本发明涉及一种热能工程领域的制冷设备，尤其涉及一种蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法。
背景技术：
天然气分布式能源是分布在用户端的能源综合利用系统。它是以气体燃料为主、可再生能源为辅，通过燃气轮机或者内燃机发电，将其尾部烟气通过能量转换设备生产出用户所需要的热能利用形式，如蒸汽、生活热水、采暖热水或制冷用热能等；按照“温度对口、梯级利用”的用能原则，使得天然气分布式能源系统的综合能源利用率大于70％。发展天然气分布式能源是降低能源成本、提升能源效率、改善大气环境的一种有效技术途径。
蒸汽单效型溴化锂制冷机是构建天然气分布式能源系统的主要设备之一，其制冷量极易受到热源蒸汽参数的影响。在某些工况条件下，蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量很难与项目负荷需求相匹配。确定变工况条件下，蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量对天然气分布式能源系统的方案配置起到了决定性作用。
因此，要构建一个适用于蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法，是合理配置天然气分布式能源系统的基础手段，能够为天然气分布式能源系统运行方案提供基础数据，具有重要的实用意义。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种适用于蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法。
为达到上述目的，本发明一种确定蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法，所述的制冷量的计算方法包括：
s1，相关参数的采集与测定；
s2，制冷机设计参数的选定；
s3，热力循环点参数的计算；
s4，设备负荷计算及制冷量的确定。
进一步地，相关参数的采集与测定具体包括如下步骤：
s11，根据项目系统构成，采集蒸汽单效型溴化锂制冷机热源的蒸汽压力、蒸汽温度、蒸汽流量等参数信息；
s12，确定加热工作蒸汽热损失的附加系数，确定冷媒水的进、出口温度及冷却水进口温度；
进一步地，制冷机设计参数的选定还包括如下步骤：
s21，确定加热工作蒸汽压力下饱和水的温度及冷凝后冷凝水的温度；
s22，确定蒸汽单效型溴化锂制冷机吸收器和冷凝器的连接形式，是串联还是并联；
s23，设定冷却水总温升，并对吸收器出口和冷凝器出口的冷却水温升进行分配；
s24，设定冷媒水的蒸发温度与出口温度之差；
s25，设定吸收器压损及稀溶液再循环倍率；
s26，设定溴化锂稀溶液在吸收器与冷凝器之间的浓度差；
s27，设定冷端温差。
进一步地，热力循环点参数的计算还包括如下步骤：
1)根据第一计算式计算蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，所述一计算式为：
t0＝tx′-δt
式中，t0为蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，℃；tx′为冷媒水出口温度，℃；δt为蒸发温度与冷媒水出口温度的差值，℃；
2)根据蒸发器出口处冷剂蒸气的温度确定其压力p0及焓值h0；
3)根据第二计算式计算吸收器出口处稀溶液的温度，所述第二计算式为：
ta＝tw+δtw
式中，ta为吸收器出口处稀溶液的温度，℃；tw为冷却水进口温度，℃；δtw为冷却水总温升，℃；
4)根据第三计算式计算吸收器出口处稀溶液的压力，所述第三计算式为：
pa＝p0-δp0
式中，pa为吸收器出口处稀溶液的压力，mpa；δp0为吸收器进口处与出口处稀溶液的压力差；
5)根据第四计算式计算吸收器出口处稀溶液的浓度，所述第四计算式为：
式中，ξa为吸收器出口处稀溶液的浓度，％；a、b、c、d为吸收器出口处稀溶液浓度的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液压力下的饱和温度计算得到；
6)根据第五计算式计算吸收器出口处稀溶液的焓值，所述第五计算式为：
式中，ha为吸收器出口处稀溶液的焓值，kj/kg；e、f、g为吸收器出口处稀溶液焓值的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液的温度和浓度计算得到；
7)根据第六计算式计算冷凝器出口处冷剂水的温度，所述第六计算式为：
tk＝ta+δtk
式中，tk为冷凝器出口处冷剂水的温度，℃；δtk为冷凝温度与冷却水出口温度的差值，℃；
8)根据冷凝器出口处冷剂水的温度确定其压力pk及焓值hk；
9)根据第七计算式计算发生器出口处浓溶液的浓度，所述第七计算式为：
ξr＝ξa+δξr
式中，ξr为发生器出口处浓溶液的浓度，％；δξr为发生器出口处溶液的浓度差，％；
10)根据第八计算式确定发生器出口处浓溶液的压力，所述第八计算式为：
pr＝pk
式中，pr为发生器出口处浓溶液的压力，mpa；
11)根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处浓溶液的温度tr和焓值hr；
12)根据第九计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的浓度，所述第九计算式为：
ξ5＝ξa
式中，ξ5为发生器进口处饱和稀溶液的浓度，％；
13)根据第十计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的温度，所述第十计算式为
p5＝pk
式中，p5为发生器进口处饱和稀溶液的压力，mpa；
14)根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的温度t5和焓值h5；
15)根据第十一计算式确定冷凝器进口处水蒸汽的温度，所述第十一计算式为：
式中，t3′为冷凝器进口处水蒸汽的温度，℃；
16)根据冷凝器进口处水蒸汽的温度确定其压力p3′及焓值h3′；
17)根据第十二计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，所述第十二计算式为：
ξ6＝ξr
式中，ξ6为吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，％；
18)根据第十三计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的压力，所述第十三计算式为：
p6＝pa
式中，p6为吸收器进口处饱和浓溶液的压力，mpa；
19)根据第四计算式和第五计算式分别计算吸收器进口处饱和浓溶液的温度t6和焓值h6；
20)根据第十四计算式确定热交换器出口处浓溶液b的浓度，所述第十四计算式为：
ξ8＝ξr
式中，ξ8为热交换器出口处浓溶液b的浓度，％；
21)根据第十五计算式确定热交换器出口处浓溶液b的温度，所述第十五计算式为：
t8＝ta+δtcold
式中，t8为热交换器出口处浓溶液b的温度，℃；δtcold为冷端温差，℃；
22)根据第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的焓值h8；
23)根据第十六计算式确定热交换器出口处稀溶液a的浓度，所述第十六计算式为：
ξ7＝ξa
式中，ξ7为热交换器出口处稀溶液a的浓度，％；
24)根据第十七计算式确定热交换器出口处稀溶液a的焓值，所述第十七计算式为：
式中，h7为热交换器出口处稀溶液a的焓值，kj/kg；
25)根据第十八计算式确定吸收器喷淋溶液的浓度，所述第十八计算式为：
式中，ξ9为吸收器喷淋溶液的浓度，％；f为吸收器稀溶液再循环倍率；
26)根据第十九计算式确定吸收器喷淋溶液的焓值，所述第十九计算式为：
式中，h9为吸收器喷淋溶液的焓值，kj/kg；
27)根据加热工作蒸汽的压力和温度确定其放热焓值；
28)根据第二十计算式计算溴化锂制冷机的循环倍率，所述第二十计算式为：
式中，a为溴化锂制冷机的循环倍率；
进一步地，设备负荷计算及制冷量的确定还包括如下步骤：
1)根据第二十一计算式计算制冷机中冷剂水的流量，所述第二十一计算式为：
式中，qmw为制冷机中冷剂水的流量，kg/s；q0为蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量，kw；
2)根据第二十二计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，所述第二十二计算式为：
qg＝qmw×[(a-1)×h4+h3′-a×h7]
式中，qg为蒸汽单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，kw；
3)根据二十三计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，所述第二十三计算式为：
qk＝qmw×(h3′-h3)
式中，qk为蒸汽单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，kw；
4)根据第二十四计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，所述第二十四计算式为：
qa＝qmw×[(a-1)×h8+h0-a×ha]
式中，qa为蒸汽单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，kw；
5)根据第二十五计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机的热力系数，所述第二十五计算式为：
式中，ζ为蒸汽单效型溴化锂制冷机的热力系数；
6)根据第二十六计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机的加热工作蒸汽流量，所述第二十六计算式为：
式中，m2为蒸汽单效型溴化锂制冷机的加热工作蒸汽流量，kg/s；δh为加热工作蒸汽的放热焓值，kj/kg。
本发明一种确定蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法，通过计算得到蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量，具有以下优点：
1、克服了现有技术条件下因加热工作蒸汽量的变化，而无法准确计算蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算得以顺利进行；
2、本发明的蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法，能够通过计算结果反映蒸汽单效型溴化锂制冷机的运行情况，进而为天然气分布式能源系统的配置方案及运行方式、优化运行提供指导，达到节能、降低损耗的目的。
附图简要说明
图1是本发明一种确定蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示为一种确定蒸汽单效型溴化锂制冷机制冷量的计算方法，其过程包含了s1相关参数的采集与测定，s2制冷机设计参数的选定，s3热力循环点参数的计算，s4设备负荷计算及制冷量的确定。所述计算具体如下：
首先进行相关参数的采集与测定，通过仪表测量和取样分析获取蒸汽单效型溴化锂制冷机的各项输入参数，具体包括：
根据项目系统构成，采集蒸汽单效型溴化锂制冷机热源的蒸汽压力、蒸汽温度、蒸汽流量m2等参数信息；
确定加热工作蒸汽热损失的附加系数，确定冷媒水的进、出口温度及冷却水进口温度；
其次，选定制冷机相关的设计参数，具体包括：
确定加热工作蒸汽压力下饱和水的温度及冷凝后冷凝水的温度；
确定蒸汽单效型溴化锂制冷机吸收器和冷凝器的连接形式，是串联还是并联；
设定冷却水总温升，并对吸收器出口和冷凝器出口的冷却水温升进行分配；
设定冷媒水的蒸发温度与出口温度之差；
设定吸收器压损及稀溶液再循环倍率；
设定溴化锂稀溶液在吸收器与冷凝器之间的浓度差；
设定冷端温差。
根据第一计算式计算蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，所述一计算式为：
t0＝tx′-δt
式中，t0为蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，℃；tx′为冷媒水出口温度，℃；δt为蒸发温度与冷媒水出口温度的差值，℃；
根据蒸发器出口处冷剂蒸气的温度确定其压力p0及焓值h0；
根据第二计算式计算吸收器出口处稀溶液的温度，所述第二计算式为：
ta＝tw+δtw
式中，ta为吸收器出口处稀溶液的温度，℃；tw为冷却水进口温度，℃；δtw为冷却水总温升，℃；
根据第三计算式计算吸收器出口处稀溶液的压力，所述第三计算式为：
pa＝p0-δp0
式中，pa为吸收器出口处稀溶液的压力，mpa；δp0为吸收器进口处与出口处稀溶液的压力差；
根据第四计算式计算吸收器出口处稀溶液的浓度，所述第四计算式为：
式中，ξa为吸收器出口处稀溶液的浓度，％；a、b、c、d为吸收器出口处稀溶液浓度的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液压力下的饱和温度计算得到；
根据第五计算式计算吸收器出口处稀溶液的焓值，所述第五计算式为：
式中，ha为吸收器出口处稀溶液的焓值，kj/kg；e、f、g为吸收器出口处稀溶液焓值的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液的温度和浓度计算得到；
根据第六计算式计算冷凝器出口处冷剂水的温度，所述第六计算式为：
tk＝ta+δtk
式中，tk为冷凝器出口处冷剂水的温度，℃；δtk为冷凝温度与冷却水出口温度的差值，℃；
根据冷凝器出口处冷剂水的温度确定其压力pk及焓值hk；
根据第七计算式计算发生器出口处浓溶液的浓度，所述第七计算式为：
ξr＝ξa+δξr
式中，ξr为发生器出口处浓溶液的浓度，％；δξr为发生器出口处溶液的浓度差，％；
根据第八计算式确定发生器出口处浓溶液的压力，所述第八计算式为：
pr＝pk
式中，pr为发生器出口处浓溶液的压力，mpa；
根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处浓溶液的温度tr和焓值hr：
根据第九计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的浓度，所述第九计算式为：
ξ5＝ξa
式中，ξ5为发生器进口处饱和稀溶液的浓度，％；
根据第十计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的温度，所述第十计算式为
p5＝pk
式中，p5为发生器进口处饱和稀溶液的压力，mpa；
根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的温度t5和焓值h5；
根据第十一计算式确定冷凝器进口处水蒸汽的温度，所述第十一计算式为：
式中，t3′为冷凝器进口处水蒸汽的温度，℃；
根据冷凝器进口处水蒸汽的温度确定其压力p3′及焓值h3′；
根据第十二计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，所述第十二计算式为：
ξ6＝ξr
式中，ξ6为吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，％；
根据第十三计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的压力，所述第十三计算式为：
p6＝pa
式中，p6为吸收器进口处饱和浓溶液的压力，mpa；
根据第四计算式和第五计算式分别计算吸收器进口处饱和浓溶液的温度t6和焓值h6；
根据第十四计算式确定热交换器出口处浓溶液b的浓度，所述第十四计算式为：
ξ8＝ξr
式中，ξ8为热交换器出口处浓溶液b的浓度，％；
根据第十五计算式确定热交换器出口处浓溶液b的温度，所述第十五计算式为：
t8＝ta+δtcold
式中，t8为热交换器出口处浓溶液b的温度，℃；δtcold为冷端温差，℃；
根据第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的焓值h8；
根据第十六计算式确定热交换器出口处稀溶液a的浓度，所述第十六计算式为：
ξ7＝ξa
式中，ξ7为热交换器出口处稀溶液a的浓度，％；
根据第十七计算式确定热交换器出口处稀溶液a的焓值，所述第十七计算式为：
式中，h7为热交换器出口处稀溶液a的焓值，kj/kg；
根据第十八计算式确定吸收器喷淋溶液的浓度，所述第十八计算式为：
式中，ξ9为吸收器喷淋溶液的浓度，％；f为吸收器稀溶液再循环倍率；
根据第十九计算式确定吸收器喷淋溶液的焓值，所述第十九计算式为：
式中，h9为吸收器喷淋溶液的焓值，kj/kg；
根据加热工作蒸汽的压力和温度确定其放热焓值；
根据第二十计算式计算溴化锂制冷机的循环倍率，所述第二十计算式为：
式中，a为溴化锂制冷机的循环倍率；
根据迭代法求解蒸汽单效型溴化锂制冷机的加热工作蒸汽流量m′2，具体步骤如下：
1)设定一个蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量q0；
2)根据第二十一计算式计算制冷机中冷剂水的流量，所述第二十一计算式为：
式中，qmw为制冷机中冷剂水的流量，kg/s；q0为蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量，kw；
3)根据第二十二计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，所述第二十二计算式为：
qg＝qmw×[(a-1)×h4+h3′-a×h7]
式中，qg为蒸汽单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，kw；
4)根据二十三计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，所述第二十三计算式为：
qk＝qmw×(h3′-h3)
式中，qk为蒸汽单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，kw；
5)根据第二十四计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，所述第二十四计算式为：
qa＝qmw×[(a-1)×h8+h0-a×ha]
式中，qa为蒸汽单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，kw；
6)根据第二十五计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机的热力系数，所述第二十五计算式为：
式中，ζ为蒸汽单效型溴化锂制冷机的热力系数；
7)根据第二十六计算式计算蒸汽单效型溴化锂制冷机的加热工作蒸汽流量，所述第二十六计算式为：
式中，m′2为蒸汽单效型溴化锂制冷机的加热工作蒸汽流量，kg/s；δh为加热工作蒸汽的放热焓值，kj/kg。
8)将m′2与m2做差，得出二者的差值；
若差值在预定的误差范围内，则假设的q0为蒸汽单效型溴化锂制冷机的制冷量；
若差值超出预定的误差范围内，则将m2和m′2的平均值作为新的m′2，重新执行上述1)～8)的计算，直到m2与m′2的差值满足设定的误差范围；
以上，仅为本发明的较佳实施案例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。