損失,為余熱回收創(chuàng)造條件,還降低了管網(wǎng)的建設(shè)投資,繼而大幅提升了系統(tǒng)的供熱效率和能源利用率。
近年來(lái),“節(jié)能減排”這個(gè)詞對(duì)于我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)耳熟能詳。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)飛速發(fā)展,熱力管網(wǎng)逐步體現(xiàn)出輸送能力不足的短板,因此,該如何調(diào)節(jié)現(xiàn)有的有限熱源的供熱能力與日益增大的用熱需求之間的矛盾,是我們需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。
能量由高溫到低溫的轉(zhuǎn)換是不可逆的,然而正是這種不可逆性,好終導(dǎo)致了能源的損失與浪費(fèi)。根據(jù)熱力學(xué)*二定律我們得知,能級(jí)不匹配的大溫差換熱過(guò)程中,存在著較大的不可逆損失,從而造成大量的可用能浪費(fèi)?;谀茉丛倮玫目紤],可利用高溫蒸汽、高溫水等作為驅(qū)動(dòng)熱源,驅(qū)動(dòng)增熱型熱泵,制取低品位熱源的熱量,以達(dá)到非常好的的節(jié)能效果。吸收式換熱的概念在此基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,由此產(chǎn)生了吸收式換熱裝置,即高溫渦街流量計(jì)。以下將介紹高溫渦街流量計(jì)的工作原理,以及高溫渦街流量計(jì)在熱力站實(shí)際運(yùn)行中的數(shù)據(jù)分析。
1高溫渦街流量計(jì)原理
1.1高溫渦街流量計(jì)簡(jiǎn)介
高溫渦街流量計(jì)主要應(yīng)用于集中供熱熱網(wǎng)的熱力站,它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板式換熱器,用以實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)熱水與二次網(wǎng)熱水的高效換熱。與傳統(tǒng)板式換熱器直接換熱相比,高溫渦街流量計(jì)能夠充分運(yùn)用一次水高溫?zé)嵩吹淖鞴δ芰?,?qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組,產(chǎn)生制冷效果,在不影響二次網(wǎng)供水的各項(xiàng)參數(shù)前提下,大幅降低一次網(wǎng)回水溫度,且遠(yuǎn)低于二次網(wǎng)的回水溫度,從而加大一次網(wǎng)供回水溫差和一次網(wǎng)的供熱輸送能力。
1.2高溫渦街流量計(jì)原理
高溫渦街流量計(jì)主要以吸收式循環(huán)為基礎(chǔ)。吸收式換熱的循環(huán)過(guò)程主要利用的是溴化鋰溶液的吸濕性,以及水在真空條件下沸點(diǎn)低的特性。高溫渦街流量計(jì)內(nèi)部主要由四大部件組成:發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器。溴化鋰溶液和冷劑水在這四大部件中完成循環(huán)及換熱的過(guò)程。外部循環(huán)水的流程如下 :發(fā)生器、蒸發(fā)器內(nèi)都對(duì)外部循環(huán)水進(jìn)行了降溫 ;冷凝器、吸收器內(nèi)都將外部循環(huán)水升溫,一次網(wǎng)水依次進(jìn)入發(fā)生器和蒸發(fā)器進(jìn)行降溫,二次網(wǎng)水依次通過(guò)吸收器和冷凝器進(jìn)行升溫。為了能讓熱量匹配合理并且達(dá)到更大的換熱效果,機(jī)組還需配備板式換熱器。
2實(shí)例分析高溫渦街流量計(jì)工作流程與運(yùn)行參數(shù)
2.1熱力站實(shí)際運(yùn)行流程
熱力站的水-水換熱環(huán)節(jié)在一、二次網(wǎng)換熱過(guò)程中存在著很大的溫差,而溫差與不可逆損失成正比關(guān)系,溫差越大,損失越大。
如圖1所示,以某熱力站為例,原熱力站一次網(wǎng)供回水設(shè)計(jì)溫度為130℃ /70℃,二次網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水溫度為80℃ /60℃,這其中的不可逆損失在圖中顯而易見(jiàn)。我們可以利用增熱型吸收式熱泵,即高溫渦街流量計(jì),將一次網(wǎng)供水作為高溫驅(qū)動(dòng)熱源,為板式換熱器中的回水提供驅(qū)動(dòng)力,繼而發(fā)揮熱泵效應(yīng),吸收一次網(wǎng)回水的低溫?zé)嵩吹臒崃?,再與板式換熱器換回的熱量一起作為二次網(wǎng)的供水一起供給熱用戶。
此熱力站高溫渦街流量計(jì)的一次網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水設(shè)計(jì)溫度為 :120℃ /36℃,二次網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水溫度為 :80℃ /60℃。在高溫渦街流量計(jì)工作流程中(見(jiàn)圖2),高溫?zé)嵩矗匆淮尉W(wǎng)供水)先進(jìn)入高溫渦街流量計(jì),發(fā)生器作為驅(qū)動(dòng)熱源,換熱后進(jìn)入板式換熱器,經(jīng)板式換熱器換熱后的低溫水再次回到高溫渦街流量計(jì)的蒸發(fā)器,放熱至36℃后返回電廠。熱用戶的二次網(wǎng)回水并聯(lián)后分別進(jìn)入高溫渦街流量計(jì)吸收器和板式換熱器,在吸收器和冷凝器及板式換熱器中分別進(jìn)行熱交換,然后一起供給熱用戶。上述過(guò)程就是在高溫渦街流量計(jì)啟動(dòng)時(shí),熱力站內(nèi)的實(shí)際供熱流程,在供暖季的初期和末期,可以關(guān)閉高溫渦街流量計(jì),仍然利用板式換熱器單好換熱。
2.2熱力站實(shí)際運(yùn)行參數(shù)分析
在2018-2019年采暖季熱力站運(yùn)行過(guò)程中,我們選取了10個(gè)采暖日,采集了一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫度數(shù)據(jù),并對(duì)一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫差也進(jìn)行了相應(yīng)的對(duì)比(見(jiàn)表1)。
通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn),在采暖季初期,啟動(dòng)高溫渦街流量計(jì)后,一次網(wǎng)供水溫度在80℃ ~90℃,一次網(wǎng)回水溫度接近于30℃,供回水溫差在50℃ ~60℃ ;在采暖季中期,熱量要求提升的情況下,一次網(wǎng)供水溫度在100℃ ~110℃,一次網(wǎng)回水溫度降低到25℃左右,供回水溫差在74.69℃~84.44℃,遠(yuǎn)高于二次網(wǎng)供回水溫度 ;在采暖季末期,由于氣溫回暖,熱量要求降低,我們適時(shí)地關(guān)閉高溫渦街流量計(jì),直接啟用板式換熱器并單好運(yùn)行,一次網(wǎng)供水溫度降低到90℃以下,一次網(wǎng)回水溫度反而升高到45℃以上,甚至達(dá)到50.77℃,供回水溫差縮小到30℃。反觀二次網(wǎng)的供回水溫度卻一直很穩(wěn)定,溫差一直保持在7℃ ~10℃。
經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,我們得知,高溫渦街流量計(jì)在不影響二次網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的情況下,拉大了一次網(wǎng)的供回水溫差,一方面,減少了不可逆損失,充分利用了熱源熱量,另一方面,讓一次網(wǎng)的回水可以帶更多的熱量來(lái)?yè)Q熱,同時(shí)降低了電廠的熱量損失,為電廠余熱回收提供了非常有利的條件。
3高溫渦街流量計(jì)運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)
吸收式換熱技術(shù)的誕生,可以說(shuō)將熱量從低溫傳遞到高溫這一點(diǎn)變成了可能,對(duì)于集中供熱來(lái)說(shuō),更是產(chǎn)生了很大的影響和深遠(yuǎn)的意義。它的優(yōu)勢(shì)在于 :①增加了管網(wǎng)的輸送能力,節(jié)約了管網(wǎng)的建設(shè)投資。②使得余熱回收成為可能,讓更多的可用能得到充分利用,尤其是電廠熱電聯(lián)產(chǎn)的供熱能力至少提高了30%以上,同時(shí)節(jié)約了電廠的供熱能耗。③加設(shè)高溫渦街流量計(jì),對(duì)于熱用戶沒(méi)有影響,二次網(wǎng)參數(shù)不變,只需在熱力站增加機(jī)組,推廣應(yīng)用便利。
4高溫渦街流量計(jì)運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題
從2013年開(kāi)始,為了響應(yīng)**節(jié)能減排政策,我分公司熱力站開(kāi)始陸續(xù)進(jìn)行大溫差改造,截至2018-2019年采暖期,分公司熱力站共計(jì)228座,自管站34座,大溫差熱力站78座。對(duì)于新的換熱方式的運(yùn)用,我們也在摸索中前行。高溫渦街流量計(jì)運(yùn)行的熱力站供熱效果較好,但是在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)由于運(yùn)行操作不當(dāng)而導(dǎo)致的常見(jiàn)問(wèn)題。
(1)機(jī)組結(jié)晶 :大機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)下,必須關(guān)閉一次網(wǎng)供水閥門(mén),否則高溫的一次網(wǎng)供水在不循環(huán)的情況下,會(huì)蒸發(fā)掉溴化鋰溶液中的水分,從而析出溴化鋰結(jié)晶體,使大機(jī)組無(wú)法運(yùn)行。
(2)機(jī)組凍管 :在供熱初期及末期,由于一次網(wǎng)供熱溫度較低,從而導(dǎo)致一次網(wǎng)回水溫度變得很低,一旦溫度降到0℃及以下,就會(huì)產(chǎn)生凍管現(xiàn)象,還有可能把管道凍裂,造成較大損失。
5結(jié)語(yǔ)
吸收式換熱技術(shù)可以應(yīng)用在任意的能級(jí)不匹配的換熱過(guò)程中,*大地減少了熱量能的不可逆損失,使能量可以更加充分地進(jìn)行梯級(jí)利用。這樣的換熱方式不僅節(jié)約了熱源,還增大了管網(wǎng)輸送能力和建設(shè)投資。相信吸收式換熱技術(shù)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和生活會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,給我們的節(jié)約型社會(huì)創(chuàng)造更多更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
近年來(lái),“節(jié)能減排”這個(gè)詞對(duì)于我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)耳熟能詳。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)飛速發(fā)展,熱力管網(wǎng)逐步體現(xiàn)出輸送能力不足的短板,因此,該如何調(diào)節(jié)現(xiàn)有的有限熱源的供熱能力與日益增大的用熱需求之間的矛盾,是我們需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。
能量由高溫到低溫的轉(zhuǎn)換是不可逆的,然而正是這種不可逆性,好終導(dǎo)致了能源的損失與浪費(fèi)。根據(jù)熱力學(xué)*二定律我們得知,能級(jí)不匹配的大溫差換熱過(guò)程中,存在著較大的不可逆損失,從而造成大量的可用能浪費(fèi)?;谀茉丛倮玫目紤],可利用高溫蒸汽、高溫水等作為驅(qū)動(dòng)熱源,驅(qū)動(dòng)增熱型熱泵,制取低品位熱源的熱量,以達(dá)到非常好的的節(jié)能效果。吸收式換熱的概念在此基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,由此產(chǎn)生了吸收式換熱裝置,即高溫渦街流量計(jì)。以下將介紹高溫渦街流量計(jì)的工作原理,以及高溫渦街流量計(jì)在熱力站實(shí)際運(yùn)行中的數(shù)據(jù)分析。
1高溫渦街流量計(jì)原理
1.1高溫渦街流量計(jì)簡(jiǎn)介
高溫渦街流量計(jì)主要應(yīng)用于集中供熱熱網(wǎng)的熱力站,它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板式換熱器,用以實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)熱水與二次網(wǎng)熱水的高效換熱。與傳統(tǒng)板式換熱器直接換熱相比,高溫渦街流量計(jì)能夠充分運(yùn)用一次水高溫?zé)嵩吹淖鞴δ芰?,?qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組,產(chǎn)生制冷效果,在不影響二次網(wǎng)供水的各項(xiàng)參數(shù)前提下,大幅降低一次網(wǎng)回水溫度,且遠(yuǎn)低于二次網(wǎng)的回水溫度,從而加大一次網(wǎng)供回水溫差和一次網(wǎng)的供熱輸送能力。
1.2高溫渦街流量計(jì)原理
高溫渦街流量計(jì)主要以吸收式循環(huán)為基礎(chǔ)。吸收式換熱的循環(huán)過(guò)程主要利用的是溴化鋰溶液的吸濕性,以及水在真空條件下沸點(diǎn)低的特性。高溫渦街流量計(jì)內(nèi)部主要由四大部件組成:發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器。溴化鋰溶液和冷劑水在這四大部件中完成循環(huán)及換熱的過(guò)程。外部循環(huán)水的流程如下 :發(fā)生器、蒸發(fā)器內(nèi)都對(duì)外部循環(huán)水進(jìn)行了降溫 ;冷凝器、吸收器內(nèi)都將外部循環(huán)水升溫,一次網(wǎng)水依次進(jìn)入發(fā)生器和蒸發(fā)器進(jìn)行降溫,二次網(wǎng)水依次通過(guò)吸收器和冷凝器進(jìn)行升溫。為了能讓熱量匹配合理并且達(dá)到更大的換熱效果,機(jī)組還需配備板式換熱器。
2實(shí)例分析高溫渦街流量計(jì)工作流程與運(yùn)行參數(shù)
2.1熱力站實(shí)際運(yùn)行流程
熱力站的水-水換熱環(huán)節(jié)在一、二次網(wǎng)換熱過(guò)程中存在著很大的溫差,而溫差與不可逆損失成正比關(guān)系,溫差越大,損失越大。
如圖1所示,以某熱力站為例,原熱力站一次網(wǎng)供回水設(shè)計(jì)溫度為130℃ /70℃,二次網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水溫度為80℃ /60℃,這其中的不可逆損失在圖中顯而易見(jiàn)。我們可以利用增熱型吸收式熱泵,即高溫渦街流量計(jì),將一次網(wǎng)供水作為高溫驅(qū)動(dòng)熱源,為板式換熱器中的回水提供驅(qū)動(dòng)力,繼而發(fā)揮熱泵效應(yīng),吸收一次網(wǎng)回水的低溫?zé)嵩吹臒崃?,再與板式換熱器換回的熱量一起作為二次網(wǎng)的供水一起供給熱用戶。
此熱力站高溫渦街流量計(jì)的一次網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水設(shè)計(jì)溫度為 :120℃ /36℃,二次網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水溫度為 :80℃ /60℃。在高溫渦街流量計(jì)工作流程中(見(jiàn)圖2),高溫?zé)嵩矗匆淮尉W(wǎng)供水)先進(jìn)入高溫渦街流量計(jì),發(fā)生器作為驅(qū)動(dòng)熱源,換熱后進(jìn)入板式換熱器,經(jīng)板式換熱器換熱后的低溫水再次回到高溫渦街流量計(jì)的蒸發(fā)器,放熱至36℃后返回電廠。熱用戶的二次網(wǎng)回水并聯(lián)后分別進(jìn)入高溫渦街流量計(jì)吸收器和板式換熱器,在吸收器和冷凝器及板式換熱器中分別進(jìn)行熱交換,然后一起供給熱用戶。上述過(guò)程就是在高溫渦街流量計(jì)啟動(dòng)時(shí),熱力站內(nèi)的實(shí)際供熱流程,在供暖季的初期和末期,可以關(guān)閉高溫渦街流量計(jì),仍然利用板式換熱器單好換熱。
2.2熱力站實(shí)際運(yùn)行參數(shù)分析
在2018-2019年采暖季熱力站運(yùn)行過(guò)程中,我們選取了10個(gè)采暖日,采集了一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫度數(shù)據(jù),并對(duì)一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫差也進(jìn)行了相應(yīng)的對(duì)比(見(jiàn)表1)。
通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn),在采暖季初期,啟動(dòng)高溫渦街流量計(jì)后,一次網(wǎng)供水溫度在80℃ ~90℃,一次網(wǎng)回水溫度接近于30℃,供回水溫差在50℃ ~60℃ ;在采暖季中期,熱量要求提升的情況下,一次網(wǎng)供水溫度在100℃ ~110℃,一次網(wǎng)回水溫度降低到25℃左右,供回水溫差在74.69℃~84.44℃,遠(yuǎn)高于二次網(wǎng)供回水溫度 ;在采暖季末期,由于氣溫回暖,熱量要求降低,我們適時(shí)地關(guān)閉高溫渦街流量計(jì),直接啟用板式換熱器并單好運(yùn)行,一次網(wǎng)供水溫度降低到90℃以下,一次網(wǎng)回水溫度反而升高到45℃以上,甚至達(dá)到50.77℃,供回水溫差縮小到30℃。反觀二次網(wǎng)的供回水溫度卻一直很穩(wěn)定,溫差一直保持在7℃ ~10℃。
經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,我們得知,高溫渦街流量計(jì)在不影響二次網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的情況下,拉大了一次網(wǎng)的供回水溫差,一方面,減少了不可逆損失,充分利用了熱源熱量,另一方面,讓一次網(wǎng)的回水可以帶更多的熱量來(lái)?yè)Q熱,同時(shí)降低了電廠的熱量損失,為電廠余熱回收提供了非常有利的條件。
3高溫渦街流量計(jì)運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)
吸收式換熱技術(shù)的誕生,可以說(shuō)將熱量從低溫傳遞到高溫這一點(diǎn)變成了可能,對(duì)于集中供熱來(lái)說(shuō),更是產(chǎn)生了很大的影響和深遠(yuǎn)的意義。它的優(yōu)勢(shì)在于 :①增加了管網(wǎng)的輸送能力,節(jié)約了管網(wǎng)的建設(shè)投資。②使得余熱回收成為可能,讓更多的可用能得到充分利用,尤其是電廠熱電聯(lián)產(chǎn)的供熱能力至少提高了30%以上,同時(shí)節(jié)約了電廠的供熱能耗。③加設(shè)高溫渦街流量計(jì),對(duì)于熱用戶沒(méi)有影響,二次網(wǎng)參數(shù)不變,只需在熱力站增加機(jī)組,推廣應(yīng)用便利。
4高溫渦街流量計(jì)運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題
從2013年開(kāi)始,為了響應(yīng)**節(jié)能減排政策,我分公司熱力站開(kāi)始陸續(xù)進(jìn)行大溫差改造,截至2018-2019年采暖期,分公司熱力站共計(jì)228座,自管站34座,大溫差熱力站78座。對(duì)于新的換熱方式的運(yùn)用,我們也在摸索中前行。高溫渦街流量計(jì)運(yùn)行的熱力站供熱效果較好,但是在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)由于運(yùn)行操作不當(dāng)而導(dǎo)致的常見(jiàn)問(wèn)題。
(1)機(jī)組結(jié)晶 :大機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)下,必須關(guān)閉一次網(wǎng)供水閥門(mén),否則高溫的一次網(wǎng)供水在不循環(huán)的情況下,會(huì)蒸發(fā)掉溴化鋰溶液中的水分,從而析出溴化鋰結(jié)晶體,使大機(jī)組無(wú)法運(yùn)行。
(2)機(jī)組凍管 :在供熱初期及末期,由于一次網(wǎng)供熱溫度較低,從而導(dǎo)致一次網(wǎng)回水溫度變得很低,一旦溫度降到0℃及以下,就會(huì)產(chǎn)生凍管現(xiàn)象,還有可能把管道凍裂,造成較大損失。
5結(jié)語(yǔ)
吸收式換熱技術(shù)可以應(yīng)用在任意的能級(jí)不匹配的換熱過(guò)程中,*大地減少了熱量能的不可逆損失,使能量可以更加充分地進(jìn)行梯級(jí)利用。這樣的換熱方式不僅節(jié)約了熱源,還增大了管網(wǎng)輸送能力和建設(shè)投資。相信吸收式換熱技術(shù)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和生活會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,給我們的節(jié)約型社會(huì)創(chuàng)造更多更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。