(1.同方节能工程技术有限公司;2.恒大长基(沈阳)置业有限公司)
【摘要】热电厂发电的热力过程一般遵循着蒸汽的朗特循环和再热朗特循环,发电效率为35%~43%。根据热力学第二定律,此过程中存在着大量的冷端损失,乏汽(空冷机组)和循环水余热(水冷机组)。将这些冷端损失通过吸收式热泵系统重新回收到供热系统中,将热网回水预热,将节省大量蒸汽,创造可观的经济效益。
【关键词】吸收式热泵;热电厂余热;余热回收;节能
概况:
某热电股份有限公司现有三台规划容量为12MW汽轮机组,2号机组为背压机组CB12-4.9/0.98/0.294(表压为0.17MPa,170℃),采暖抽汽量96t/h;1号和3号机组为抽凝机组CC12-4.9/0.98/0.294提供采暖用汽(表压为0.17MPa,170℃)和工业用汽(表压为0.98MPa,271℃),采暖抽汽量48t/h,现在担负该市区270万平方米的供热。本项目利用2台40.5MW的吸收式热泵机组来对热网回水进行预热,机组采用73.20t/h、0.17MPa.g的饱和采暖抽汽作为驱动热源,折合47.648MW的热量。回收1号和3号机组循环冷却水全部水量4100m3/h,温差7℃(32℃/25℃),折合热量为33.352MW,相当于节约采暖抽汽53.1t/h;二者合计81MW的热量,将2600m3/h的热网回水由50℃预热到76.79℃。本项目实施后,利用循环冷却水余热供热承担的供热面积为66.7万平方米,在不增加电厂蒸汽用量的情况下总的供热面积达到了336.7万平。
余热能力评测
该热电有限公司1号和3号机组冬季循环冷却水情况为:
冬季循环水流量为4100m3/h,最不利工况点温度为:凝汽器进口水温16℃,凝汽器出口水温23℃。
循环冷却水余热资源能力计算:
式中:Qy——可从冷却循环水中提取的热量,kW;
C——换算系数,为1.163;
m——冷却循环水流量,m³/h;
△t——冷却循环水供回水温差,暂取7℃温差。
最大余热量:
相当于蒸汽量:
余热利用方案
利用循环冷却水余热回收技术,通过吸收式热泵机组吸收1号和3号机组冷却塔的余热,将一级网回水进行加热,将增温后的中温水送回热网加热器。通过这种方式,将本来排入大气的废热重新“捡回”到系统中,达到增加供热面积的目的。
系统原理图
热泵机组总容量
根据循环冷却水中的33.378MW的余热量,暂定吸收式热泵机组的COP=1.7,计算吸收式热泵机组总容量为:
供热能力
根据该热电股份有限公司提高背压至7.4KPa后冷却循环水余热参数32/25℃、冬季循环冷却水流量4100m3/h,设计回收循环冷却水的全部余热33.352MW,消耗0.17MPa.g饱和蒸汽73.20t/h,折合47.648MW热量,将温度为50℃流量为2600m3/h热网回水经81MW吸收式热泵机组加热后,热网水温度升高至76.79℃,在采暖季初、末期直接供热;在采暖季中期做为热网加热器的预热器使用,通过热网加热器将热网水加热到系统所需要的温度。
利用循环冷却水余热供热承担的供热面积为:
环境影响分析
热泵项目无需锅炉,没有燃烧过程,不存在固体废弃物、有毒有害气体及烟尘排放等问题,不消耗水资源,不污染地下物质,同时也不存在爆炸、燃烧的隐患,因而是环保的供热方式,每年减排大量污染物。
节能分析
本项目每采暖季预计可回收冷却循环水余热38.23万GJ,折合106194MW的热量,以目前电厂90%的锅炉效率计算,回收这部分余热相当于节约标准煤为:
可减少CO2排放36138吨,减少粉尘排放9857吨,减少CO排放20.3吨,减少SO2排放1087吨,减少H2S排放7.2吨,减少NOX排放543.6吨。
减少冷却水塔飘逸损失,每个采暖期可节水53252吨。
结束语
该项目实际运行之后,运行状况良好,各项参数达到设计要求,为国家节能减排做出了贡献,为电厂产生了经济效益,可见吸收式热泵在热电厂及工业节能方面将大有可为。
参考文献:
[1]《关于进一步推进城镇供热体制改革的意见》建设部等八部委局(2005年12月);
[2]《中华人民共和国环境保护法》;
[3]《中华人民共和国大气污染防治法》;
[4]《城市烟尘控制区管理办法》;
[5]《锅炉房设计规范》(GB50041-92);
[6]《城市热力网设计规范》(CJJ34-2002);
[7]《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81-89);
[8]《辽宁省居住建筑节能设计标准》(DB21/T1476—2011);
[9]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010
[10]《公共建筑节能设计标准》(DBJ04-241-2006);
[11]《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);
[12]《实用供热空调设计手册(第二版)》