双效溴化锂制冷流程计算及分析

   

    溴化锂吸收式制冷机组分为直燃型和蒸汽型,两者的制冷流程基本一样,都是由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器和低温热交换器组成,主要的不同点在高压发生器的结构上.此外,为了提高经济性,蒸汽型通常设有凝水换热器,直燃型亦可设置烟气换热器.

    1 基本双效流程

    双效流程的种类较多,但基本流程只有:串流和分流(见图1和图2).

    所谓串流是指吸收器出口稀溶液依次进入高、低压发生器浓缩;所谓分流是指吸收器出口稀溶液分别进入高、低压发生器浓缩.

    2 双效流程计算

    流程计算是根据给定参数和选择参数确定循环节点的状态参数(压力、温度、质量分数和比焓),计算各部件的热负荷和流量,并计算循环的热力系数和经济指标.流程计算的理论依据是能量守恒和转换定律及质量守恒定律.根据需要对每个部件列出热平衡方程和质量平衡方程或其中一个方程.设计参数可参考表1确定.当然需经反复试算,直到满意为止.

    为节约篇幅,与参考文献[1,2,3]相同部分从略,仅就不同的两个问题谈谈看法,供同行参考.

    2.1 高、低压发生器产生的冷剂水量D1和D2的计算

    D1和D2的分配须符合下列原则:1)质量守恒(包括各部件);2)热量平衡,即低压发生器吸热量应等于高压发生器产生的冷剂蒸汽在低压发生器中转变成饱和冷剂水所放出的热量,热损失统一考虑;3)设计参数在表1范围内,且经济指标要高,换热面积适当.

    2.1.1串流流程计算

    1)蒸发器热平衡

    2)低温换热器物料平衡

    3)高压发生器(或低压发生器)物料平衡+

    4)低压发生器热量平衡

    2.1.2 分流流程

    1)蒸发器热平衡

    2)低压发生器物料及热量平衡

    设低压发生器稀溶液进口比焓h3

    3)高压发生器物料平衡

    2.2 喷淋溶液的计算

    双效分流流程循环倍率A1=Ga1/D1,A2=Ga2/D2与再循环倍率A=G/D定义式不同,喷淋溶液的浓度和比焓,不能套用单效机或双效串流流程的公式,应按下式计算:

    3 流程分析

    国外大部分产品采用串流流程,其主要优点是操作简便,调节稳定,蒸汽型与直燃型通用性好,只需要改变高压发生器和高温热交换器,其余可通用.其缺点是低压发生器和高温热交换器热负荷较大,而传热温差较小,故总传热面积较大,成本较高.

    国内曾经普遍采用图2所示的分流流程,其主要特点是低压发生器的放气范围较大,且进口稀溶液处于过热状态,低压发生器和高温热交换器热负荷较小,且传热温差较大,故总传热面积较小,成本较低.但操作较复杂,发生泵循环量较大,尤其是蒸汽型与直燃型通用性差,为此,国内有改分流为串流的趋势.