水源热泵在电厂余热利用中的应用.ppt

水源热泵在电厂余热利用
中的应用◆概述
◆设计方案
◆冷凝热回收效益分析
◆冷凝热回收前景预测
◆小结第一部分：概述火力发电厂各项损失参考值[*]如表1所示，其中汽轮机排气热损失
（冷端损失）巨大。冷凝热排空(丢弃)
热电厂做功后的蒸汽需要冷凝成水回到锅炉。目
前普遍采用的方法是通过水冷或空冷冷凝蒸汽，冷凝
热排入大气。
冷凝热回收
由于冷凝热属于低品位热源，难以利用,除低真空
的背压机组外，极少回收。我国集中供热随着城镇化的建设发展迅速，2009年全国集中供热面积已经达到35.6亿平方米。北方地区集中供热热源日显不足，现有的热电联产供热能力有限，在许多城市不得不新建大型区域锅炉房（热源厂）作为集中供热热源。热源缺口较大。
正在集中供热的热电机组以及可资利用的火电机组的冷凝热未被利用，冷凝热仍然通过空冷岛或凉水塔排空，火（热）电机组，包括单机容量在300MW以上的大型火电机组仍然在低效率高能耗的状态下运行。１用热泵技术回收电厂冷凝热
火力发电厂冷凝热通过凉水塔或空冷岛排入大气，
形成巨大的冷端损失，是火力发电厂能源使用效率低下
的主要原因，不仅造成能量和水（或电）的浪费，同时
也严重地（热）污染了大气。火力发电厂冷凝热排空，
是我国乃至世界普遍存在的问题，是浪费，也是无奈。
然而，随着热泵技术的发展，特别是大型高温水源热泵
的问世，使得发电机组冷凝热回收将成为可能。２对热泵的技术要求
电厂冷凝热品位低，必须用热泵提取之；冷凝热量
大、集中，在电厂内或电厂附近一般难以找到足够的稳
定的热用户，必须远距离集中供热，用大型高温水大温
差水源热泵吸收冷凝热。以充分利用冷凝热和提高系统
的经济性为目标合理配置热泵机组。吸收式热泵工作在
高温段，离心式热泵工作在低温段，吸收式和离心式热
泵平均制热能效比COP分别在1.7和6以上。3热源构成及功能
利用水源热泵吸收汽机排汽中的冷凝热，离心式热
泵将集中供热50℃的回水加热到60℃以上，吸收式热泵
将60℃的回水加热到90℃以上，再用换热器将水温提高
到热网供水温度，对城市集中供热。
热泵对电厂冷却水制冷，回收冷凝热，冷却水无需
在冷却塔冷却，可减少能耗、水耗及其它运行费用。
热泵对热用户制热，冬季供暖，夏季供冷，四季提
供生活热水。第二部分：方案设计方案一冬季供暖集中供热系统1方案二冬季供暖集中供热系统2方案三冬季供暖及洗浴集中供热系统方案四夏季供冷及洗浴集中供热系统第三部分：冷凝热回收效益分析供暖期:151天
节能1761264GJ，节标准煤（按锅炉平均运行效率60%估算）10万吨；节水52.85万吨。
供冷期:92天
节能1073088GJ，节标准煤（按锅炉平均运行效率60%估算）6.1万吨；节水32.2万吨。
合计：年节能2834352GJ，节标准煤（按锅炉平均运行效率60%估算）16.1万吨；节水85.05万吨。供暖期
每年少排灰渣6.6万吨，烟尘238吨，二氧化硫3002吨，氮氧化物1422吨，二氧化碳25.4万吨。
供冷期
每年少排灰渣4万吨，烟尘145吨，二氧化硫1831吨，氮氧化物867吨，二氧化碳15.5万吨。
合计:
每年少排灰渣10.6万吨，烟尘383吨，二氧化硫4833吨，氮氧化物2289吨，二氧化碳40.9万吨。供暖期
节能1761264GJ，每GJ按27元计算，毛收入收4755
万；节水52.85万吨，每吨按5元计算，收益264万元。
供冷期
节能1073088GJ，每GJ按27元计算，毛收入2896万
元；节水32.2万吨，每吨按5元计算，收益161万元。
合计
每年节能毛收入7651万元；节水收益425万元。2×35MW供热发电机组
锅炉效率89%，管道热损失1%，汽机损失1%，发电机损失1%，发电35MW。
纯凝汽工况
进汽138吨/时，排汽101.7吨/时，电厂效率31.2%，冷端损失54.8%。凝气工况下工艺流程和能效分析如图5、图6所示。供热工况1
进汽164吨/时，抽汽40吨/时，排汽79.3吨/时，电
厂效率49.0%，冷端损失37.0%，工艺流程如图7所
示。能效分析如图８所示。回收冷凝热电厂能效分析如图９所示。供热工况2
进汽190吨/时，抽汽80吨/时，排汽57吨/时，
电厂效率62.4%，冷端损失23.6%，工艺流程和
能效分析如图10、图11所示。回收冷凝热电厂效
率可达85%，如图9所示。凝气工况下电厂供电标煤耗437g/kwh；供热工况1电厂供电标煤耗279g/kwh；热回收供热工况1电厂供电标煤耗160g/kwh；供热工况2电厂供电标煤耗219g/kwh；热回收供热工况2电厂供电标煤耗160g/kwh。2009年全国平均供电标煤耗342g/kwh。供电标煤耗比较如图12和图13所示。
可以看出，纯凝气工况下小机组供电标煤耗远高于全