冷凝热回收系统经济分析讲解

蒸汽凝结水回收的技术和经济分析方成森 (机械工业第一设计研究院 ,安徽蚌埠233017)摘要:蒸汽凝结水回收利用多年来一直没有得到很好的解决，随着密闭式蒸汽凝结水回收系统的出现，在以蒸汽为间接加热介质的各种行业，蒸汽凝结水回收应该广泛推广使用。

关键词：间接加热、冷凝水、密闭式蒸汽凝结水回收装置随着我国经济的飞速发展，尤其是近年来基础工业的迅猛发展，蒸汽以它的品质优良、清洁环保被许多工业作为加热能源而被广泛使用。

那么在以蒸汽作为间接加热时，其凝结水的回收就更凸显重要，蒸汽凝结水的回收不但符合国家的节能政策，更节约了日益匮乏的水资源。

凝结水含有蒸汽热焓的20%-30%，是相当可观的余热资源，但长期以来，我国很多企业的凝结水回收率却很低，造成热能和水资源的巨大浪费，其主要原因有两个方面：一方面由于蒸汽疏水阀选型、安装有误以及疏水阀本身质量等问题，致使间接用汽设备无法正常疏水，或影响加热，或漏气严重；另一方面由于没有很好的解决高温凝结水泵的汽蚀问题，回收多采用开放式，闪蒸降温的损失十分严重。

第一方面已不成问题，第二方面，近年来，国内研究所和厂家借鉴国外先进经验，已成功开发和生产了密闭式蒸汽凝结水回收装置。

该系统的工作原理：系统运行时，凝结水从用热设备排出，经疏水器进人凝结水回水器。

凝结水回水器由闪蒸罐、除污器、冷凝水快排装置，压力平衡装置、汽蚀消除器、蓄水箱、液位变送传感器、凝结水泵等组成。

当高温冷凝水进八闪蒸罐后，在罐内进行汽水分离．冷凝水通过快排装置流入蓄水箱，产生的二次汽通过引射装置送进凝结水泵出水管道，使闪蒸汽得以密闭回收。

闪蒸罐内由于汽体与液体不断排除，使闪蒸罐内的压力永远保持低于用热设备冷凝水排出口的压力，从而保证了回水背压即使在较低的情况下也能顺畅地进入。

闪蒸罐与蓄水箱通过快排装置相连，为了让凝结水很快地流人蓄水箱在箱内设置了压力平衡装置。

通常情况下，其工作压力设置在O .1MPa以下，在实际选用时将根据回水背压的高低选择相对应的箱内工作压力，使箱内永远保持密闭，不通大气。

冷水机组冷凝热回收探析摘要：将这些空调系统冷凝热全部或部分回收作为生活热水的辅助热源，不仅可以大幅度降低生活热水系统的热源的燃料费用，又可以减少向大气中排放废热，减轻大气污染，改善生态环境。

不失为一个既节能又环保的系统方案。

本文对冷水机组的热回收系统适宜性进行了分析，指出利用热回收系统可有效地利用能源。

关键词：冷水机组；冷凝回收；节能；冷凝热随着国家经济高速发展的态势，能源供应越来越难以满足迅速增长的需求，节能是保障国家经济安全的必然选择，节能也是治理污染改善环境的最有效的途径。

节能和环保已成为当前空调邻域中最重要的研究课题之一。

冷凝热热回收系统利用空调系统的冷凝废热来加热生活热水，不仅减少了空调冷凝热对环境的污染，而且还具有较好的经济性能，能够给用户和业主带来可观的经济效益。

空调系统冷水机组的冷凝热约为冷水机组制冷量的1.2～1.3倍左右，一般情况下冷凝热通过冷却塔直接排入大气。

对于宾馆、酒店和娱乐场所等既需要空调制冷又有生活热水需求的建筑来说，意义十分重大。

一、冷凝热回收系统适宜性分析冷凝热回收系统的设置目的就是：保证冷水机组制冷性能的不降低的前提下，最大限度地回收和利用冷水机组制冷过程排出的冷凝热。

因为空调系统冷凝温度和冷凝热回收时间与利用时间的不一致的限制，冷凝热回收系统不能完全替代生活热水的热源，只能做为生活热水的辅助加热系统。

首先，空调冷凝热回收量随着空调系统负荷变化而变化，部分空调负荷情况下，空调冷凝热回收量也相应降低。

我们要考虑的就是某时段内空调冷凝热回收量与该时段生活热水所需辅助加热量关系。

这里我们引入一个逐时冷凝热回收能力系数c，它代表某时段冷凝热回收系统的供热能力。

定义为：c=qc/qh式中，qc——某时段冷凝热回收量；qh——对应时段生活热水所需的辅助加热量。

当c≥1时，冷凝热回收能力满足生活热水所需辅助加热量，由冷凝热回收系统提供生活热水辅助加热量，冷水机组多余的冷凝热由冷却塔排出，生活热水热源处于停机状态；当c<1时，冷凝热回收能力不能满足生活热水所需辅助加热量；热水所需的加热量由空调冷凝热和热水热源共同承担。

蒸汽锅炉冷凝水回收利用的分析摘要：在当今社会，环保节能是社会建设的主题，利用蒸汽锅炉生产的企业更加需要在节能再利用方面下功夫，已提高企业效益。

比较简易常用的节能回收利用方式有开放式冷凝水回收和闭式冷凝水循环，而开放式冷凝水回收流程、建设简单易用，闭式冷凝水循环则是效率高，利用率高，回收效益高，是更合适的节能回收方式。

关键词：回收、效益、开放式冷凝水回收系统、闭式冷凝水循环系统、经济性随着我国经济的发展，大家对环保节能的认识也越来越高，政府部门对各企业的环保和能耗要求也在提高，对于给人们印象一直是高消耗的利用锅炉蒸汽生产的企业来说，如何在原有基础上有效减低蒸汽锅炉的能效，不单是符合现在社会潮流的方向，也是节约成本，提高企业形象和竞争力的一种利好途径。

锅炉生产的蒸汽在被企业利用完后，一般都形成冷凝水以及温度、压力下降了的蒸汽，如果这些冷凝水都直接当废水排走，不但浪费珍贵的水资源，而且带有一定温度的冷凝水若不经直接排到河流或土地上，会对河流或土地造成热污染，是不可取的。

那么如何才能简单、有效的利用这些看似多余的冷凝水呢？在我看来，主要有两种途径，一是开放式冷凝水回收，主要是直接利用冷凝水的热量，比如工艺清洗、通过换热器得到生活用的热水或直接排到原来锅炉系统的软水箱中加热锅炉进水；二是闭式冷凝水循环回收利用，主要是先经过收集储存到一个容器里，再经过加压装置把容器的冷凝水输送到锅炉的给水系统中这样的循环过程。

下面以一个锅炉冷凝水回收系统工程为例来说明开放式回收系统和闭式循环系统的特点、区别以及经济价值。

工程锅炉房配套安装一台SZL15-1.6-AII型燃煤蒸汽锅炉供热，锅炉额定蒸发量15t/h，锅炉额定压力1.6Mpa，工作压力1.3Mpa，反应塔用汽11t/h，经测定蒸汽进过反应塔后的冷凝水温度为184℃，压力为0.8Mpa，整个系统简易流程如图1-1所示。

图1-1开放式冷凝水回收系统，将反应塔的冷凝水经过管道引至高位（一定高度，水位能能使水箱水较快流走）的开式水箱，一部分冷凝水用于对设备进行工艺清洗，一部分至热水房经换热器对生活用水加热移供使用，另一部分冷凝水经管道自流至锅炉房软水箱。

冷凝水回收必要性以及经济效益分析冷凝水回收必要性以及经济效益分析一：凝结水回收的必要性1、凝结水性质概述：长沙潺林蒸汽的热能由显热和潜热两部分组成，通常用汽设备只利用蒸汽的潜热和少量的显热，释放潜热和少量的显热后的蒸汽还原成高温的凝结水，凝结水是饱和的高温软化水，其热能价值占蒸汽热能价值的25%左右，而且也是洁净的蒸馏水，适合重新作为锅炉给水。

因此，采取有效的回收系统，最大程度回收系统的热能和软化水是非常必要的，它不但可以节能降耗，也可以消除因二次闪蒸汽的排放而对厂区环境造成的污染，无论是在经济效益还是社会效益上都有十分重要的意义。

2、为何采用闭式回收而不是开式回收闭式回收凝结水系统与开式回收系统相比：内容形式项目开式回收闭式回收提高回收率回收软水60-70%全部30-40%回收疏水阀漏汽0全部100%回收热量30-50%全部50-70%氧气再污染污染无-环境热污染严重无-可否直接用作锅炉给水不可可以-3.开式回收无法避免的难题3.1 造成大量的热量散失：开式回收为了减轻气蚀危害通常采取降低凝结水温至普通水泵不产生汽蚀的75℃左右，饱和凝结水在大气压下二次闪蒸，造成大量能量损失，能源利用率不足60%。

3.2 造成大量软化水损失：高温凝结水具有很高的脱盐度，是理想的锅炉补给水，在不回收或开式回收中却以二次蒸汽的形式将大量的软化水白白浪费掉。

3.3 降低凝结水品质：由于凝结水与大气的接触，再次遭到污染及空气中氧气的再次溶入，导致了管路系统内外腐蚀及电导率变化，缩短设备使用寿命，降低凝结水的品质，甚至使其达不到脱盐水标准，丧失了原本可直接作为锅炉给水的洁净蒸汽凝结水的品质，而不得不浪费掉或是重新进行水处理，而增加水处理费用。

3.4无法有效避免水泵气蚀难题，缩短水泵寿命，影响其他设备运行。

二：闭式回收经济效益分析闭式回收蒸汽凝结水作锅炉给水具有以下特殊的优点和经济性。

1 .减少锅炉补给水量、节约用水和运行费用工业锅炉的补给水一般采用离子交换软化处理，对于碱度较高的原水还需采用软化-降碱处理。

冷凝热回收空调的节能分析摘要：在空调机组中附加热回收功能，不但提高空调制冷系统的经济性，而且还能达到显著的节能效果。

关键词：冷凝热热回收节能Abstract operating heat recovery in air-conditioning，ensure the higest operation efficiency of unit and energy-saving.Keywords condensate heat; heat recovery; energy-saving概述机组在制冷工况运行时须向环境中排放冷凝热，通常冷凝热可达到制冷量的1.15~1.3倍。

这部分热量不但没有利用，而且需消耗水泵及风机功率，白白散失在空气中，造成能源浪费。

因此，制冷空调系统采用热回收技术能够冷凝热来提供生活热水，不仅减少了冷凝热对环境的热污染，而且还能够利用废热比较经济地得到人们所需要的热源，节能前景十分良好[1]。

热回收方式分为部分热回收和全热回收。

在本文笔者仅部分热回收的原理和经济性进行分析。

热回收空调系统的工作原理图1为风冷式热泵机组带热回收功能的系统原理:图1风冷热回收式热泵机组系统原理图1风冷热回收式热泵机组系统流程图，只是在系统中增加一个热回收设备，经压缩后的高温高压气态制冷剂首先进入热水侧的板式换热器中冷却进行热量回收，然后再进入翅片冷凝器中进行冷凝、再冷，从而实现气态制冷剂的冷凝过程。

生活用水直接进入热回收板式换热器的回水侧，通过与高温高压的气体制冷剂进行换热。

加热后的热水直接进入水箱中储存备用。

若用电加热来加热生活热水不但耗电量大，而且电热管易损坏；对于燃油锅炉加热的方式，由于燃油的价格高，产生的效能低。

因此，热回收技术在空调节能方面的效果是相当显著的，而且空调机组在夏季制冷时所产生的热水是完全免费的[2]。

热回收系统性能分析图2为热回收系统的热力循环压焓图。

当制冷工质采用R22时，一般压缩机的排气温度在75℃以上，将此废热进行回收，可以将自来水加热到45℃以上，成为可用的生活或工艺用热水，且对制冷系统有利无弊。

第35卷第5期2009年10月东华大学学报(自然科学版)JOU RNAL OF DONGH UA UN IVERSIT Y(NAT URAL SCIENCE)Vol 35,No.5O ct.2009文章编号:1671 0444(2009)05 0580 05火电厂冷凝热回收利用的技术经济分析*梁 珍,沈恒根,郭 建,法正皓(东华大学环境科学与工程学院,上海201620)摘 要:燃煤电厂的冷凝热的利用不仅可以回收热量还可以节约水量.选择哈尔滨、呼和浩特、太原、北京、西安5个冬季采暖城市的住宅小区作为热用户,对电驱动热泵和吸收式热泵作为火电厂冷凝热的回收系统进行经济技术分析.分析结果表明度日数越大,热泵回收的可行性越高;吸收式热泵经济效益好于电驱动热泵.最后给出了夏季回收冷凝热的思路.关键词:冷凝热回收;电驱动热泵;吸收式热泵;技术经济分析中图分类号:T K219 文献标志码:ATechno Economic Analysis on Recovery of CondensingHeat in Fossil Fuel Power PlantsL IA N G Zhen,SH EN H eng gen,GUO Ji an,FA Zheng hao(Schoo l of Environment S cience&Engineering,Do nghua University,Sha nghai201620,China)Abstract:Utilization o f condensing heat recovers no t o nly heat but also w ater.Five Chinese cities,that are H ar bin,H o hhot,Taiyuan,Beijing,Xi an are selected to be the object of study,and a residence area is heat consumer,techno eco nom ic analysis o n utilization o f surplus heat of condensing heat in fossil fuel pow er plants is done for compressio n ty pe heat pum p and absorptio n type heat pum p respectiv ely.The result show s that the mo re deg ree day,the recovery is mo re feasible and abso rption type heat pump is more economical than co mpression ty pe heat pum p to r ecover the condensing stly,the idea on recovery of condensing heat in summer is given.Key words:reco ver y o f condensing heat;co mpression ty pe heat pump;absorption type heat pump;techno economic analy sis燃煤电厂的能量利用率只有35%左右,65%左右的热能通过汽轮机凝汽器的冷却水散失到环境中.一般来说,在沿海或沿江地区的电厂多采用自然水域来吸收冷凝热,有直流式和闭式循环两种;在没有自然水域利用的地区或者对排放有严格要求的地区,采用自然冷却塔对冷却水进行降温.无论采用什么方式,都是将冷凝热排放到环境中,而这部分热量是非常巨大的.以2007年数据为例,我国火电厂的煤耗量是10.81亿t标煤,也就有7.03亿t标煤的热量随冷却水白白浪费.如果能将这部分冷凝热量部分回收利用,将是一笔可观的资源.另外不论采用哪种方式将冷凝热排放到环境中都*收稿日期:2008 10 28作者简介:梁 珍(1971 ),女,山西运城人,讲师,博士后,研究方向为建筑节能和工业除尘.E mail:liangz hen71@第5期梁 珍,等:火电厂冷凝热回收利用的技术经济分析581会对环境造成很大影响[1],对于采用自然通风冷却塔进行冷却的情况,自然通风的冷却塔不仅带走大量的热量,还会因为水蒸发造成大量水的浪费,冷却塔的补水成为火电厂耗水量最大的源头[2].假设全国50%的电厂采用湿式冷却塔,每年的冷却水蒸发损失为41.2亿t,相当于上海市一年的居民用水量.如果部分热量能被回收,蒸发损失的水量将随冷却塔负荷降低而减少.由于电厂冷却水温度在50以下,属于低品位热能,直接利用范围狭窄,目前国内开展冷却水余热利用的火电厂很少,仅占16%,而其中87%电厂的利用方式是水产品的养殖[3],利用量极少.同时,居民生活中冬季需要采暖,洗浴也需要热水,而目前这部分主要是通过燃煤锅炉或高品质能源 电来提供的,而电又是通过燃煤来获得的.如果能提高冷却水中的热量品位并向居民供热,将会节约大量的燃料,提高能源综合利用率,实现燃煤电厂热能的循环使用,大大节约能源和减少污染排放.如使回收后的热量具有较高品质,需要采用中高温热泵和高温热泵.目前我国对高温热泵的研究非常广泛,市场上也已存在供热温度90的中温热泵,但应用规模尚十分有限,主要的问题是回收成本过高.本文针对火电厂自身能源的特点,对电驱动热泵和吸收式热泵回收系统进行技术经济分析,为热电厂冷凝热的回收提供参考.1 目前冷凝热和冷却塔水量回收研究现状目前关于冷却水能量回收利用研究非常广泛,对于回收冷凝热的热泵形式,可以选择电驱动的热泵,也可以选择驱动热源为汽轮机抽汽的第一类吸收式热泵和采用锅炉排污热量作为动力热源的吸附式热泵[4].在热用户或回收热量的使用方式的选择上,最方便的是将冷却水的废热采用热泵回收后用于凝汽器冷凝水的预热,但由于这样做就有可能影响到业已优化了的电厂热力系统,因而未被广泛采用;区域供热也是冷凝热较有前途的热用户,有分析表明,如果300MW机组的20%循环水被利用,其区域供热面积[5]可达81.4万~122.1万m2.关于夏季冷却水余热利用回收的研究尚不多见,其中有人提出将电厂冷却水作为夏季制冷过程中的冷却水[6],这种做法无疑增大了冷却塔的负荷,可能会影响到电厂发电能力,且没有涉及回收利用余热的问题.对于冷却塔水量回收,目前虽然在实际应用中也有一些简单的措施防止冷却塔的风吹损失[7],但对湿式冷却塔水量回收的研究还比较薄弱.有研究者提出用高压电场在冷却塔出口回收蒸发水雾[8 9],但同时也有研究表明由于在正常工况下冷却塔的出口水雾的含水量低,用静电回收的方式,节水效果并不理想[10].香港学者提出采用太阳能热泵加热冷却塔出口空气来消除水雾现象[11],但没有考虑水量回收问题.从节水角度考虑,空冷技术及干式冷却塔技术开始在我国的一些新建电厂机组中使用,但由于成本偏高,普及尚有困难,且对于业已存在的湿式冷却塔,却仍然存在水资源和能源浪费的问题.2 冷凝热热泵回收的经济技术分析目前我国可用于冷凝热回收的成熟的热泵形式有电驱动热泵和吸收式热泵,虽然研究表明吸附式热泵在火电厂冷凝热回收中有明显优势,但由于尚未有成熟产品进入市场,故本文暂不对其进行分析.影响热泵回收系统性能的经济性评价因素很多,结合火电厂冷凝热回收特点,主要有地区气候特点、建筑物采暖季总能耗、冷凝水的温度、设备价格、设备使用寿命、燃料价格和电力价格等.本文选择哈尔滨、呼和浩特、太原、北京、西安5个冬季采暖城市的住宅小区作为热用户,对电驱动热泵和吸收式热泵进行经济技术比较.这5个城市虽然都处于北方,但采暖天数和度日数不同,采暖天数依次为177,166,137,126,102d,度日数依次为4938,4017,2822,2470,1724!d[12],另外在这5个北方城市中火电厂大多采用冷却塔系统,且都可以使用水源热泵进行区域供热.比较它们使用冷凝热区域供热的经济指标,可以为判断各种气候条件的区域是否适合回收冷凝热进行区域供热提供参考.为了具备可比性,假设采暖热负荷均为1000kW.2.1 评价指标热泵性能的评价指标主要有两类:节能性评价指标和经济性指标.热泵的节能性指标不能只用制热系数来表达,需要考虑对一次能源的利用效率.(1)能源利用系数E.热泵能源利用系数E是指热泵对于一次能源的利用效率,对于有相同制热582东华大学学报(自然科学版)第35卷系数的热泵,若采用的驱动能源不同,其转化到一次能源的热值不同,则其节能意义和经济性均不相同.E定义为供热量Q h与热泵运行时消耗的一次能源总量E p之比.E=Q hE p(1)虽然热泵是节能的,但同时有可能增加设备初投资费用,因此,必须用经济效益评价方法来判断热泵在应用中是否节省费用.由于热泵初投资大,使用寿命长,经济性影响因素多,在评价和分析时要考虑资金的时间价值.考虑到不同热泵系统的使用寿命并不相同,本文采用投资回收年限法和费用年值法来进行评价.(2)投资回收年限法.投资回收期 (年)定义为:=C Fh(C B-C H)(2)式中:C F为热泵的单位初投资,元/kW;C B为传统供热方式单位供热量价格,元/(kW!h);C H为热泵单位供热量价格,元/(kW!h);h为热泵年运行时数,h.(3)费用年值法.费用年值法主要是指把投资值等价折算为年值后再与年运行费用相加,取和最小者为最经济方案.费用年值法计算如下:A c=C ii(1+i n)(1+i)n-1+C k(3)式中:A c为费用年值,元;C i为初投资,元;C k为运行费用,元;i为基准折现率;n为使用寿命,年.2.2 采暖季能耗计算采暖季能耗量是进行经济技术比较的基础数据,本文采用度日法简单计算不同地区的采暖季能耗.度日法采暖能耗量可用式(4)计算:Q s=86400q(H)C Dt N-W(4)式中:Q s为采暖能耗量,kJ;q为建筑物总的设计耗热量,kW;H为采暖期总度日数,C D为考虑间歇采暖而对连续采暖的修正系数; t N-W为室内外设计温差,.表1为不同地区的供暖期总天数、度日数、室内外设计温差和其他参数[12],最后一行是热负荷为1000kW时对应的采暖能耗量.表1 城市采暖度日数(基准温度18)和采暖能耗量Qs Table1 Heating degree days(reference temperature is18) and heat consumption Qs地 区哈尔滨呼和浩特太原北京西安采暖期总天数/d177166137126102采暖度日数/(!d)49384017282224701724tN-W/4437302723C D10.90.70.60.5q/kW10001000100010001000 Q s/(109k J)9.708.44 5.69 4.74 3.242.3 技术经济分析根据采暖热负荷,分别选择了两种不同形式的中温热泵,表2给出了选用的中温热泵的性能指标.表2 中温热泵的性能指标Table2 Performance index of medium heat pump项 目出水温度/进水温度/一次水进水温度/一次水出水温度/制热量/kW输入功率/kW蒸汽量/压力/(kg!h-1!MPa-1)价格/万元电驱动热泵908337301116458 110吸收式热泵806545301160 3.551110/0.5150(1)能源利用系数E计算.所选用的电驱动热泵的制热系数h=1116/458=2.44,取火力发电效率0.336,输配电效率0.9,则能源利用效率E=2.44∀0.336∀0.9=0.74.对于第一类吸收式热泵,热力系数!h1为!h1=Q a+Q cQ g(5)式中:Q a为吸收器放热量,W;Q c为冷凝器放热量,W;对所选用的吸收式热泵,Q a+Q c=1160;Q g为发生器消耗的热量,W,可根据蒸汽的压力查得蒸汽焓值为2750kJ/kg,乘以蒸汽用量即得Q g=848kW,继而得出!h1=Q a+Q cQ g=1160848=1.37.蒸汽采用汽轮机抽汽,取电厂蒸汽锅炉效率90%,则E=1.37∀0.9=1.23.以上分析可以看出,电驱动热泵由于制热系数不高,导致能源利用效率不高,与一般集中供热的第5期梁 珍,等:火电厂冷凝热回收利用的技术经济分析583锅炉效率75%相当,这样启用电驱动热泵进行供热就没有优势可言,这也是我国电动中高温热泵需要解决的关键问题.(2)经济效益评价分析.表3和4分别给出了电驱动热泵和吸收式热泵的经济技术分析结果,其中年耗电量是根据耗热量除以制热系数得出的,投资回收期是根据式(2)计算得出的,其中的热量价格是2008年各城市的住宅采暖费折算出来的,此热量价格不单纯反应能量价格,比如呼和浩特和太原的热量价格低于其他3个城市.费用年值的计算中使用寿命取15年,基准折现率取3.87%.表3 1000kW制热功率下电驱动热泵技术经济分析Table3 Techno economic analysis on compression typeheat pum p with1000kW heating power项 目哈尔滨呼和浩特太原北京西安制热系数h2.44能源利用效率E0.74年耗电量/(105kW!h)119.6 6.5 5.4 3.7年运行费用/万元88.376.951.843.229.5年维护费用/万元1515151515主机设备初投资/万元110传统热价/(元!kW-1!h-1)0.110.060.060.110.11投资回收期/年使用寿命/年1515151515费用年值/万元116.9105.480.471.758表4 1000kW制热功率下吸收式热泵技术经济分析Table4 Techno economic analysis on absorption typeheat pum p with1000kW heating power项 目哈尔滨呼和浩特太原北京西安制热系数h1.37能源利用效率E 1.23年耗气量/t2577224415121261861年耗电量/(kW!h)8242.97176.74836.34031.52752.7年运行费用/万元14.112.38.3 6.9 4.7年维护费用/万元1010101010主机设备初投资/万元150传统热价/(元!kW-1!h-1)0.110.060.060.110.11投资回收期/年817291929使用寿命/年1515151515费用年值/万元42.640.736.735.433.2从表3和4的分析结果可以发现:(1)由于中温热泵的制热系数偏低,而火电发电效率也不高,致使中温热泵的能源利用率与锅炉集中供热相当,这样,电驱动热泵回收系统的初投资就无法回收,采用电驱动热泵回收冷凝热的意义仅在于其可以减少冷却塔的负荷从而降低冷却水的损失.计算表明,当电驱动热泵的制热系数达到3.4时,哈尔滨地区的回收年限为9年,当制热系数达到4.4时,哈尔滨的回收年限为5年.(2)吸收式热泵由于采用了较低品质的热源故能源利用效率大于1,有一定节能效果,设备投资在8~29年内回收,其中采暖期和度日数最高的哈尔滨回收期最短,为8年,其他城市的回收期都超过了热泵的使用寿命,故回收年限还是太长,制约了回收系统的使用,需要进一步提高热泵的性能系数.(3)对于吸收式热泵,在一般情况下,采暖期越长,度日数越大,热泵供热利用率越高,回收期限越短(呼和浩特和太原由于其传统热价低于其他城市,使其计算出来的回收期偏长.如果其传统热价也按照0.11元/(kW!h)取,这两个城市的回收期分别为10和15年).(4)在吸收式热泵初投资较高的情况下,其费用年值只为电驱动热泵的1/3,这充分说明在冷凝热的回收中采用吸收式热泵的优越性.3 夏季冷凝热回收的思路夏季是冷凝热的回收利用的难点,夏季热水的用量减少而制冷负荷增加,如果冷却水的余热只供冬季使用,回收率将大大降低,对环境的影响在夏季也无法降低.下面提出一种夏季回收冷凝热用来制冷的方案.夏季利用冷凝热制冷的思路见图1,首先利用热泵(电动或吸收式,图示为电动)以冷凝水为低位热源制备出90~150的热水,在回收了冷凝热的同时,为吸收式制冷机组提供热源.吸收式制冷机组在制冷的同时,要通过吸收器和冷凝器释放制冷系统的冷凝热.在该方案中这部分冷凝热由放置在冷却塔填料层上方的盘管传递给从填料层出来的饱和空气,即用这部分冷凝热量加热饱和空气,使其远离饱和区,从而消除水雾现象.这种采用加热盘管消除冷却塔上方雾气、用来改善电厂环保形象和微气候的思路和香港学者提出采用太阳能热泵加热冷却塔出口空气来消除水雾现象[11]的思路是一致的.吸收式制冷机制备出来的冷水可以供夏季空调用.以上方案是否可行还需要进行进一步的论证,584东华大学学报(自然科学版)第35卷图1 夏季冷凝热回收方案Fig.1 Heat recovery scheme of condensing heat in summer另外还有一些技术问题需要研究:(1)冷却塔上方空气温度的升高对冷却塔出力的影响;(2)热泵系统和制冷系统的匹配问题;(3)加热空气盘管的传热性能的设计问题;(4)回收系统对发电机组和冷却塔系统的影响.4 结论通过本文分析,可以得出以下结论:(1)由于目前中温热泵制热效率不够高,中温电驱动热泵作为冷凝热回收装置尚不能满足经济性要求.(2)吸收式热泵作为回收设备经济性好于电驱动热泵,费用年值仅为电驱动热泵的1/3,但回收期仍然太长,需要进一步提高其性能系数.(3)度日数大的地区更适合采用电厂的冷凝回收热进行区域供热.要做到高效回收冷凝热并能合理应用,还有以下技术和政策上的问题需要解决:(1)开发更高温度的高温热泵,包括工质和循环系统的开发.供热温度提高,既可以扩展回收热的使用范围,还可以提高供热效率,减少介质流量,降低输送能量. (2)开发大型热泵.火电厂冷凝热量非常巨大,要尽可能的回收热量进行集中供热,需要大型热泵系统.(3)进一步提高中高温热泵制热系数从而提高能源利用效率,降低回收年限和费用年值是冷凝热能被回收的技术瓶颈.(4)为回收热量寻找合理热用户提供能源政策上的扶持.在能源紧张而经济效益又不能满足的情况下,需要政策对回收行为进行倾斜.(5)目前吸附式热泵还未商品化,而其在火电厂余热回收中的优势已得到广泛认可,所以需大力推进吸附式热泵的商品化.(6)夏季回收是火电厂冷凝热回收的难点,需要加大研究力度.参 考 文 献[1] 贺益英.关于火、核电厂循环冷却水的余热利用问题[J].中国水利水电科学研究院学报,2004,2(4):315 320.[2] 岳中.防止冷却塔水量损失的措施[J].青海环境,2002,12(3):123 124.[3] 崔存河,金宪,马旭洲.利用电厂余热水提早团头鲂繁殖试验[J].内陆水产,2002(7):9.[4] 李中华,王如竹,刘建军,等.固体吸附式空调/热泵在火电厂中的应用研究[J].热力发电,2001(3):6 8.[5] 季杰,刘可亮,裴刚,等.以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性分析[J].暖通空调,2005,35(2):104 107. 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结水回收项目的热经济性分析对于闭式凝结水回收系统，其总的投资主要有用汽设备的疏水阀的改换或者增加；回收设备———如泵、集水箱、热交换器、扩容器、高性能的回收装置等，以及保温及管网材料、技术服务、工程施工费用等。

几项费用的累计构成全部工程投资，投资情况需要根据现场条件和项目的可行性分析来确定。

而回收项目的经济效益则是从以下几个方面进行分析的：（1）由于采用闭式回收系统，系统封闭运行，使背压提高而减少蒸汽的漏汽量，产生的效益；（2）凝结水的回收节约软化水的价值；（3）凝结水回收温度的提高，使锅炉进水温度提高，而节约的燃料耗量产生的效益。

当然，还有一定的社会效益，凝结水回收可减少蒸汽和凝结水的跑、冒、滴、漏，和废水排放等产生的污染。

很明显，对于凝结水回收系统的效益和投资间存在着一定的关系，如何使项目在效益与投资中达到一个较为优化的点，是凝结水回收系统要考虑的热经济问题。

通常，我们采用工程技术中常采用的投资回收年限来确定项目投入的合理性和可行性。

在综合考虑了凝结水回收项目的节能与经济问题后，一个回收系统的社会与经济效益往往是很显著的。

例如某印染厂，利用蒸汽放出的汽化潜热完成烘干、蒸煮等工艺过程的要求，蒸汽放出后，未被回收利用，直接通过疏水阀排向地沟。

而经过软化处理过的锅炉给水，温度很低时进入除氧器，耗用大量高温蒸汽，增大了锅炉的产汽量，从而耗用大量的燃料，生产成本大。

为了减少生产成本，节水，节能，该厂采用闭式凝结水回收方案，工染缸出来的蒸汽经疏水阀变为有一定温度和压力的凝结水，进入集水箱，在集水箱中产生的闪蒸汽进入锅炉除氧器，可加热给水；集水箱中的凝结水则通过防汽蚀泵直接打入除氧器中，回收凝结水及其热量。

另设旁路，可将凝结水压入软水箱中，再进入锅炉。

采用该项目后，该印染厂所得到的经济效益是巨大的。

如果效益以一年为单位来计算，改造后，该厂减少的用汽设备的蒸汽泄漏量为864t/a，如果蒸汽按70元/t 的价格计算，可为该厂带来6.1万元年的效益；因节约软化水带来的效益为5.8万元/a；由于提高锅炉进口温度，而节约燃料所带来的效益为30.2万元/a。