溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在生物質(zhì)氣化中的應(yīng)用

溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在生物質(zhì)氣化中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村消費(fèi)能力的提高，農(nóng)村家庭對(duì)空調(diào)的需求逐年增加，夏季能源系統(tǒng)的壓力較大。在農(nóng)村,每年都有大量的秸桿和農(nóng)業(yè)剩余物,這些生物質(zhì)能是可以轉(zhuǎn)換為清潔燃料的可再生能源。生物質(zhì)氣作為燃?xì)饽茉打?qū)動(dòng)空調(diào)制冷將成為新能源在實(shí)際工作中利用發(fā)展的一個(gè)目標(biāo),而溴化鋰吸收式制冷機(jī)則是一種以廢氣、廢熱、太陽(yáng)能及生物質(zhì)能等各種余熱為熱源,制取高于0℃的空調(diào)用冷水。它是節(jié)能型制冷設(shè)備,具有耗能少、振動(dòng)小噪音低、冷量調(diào)節(jié)范圍寬、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),節(jié)電效果顯著,經(jīng)濟(jì)性高。本文將從節(jié)能的角度考慮,以現(xiàn)有生物質(zhì)氣技術(shù)為基礎(chǔ),研究生物質(zhì)直燃型溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)。1冷劑蒸汽蒸發(fā)生物制直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)的工作原理可分為以下兩個(gè)部分。1)發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝成冷劑水,經(jīng)U型管進(jìn)入蒸發(fā)器,在低壓下蒸發(fā),產(chǎn)生制冷效應(yīng)。2)發(fā)生器中出來(lái)的濃溶液降壓后進(jìn)入吸收器,吸收由蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽,形成稀溶液,稀溶液由泵輸送到發(fā)生器,重新加熱形成濃溶液。2確定冷量q0該吸收式制冷系統(tǒng)最關(guān)鍵的是燃燒機(jī)的設(shè)計(jì)。根據(jù)生產(chǎn)工藝或空調(diào)要求,同時(shí)考慮到冷損,制造條件,運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素,取制冷量Q0=1000kW。2.1mt、h、ch4組成生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂狄话阍?MJ/m3左右,可燃成分由CO、CnHm、H2、CH4等組成。生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂蹬c生物質(zhì)的種類(lèi)、生物質(zhì)中可燃成分的含量、可燃成分的物理形狀及含水率有關(guān)系,要保證生物質(zhì)充分穩(wěn)定的燃燒,得到較高的燃燒效率,燃燒機(jī)自身應(yīng)具有良好的性能。2.2燃燒機(jī)應(yīng)具有以下方面的要求燃燒機(jī)是直燃型溴化鋰加熱器的核心部件,其熱力性能的優(yōu)良將直接影響整個(gè)制冷機(jī)組的制冷性能。同時(shí)燃料為生物質(zhì)燃?xì)?燃燒機(jī)必須符合生物質(zhì)燃燒的特性,所以應(yīng)滿(mǎn)足以下要求。1)燃燒機(jī)應(yīng)有可調(diào)節(jié)性,以適應(yīng)不同的熱負(fù)荷。這是為滿(mǎn)足制冷調(diào)節(jié)所必需的。2)燃燒機(jī)應(yīng)能夠使生物質(zhì)燃?xì)馀c空氣均勻混合,以保證生物質(zhì)燃?xì)獾某浞秩紵?)燃燒機(jī)應(yīng)具有較高的燃燒穩(wěn)定性和安全性,設(shè)備在微壓狀態(tài)下運(yùn)行不發(fā)生回火和脫火現(xiàn)象。4)合理的換熱結(jié)構(gòu)和足夠的換熱面積。5)強(qiáng)化緊湊的傳熱實(shí)現(xiàn)較小的體積和重量。對(duì)于溴化鋰吸收式制冷機(jī)組,我們需要較小的體積和重量,對(duì)于燃燒加熱器的體積和重量也是這樣,因此要求燃燒機(jī)的單位加熱量應(yīng)越大越好,這就要求燃燒機(jī)的傳熱布置應(yīng)緊湊。6)燃燒室尺寸應(yīng)大于等于高溫?zé)煔獾淖钚∪紵叨?。高溫?zé)煔饣鹧孢呇氐淖罡邷囟瓤蛇_(dá)到1500℃左右,燃燒時(shí)是一個(gè)具有一定直徑和長(zhǎng)度的射流氣團(tuán)。通常會(huì)與金屬管壁接觸時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕現(xiàn)象,為避免溫度很高的高溫?zé)煔饣鹧鎸?duì)金屬壁面的腐蝕,燃燒室尺度不能小于高溫?zé)煔獾淖钚∪紵叨取?.3生物質(zhì)燃?xì)馊紵紵ヂ?lián)網(wǎng)熱燃燒模式設(shè)計(jì)1)燃?xì)夂涂諝獾幕旌戏绞?為了強(qiáng)化空氣和燃?xì)獾幕旌?采用了空氣和燃?xì)獯怪苯徊媪鲃?dòng)的設(shè)計(jì)方案,使燃?xì)馀c空氣充分、均勻混合后進(jìn)入燃燒室燃燒。該燃燒機(jī)采用預(yù)混燃燒方式可以達(dá)到很好的效果。2)點(diǎn)火方式:采用油燃輔助加熱點(diǎn)火。這是由于生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂递^低,利用直接點(diǎn)火存在一定難度。3)可實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷調(diào)整:通過(guò)調(diào)整供氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷的調(diào)整。2.4熱值的確定燃燒效率的確定:1)一般氣體的燃燒效率可高達(dá)95%~98%,取95%。2)燃燒低位熱值的確定。生物質(zhì)氣化合的低位熱值Qd一般為4600kJ/m3。3)相關(guān)參數(shù)的確定。因?yàn)閾Q熱器的效率ε=0.75所以Q=1.2Qh/ε=1.2×1397.4/0.75=2235.84kJ/s。又因?yàn)槿紵师?0.95,所以2.5燃燒體積的確定燃燒室的尺寸決定于兩個(gè)因素第一是保證生物質(zhì)燃?xì)庠跔t內(nèi)有足夠的燃燒時(shí)間。第二是保證生物質(zhì)燃?xì)庠跔t內(nèi)有足夠的燃燒空間,空間太小,生物質(zhì)燃?xì)馀c空氣混合不充分達(dá)不到完全燃燒,造不完全燃損失;當(dāng)然燃燒室容積過(guò)大,室內(nèi)溫度過(guò)低,燃燒不利,同時(shí)增加不必要的投資和金屬消耗量。由資料可知燃燒室體積V與生物質(zhì)燃?xì)饬髁縑g數(shù)學(xué)關(guān)系如下:又因?yàn)閂g=0.5116m3/s,所以V=0.0265×0.5116×3600+0.0086=48.8m3。為方便起見(jiàn)取V=50m3。燃燒室的形狀根據(jù)一定的燃燒室空間和一定量的燃?xì)饬髁壳闆r下,對(duì)正方體形、球形和橢圓球形的燃燒室測(cè)溫度,經(jīng)驗(yàn)表明橢圓球形燃燒室溫度最高,所以燃燒室選擇橢圓球形。3生物質(zhì)直燃制冷的應(yīng)用直燃型溴冷機(jī),由于不用CFC工質(zhì),省去