浅析火电厂循环水余热利用改造

热电厂余热利用技术综述及工程实例

摘要：对汽轮机低真空运行供热技术、凝汽抽汽背压式机组供热技术、热泵回收余热技术和基于吸收式循环的热电联产集中供热技术4种技术进行分析。以古交兴能电厂至太原市区供热工程为例，阐明工程应用的主要技术措施（汽轮机凝汽余热利用、大高差和大温差供热、多级中继泵联动、特长供热隧道、超长距离输送、高压板式换热器阵列）。

关键词：热电厂；余热利用；余热回收

我国目前大多数电厂发电机组的凝汽余热尚未得到充分利用，而是通过冷却系统冷却后排放到周围环境中。凝汽冷凝造成的冷源热损失一般约为2300kJ/kg。以600MW发电机组为例，其主蒸汽量约为2000t/h，则凝汽热损失约4．6×103GJ/h，折合标准煤约为157t/h。我国凝汽发电机组容量巨大，如果将这部分凝汽的热量应用于供热，则既可以大幅提高电厂综合能源利用率，降低电厂煤耗，也有效缓解了供热热源不足的问题，对减轻大气环境压力是非常有利的。

1 电厂余热利用技术综述

1.1 汽轮机低真空运行供热技术

a．基本原理提高汽轮机凝汽压力，相应提高了其冷凝温度。冬季供暖时，利用供暖供回水替代电厂循环水，吸收汽轮机凝汽潜热后，直接用于供热。b．适用范围由于低真空运行时，供热参数较低（供水温度为70℃），供回水温差较小（20℃），造成供热管网流量大，供热管径大、输送能耗增加，为保障供热经济性，供热距离不宜过大，一般控制在电厂周围3km左右。c．注意事项低真空运行改造方案需对汽轮机排汽缸结构、承受的轴向推力、末级叶轮的改造等进行详细的方案设计，确保机组改造后运行安全。低真空运行多用于容量较小机组。

1.2 凝汽抽汽背压式机组供热技术

凝汽抽汽背压式（以下简称NCB）机组的汽轮机中压缸、低压缸分别带2台发电机，针对外界负荷情况，调节阀1、阀2的开度（图1），采取不同的运行方式。

图1 NCB机组运行流程

发电技术　

混合工质自复叠热泵回收电厂循环水余热的探讨分析　

周崇波　，苗力　，徐厚达　，胡凤姣ｓ　

（１．华电电力科学研究院，浙江杭州３１００３０；２．中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安７１００４０；　３．西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安７１００４９）　

●●…。。。’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。●●●－－－－－－－－●－－－●●－●●●‘‘－。。‘‘‘‘‘‘‘‘‘。。。。。－●●　：　摘要：电厂循环水温度适中、稳定且蕴含巨大热量，是可利用的环保低位热源，利用热泵技：　

：术可有效回收这部分余热，用于北方冬季供热。为寻求能提供８０℃以上热水的供热方式，基于自　：　

：复叠热泵系统，选择Ｒ６００ａ／Ｒ１２３非共沸混合工质，通过Ｍａｔｌａｂ和ＮＩＳＴ制冷剂物性数据库：　

：Ｒｅｆｐｒｏｐ　７．１混合编程，模拟了回收电厂循环水余热的实际过程。结果表明，采用混合工质自复叠：　

・　高温热泵技术回收电厂循环水余热在理论上是可行的。　：　

：　关键词：自复叠热泵；　循环水余热；　模拟计算；　混合工质；　热力性能　：　●　●　●●－●－－－－。＿＿－－－●－－－＿＿－－●－－－●－●＿－＿－－－－－－－＿●＿＿＿－－－●●－●＿＿＿＿－－－＿●●●＿●●－●－－－－－●●●－－●●　

中图分类号：ＴＭ６２１．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００６—８４４９（２０１　１】０１—００７８—０４　

０　引言　

热泵通过消耗小部分高位能，就可以从大气环境、　

地热及工业余热等中提取大量低位热源，并加以循环　

利用，这在当前国家号召节能减排的大环境中，越来越　

受到青睐。众所周知，燃煤电厂中燃料总热量的６０％以　

上是通过锅炉排烟以及凝汽器的循环水散失掉…，所以　

在电厂供热不足又白白浪费循环水余热的现实情况　

下，研究并应用热泵技术回收循环水余热显得尤为重　

要。　

一般地，电厂循环冷却水水质好，蕴藏能量大，其　

２０１２年第３期（总第７８期）　；ｊＩ与　舌圭　ＥＮＥＲＧＹ　ＡＮＤ　ＥＮＥＲＧＹ　ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ　２０１２年３月　

京能热电４号机组循环水余热利用工程综述　

宫　俊　峰　

（北京京能热电股份有限公司，　北京　１０００４１）　

摘要：介绍了循环水余热利用实施的背景，描述了工程项目的各个组成系统以及增热型热泵工作原理，并对项目实施　前后热网运行方式不同进行了比较，分析了项目投运后的运行工况和经济效益。　关键词：循环水；余热利用；增热型吸收热泵；节能减排　中图分类号：ＴＫ１　１５　文献标识码：　Ａ　文章编号：　２０９５—０８０２一（２０１２）０３—００２４—０３　

Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｆｏｒ　Ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｏｆ　４　ｕｎｉｔ　ｉｎ　Ｊｉｎｇｎｅｎｇ　Ｔｈｅｒｍａｌ　

Ｐｏｗｅｒ．ＣＯ．１ｔｄ．　

ＧＯＮＧ　Ｊｕｎ—ｆｅｎｇ　

（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉｎｇｎｅｎｇ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｏｗｅｒ．ＣＯ．Ｉｔｄ．，Ｂｅｉｊ　ＪｎｇＩ１　０００４１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｄｉｆｅｒ－　ｅｎｔ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｆｔｅｒ　ｐｕｔ　ｉｎｔｏ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉ￣．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ；，ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ；ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　

电厂余热利用与尖峰冷却改造探析

摘要：当前很多火电厂在进行节能改造的过程中都十分重视余热的利用，为进一步提高电厂的余热利用效果，研究了电厂不同余热利用方案，并以山西某热电厂的节能改造工程为基础，提出了可采用前置凝汽器+热泵(溴化锂吸收式)+尖峰加热器的火电厂乏汽利用方案，这样不仅有效利用空冷乏汽余热，而且在夏季有效降低机组背压，经实际应用验证，达到了预期效果，可为类似工况下的电厂节能改造提供参考。

关键词：电厂；余热利用；尖峰冷却；策略；效果

引言：火电厂锅炉燃烧过程中，由于燃煤条件与运行水平的不同，会导致各种热损失，其中排烟热损失占锅炉全部热损失的一半以上，同时排烟温度每上升30℃，锅炉效率降低1%，机组标煤耗增加3g/kW·h。因此，如何有效利用乏汽热量是目前火力发电厂都关注的一个重要问题。

1、电厂配置及改造方案研究

1.1配置情况

山西某热电有限公司为2 x 300MW直接空冷供热机组，型号CZK250/N300-16.7/538/538，铭牌功率为300MW，设计背压17kPa，夏季满发背压34kPa。直接空冷系统设计面积692091㎡，夏季环境温度33℃时，汽轮机背压34kPa。机组额定采暖抽汽量500t/h，抽汽参数：P=0.4MPa，T=248℃。

1.2改造方案及原因分析

1.2.1前置凝汽器+热泵(溴化锂吸收式)+尖峰加热器方案

该方案如图1所示，凝汽器利用汽机乏汽，热泵利用汽机抽汽和部分乏汽，尖峰加热器利用汽轮机抽汽。

本方案额定供热工况下外网50℃热网回水经前置凝汽器热交换吸收乏汽余热到69℃，此时机组背压需提高至夏季设计背压34kPa；再进热泵内加热至90℃，最后至热网首站，利用机组中缸抽汽加热至115℃。机组配置1台155 MW前置凝汽器+3台38.5MW热泵机组，前置凝汽器、热泵机组和热网首站为串联系统，当其中任何一个系统有故障时，其余系统均可保证供热率≥65%，满足规程供热安全要求。