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吸收式热泵供热系统(烟气余热回收利用工程实例)( 2022年版).pdf

暖通空调、动力专业图集简明目录

国家建筑标准设计图集

中国建筑标准设计研究院 组织编制

泵站沉井施工工艺中国标准出版社 北京

指以水为制冷剂、漠化锂溶液为吸收剂，将发生器输入的 热量和蒸发器吸收的低温热源中的热量，转移到吸收器和冷 凝器，从而制取热水的设备。

1.2直燃型吸收式热泵

烟气取热器文名烟气余热回收器，是指利用低温介质水与 烟气进行换热，将烟气温度降低至露点温度以下，从而回收 烟气中的显热及潜热的设备。根据换热方式的不同，常用的 烟气取热馨有喷淋式换热馨和间壁式换热墨两种

指在设备内低温介质水与通过的烟气进行直接接触换热， 将烟气温度降低至露点温度以下，从面回收烟气中的显热及 潜热的设备。

指在设备内低温介质水与通过的烟气进行非接触间接换 热，将烟气温度降低至露点温度以下，从而回收烟气中的显 热及潜热的设备。 1.6性能系数COP制冷 制冷量除以加热源输入热量所得的比值。 1.7中介水 指热泵和取热器之间的循环水。其作用是把取热器吸收的 烟气余热传递给热泵。

以上名调解释仅适用于本图集。

天然气燃烧过程会产生大量的水蒸气，水蒸气冷凝的汽 化潜热约占天然气热值的10%，回收烟气中的水蒸气冷凝热 成为天然气高效利用的重要措施。由于烟气中的水蒸气处于 未饱和的状态，因此要想回收烟气中的冷凝热，就必须将烟 气温度降低到对应的落点温度以下，才能将烟气申的水蒸 冷聚，回收其汽化潜热。根据天然气燃烧过程的过量空气系 数的变化，烟气中水蒸气的露点温度在45℃~60℃之间变化， 若想回收烟气中的冷凝热，需要找到低于露点温度的冷源， 并且，冷源温度越低，回收的烟气冷凝热越多。因此，找到 低温冷源成为烟气深度余热回收的关键。 常规的烟气余热回收技术是利用烟气与热网回水换热或 者烟气与空气换热，回收余热量的多少受制于热网回水温度 和空气的进口温度。通常热网的回水温度不低于40℃，从而 导致利用常规的烟气余热回收技术仅能回收烟气的部分显热： 大部分冷凝热无法回收；而利用空气与烟气换热，虽然空气 的温度较低，但是在回收冷凝热时，烟气的温度和含湿量同 时受化，此时烟气的等效比热是空气比热的4倍~7倍，也就 是空气每升高4℃~7℃，烟气才能降1℃，因此空气和烟气的 热容量在回收水蒸气冷骤热时极不匹配，空气的热容量偏小 从而使得排烟温度依然较商，仅有较少的冷热可被回收。 采用吸收式热泵可以很好地解决上述间题，通过燃气、 蒸汽或热水驱动吸收式热泵制备出低温冷水（10℃~20℃）

直燃型吸收式热泵相当于燃气驱动的吸收式制冷机，利用低 温冷水与烟气直接或间接接触回收烟气中水蒸气的冷减热： 这部分冷减热通过吸收式热泵提升温度后用来给热网水加热： 从而实现烟气余热的回收。经测试，利用天然气回收冷凝热的 收式热泵发生器中燃烧所释放的热量）。这就可以实现燃气的 排烟温度降至露点温度以下，从而回收大部分的烟气冷凝热： 同时可以消除烟气的“留白烟”现象，节能减排效果显著。 3系统形式及组成 3.1燃气锅炉烟气余热回收系统由吸收式热泵、烟气取热器， 中介水循环泵、冷凝水箱及自动加药装置等设备及附件组成， 见本图集第12~14页系统原理图。 3.2吸收式热泵常用的型式有直燃型吸收式热泵、蒸汽型吸收 式热泵和热水型吸收式热泵等，实际工程中，吸收式热泵的型 式及装机容量的选配，可根据建设单位的具体条件及热负荷的 特性，经技术经济比较后合理选用。本图集工程实例中均为直 燃型吸收式热泵。 3.3烟气取热器带用的有喷淋式换热器和间壁式换热器等： 取热器的类型、容量及辅助系统的选配可根据项目实际情况及 用户要求合理选用。燃气锅炉和直燃型吸收式热泵可以合用烟 气取热器及烟窗，也可以各自单配烟气取热器及烟窗。烟气余 热回收系统的原理图分别见第12、13页的系统原理图。 3.4有些已投产运行的燃气锅炉房项目，没有配置节能器和冷 凝器，锅炉排烟温度商，项目改造时可根据燃气锅炉房的回水

温度、排烟温度及用于余热利用的烟气量等因素确定是否选 用显热换热器，改造方案参见第14页的系统原理图。该图给 出了利用直燃型吸收式热泵回收烟气余热的基本原理：燃气 锅炉与直燃型吸收式热泵的排烟汇合后，首先经过设置在喷 淋式换热器前显热换热器回收烟气的部分热量，之后经过烟 气和冷水之间的全热交换装置即喷淋式换热器，烟气被冷 降温，烟气中的大部分显热及水蒸气的潜热被回收至冷水中， 通过吸收式热泵，将所吸收的烟气余热用来加热热网回水， 从而实现烟气余热的深度回收利用。热网回水先经过吸收式 热泵，吸收烟气的冷凝热和燃气的燃烧热，之后进入显热换 热器被烟气加热，回收烟气余热，而进一步升温，最后进入 燃气锅炉被加热升温至热网供水温度，最终送往用户。 4主要参数的确定 4.1系统流程设计 4.1.1根据热网回水温度和燃气锅炉的排烟温度，确定在深 度回收烟气余热之前是否配置显热换热器。对于没有配置节 能器和冷凝器的锅炉房改造项目，也可以考虑配置显热换热 器；或当热网回水温度低于排烟温度，且两者温差商于30℃ 以上时，可增设烟气与热网水之间的显热换热器，该换热器 一般采用间壁式换热方式。 4.1.2热网回水在烟气余热利用系统中一般采用股收式热 泵、取热器和燃气锅炉串联的形式：热网回水经过吸收式热 泵、显热换热器以后进入燃气锅炉，经燃气锅炉加热后送往 用户。

4.2吸收式热泵的选型方法

(Nm/h) ; h座气一设备进口空气的恰值（kJ/Nm）； 包括烟气中水蒸气凝结成水所放出的汽化 潜热（kJ/Nm）。 联立式（1）式（4)可以求得直燃机的燃气流量，根据所 求得的燃气流量、已知的取热器进出口烟气参数和COP制冷对 直燃机选型。 （4）吸收式热系的供热量：

热系供热量—Q制(1/COP制x+1)

（5）整个系统的总供热量

4.3烟气与冷水的换热方式设计

大学城中心共享区公交枢纽站工程冲孔灌注桩施工组织设计4.3.2烟气与冷水直接接触的喷淋式换热器设计

4.3.3加药装置的设讯

燃气锅炉的排烟中含有大量的CO2、NO和少量的S02 这些气体都会使得和烟气接触的冷水呈酸性。一般在烟气 余热回收系统中设置加药装置，加入NaOH保证装置中与烟 气直接接触的水侧的H为中性，从而保护装置防止腐蚀； 如要实现脱硝，需要设置专门的脱硝段，以减少天然气烟 气的污染物排放，保护大气环境。 4.3.4风机选型 燃气锅炉一般自带鼓风机，锅炉后余压足以克服热回 收设备阻力。一般锅炉后余压低于200Pa时，可考虑单独增 设引风机，引风机主要克服显热换热器及烟气喷淋式换热 墨等设备阻力、可根据设备阻力选择引风机的型号

燃气锅炉一般自带鼓风机，锅炉后余压足以克服热回 收设备阻力。般锅炉后余压低于200Pa时，可考虑单独增 设引风机，引风机主要克服显热换热器及烟气喷淋式换热 器等设备阻力，可根据设备阻力选择引风机的型号。

本图集节能减排指标是指增设烟气余热回收系统后， 每MW热泵配置量的节能减排指标。具体计算条件是根据实 际所利用的烟气量、余热利用前后锅炉及热泵排烟温度等

参数计算各项节能减排数据，除以配用热泵系统的供热量 而得。余热利用前后换热器进出口烟气温度按80℃/30℃ 计算，额定负荷下每小时的具体节能减排指标如下：节约 燃气量为37.8Nm/MW，节约燃气率约10%左右，折合标煤 49.32kgce/MW；析出凝结水量363kg/MW，凝结水析出率约 为71.9%，折合标煤0.31kgce/MW；减少C02排放量为 74.6kg/MW；减少N0x排放量为0.37kg/MW；减少S02排放量 为21.2mg/MW 燃气锅炉及热泵排烟在换热过程中析出的冷凝水基本 不含杂质，冷凝水在喷淋式换热器热交换过程中会吸收一 部分NOx、CO,等有害物质，经过加药中和处理后可以作为 工业用水进行再次利用，除氧后也可以作为热水锅炉的补 水。 本图集燃气及烟气的各项计算参数是按照陕甘宁气田 的燃气成分进行计算的，具体数值参见本图集第81页附录 表5.1、表5.2。

参数计算各项节能减排数据，除以配用热泵系统的供热量 而得。余热利用前后换热器进出口烟气温度按80℃/30℃ 计算，额定负荷下每小时的具体节能减排指标如下：节约 燃气量为37.8Nm/MWGBT50114-2001标准下载，节约燃气率约10%左右，折合标煤 49.32kgce/MW；析出凝结水量363kg/MW，凝结水析出率约 为71.9%，折合标煤0.31kgce/MW；减少C02排放量为 74.6kg/MW；减少N0x排放量为0.37kg/MW；减少S02排放量 为21.2mg/MW 燃气锅炉及热泵排烟在换热过程中析出的冷凝水基本 不含杂质，冷凝水在喷淋式换热器热交换过程中会吸收一 部分NOx、CO2等有害物质，经过加药中和处理后可以作为 工业用水进行再次利用，除氧后也可以作为热水锅炉的补 水。 本图集燃气及烟气的各项计算参数是按照陕甘宁气田 的燃气成分进行计算的，具体数值参见本图集第81页附录 表5.1、表5.2。

技术要点技术要点安装与施工要点工程实例一工程实例一1设备安装1.1.7机组进水管路需设置过滤器（10目~15目），过滤器的1.1热泵机组安装位置应便于拆卸，防止机组因阻塞而发生故障。1.1.1热泵机组宣安装在室内，安装前应详细核对设备基础尺1.1.8机组进出管口需设置软接头，管路连接后应保证机组不工程实例二寸，确认无误后方可进行施工。基础施工时应按设备的要求预工程实例二承受任何外力。留地脚螺栓孔，机组就位前应检查基础的水平度。对于有报动1.1.9任何管路阅门都应避免从机组上部穿过，以防管施工的设备应设减振设施，同时应满足设备厂家的技术要求。时损伤机组，或因阀门漏水损环机组。工程实例三1.1.2机房排水：热泵机组的基础应高于地坪，基础四周应设1.1.10管道连接机组前应先对管道进行吹扫、清洗，防止管路工程实例三排水沟，机组所有排水管、泄水管、溢流管等均应置于机组排的焊渣等杂物进入机组。水明沟上可见处。1.2换热器等辅助设备安装1.1.3机房温度：控制在5℃~40℃，温度过低，在机组停机时工程实例四1.2.1换热器一般采用换热效率高、负荷适应范围广的喷淋式可能存在水结冰的风险，引发水室及铜管冻裂；温度过高则会工程实例四换热或间壁式换热器。换热器基础表面应光滑平整，水平偏损坏机组电器元件。机房必须设置温度计和超温报警装置，并差不得大于1.5mm/m；换热器吊装就位前，设备表面应清理干保证通风，不满足要求的需根据实际情况做好机组的防护处理。净。烟道、热水管道与换热器连接接口处需设置软接头。工程实例五1.1.4机房湿度：控制在相对湿度85%以下，湿度过高会影响电工程实例五1.2.2水泵、风机及附属设备等应采用低噪声节能产品，产格器绝缘以及机组的寿命。按厂家说明书的要求安装，安装前均应详细核对设备基础尺寸，1.1.5机组基础荷载要求：机组基础荷载建议按照机组运转荷确认无误后方可进行施工，并应满足设备厂家的技术要求。工程实例六载的1.5倍考虑，机组荷载在机组底座与基础的接触面上均匀分1.2.3水泵、风机等设备的吸入和排出管均应设软接头，且其工程实例六布，机组安装就位后，应首先确保机组安装的水平度合格，再管径均不小于水泵、风机自身的管径，管路上应有单独牢固的安装固定。支撑，以消减管路的振动和防止管路的荷重压在水泵、风机上。工程实例七1.1.6机组的四周及上部都应留有足够的空间进行操作和检修，1.2.4同型号的风机、水泵并列安装时，设备轴线的标高偏差工程实例七机组应至少一端要留有拨管维修空间，占据机组拔管检修空间不大于5mm。的管路应方便拆卸，以便于打开水室端盖清洗换热管，两侧及顶1.2.5风机、水泵及附属设备安装及验收按现行国家标准《风部应留有不小于1.2m的空间，以便机组维修时方便拆装设备。机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275及厂家的附图集号22R1141录安装与施工要点录审核王峰2螃校对于海牙动设计汪霞饭页7