基于热泵技术的热电厂循环水余热回收方案研究

浅析回收热电厂循环水余热的吸收式热泵设计方案摘要：文章结合某热电厂的工程项目实例，对回收热电厂循环水余热的吸收式热泵设计方案进行了具体的探讨与分析，主要从蒸汽与疏水、热网循环水、冷却循环水系统三个方面对吸收式热泵设计参数进行了确定；确定了热泵机组余热回收量；从热网水系统、热源水系统、蒸汽凝结水系统三大系统的角度确定了热泵机组系统形式；在确定吸收式热泵机组之后，分析了吸收式热泵机组的节能效益与环保效益。

关键词：热电厂循环水余热吸收式热泵在很多供热电厂中，凝汽器的蒸汽余热普遍需要经过冷却塔然后排入大气中，随着城市建设进程的加快与城市一日千里的发展，城市集中供热负荷的增长始终居高不下，与日俱增的供热负荷增长需求与当前电厂供热能力之间的矛盾越来越突出，影响了人们的正常生活秩序，制约了城市的经济发展。

为了解决这一尖锐的矛盾问题，必须寻找一种电厂内部潜能挖掘的有效方法，在短期内缓解热负荷增长问题。

通过对热能利用原理分析可知，介质温度与环境温度直接影响着热能的利用率，介质与环境的温差值越大，其热能利用率越高。

介质温度越接近环境温度，热能利用难度越大，利用价值也越低。

在热电厂中，热源水的温度通常在25℃～35℃区间内，一年四季的温度都高于大气环境温度，又因其流量巨大，蕴藏其中的热量更是十分可观和庞大，在节约能耗的同时，也降低了一氧化硫、二氧化碳、氧化氮、烟尘等污染物的排放量，是一种利用价值较高的低位热源。

要吸收热电厂循环水的余热量，必须要对吸收式热泵进行改造设计。

本文将对此展开具体探讨与论述。

一、吸收式热泵技术简述热泵是一种通过利用热转换技术来对余热进行回收的转换装置。

以热泵的驱动力为划分依据，可以将工程中广为应用的转换装置划分为蒸汽压缩式热泵装置与热力驱动的吸收式热泵装置。

其中吸收式热泵吸装置又可以划分为第一类吸收式热泵装置与第二类吸收式热泵装置。

第一类吸收式热泵为增热型热泵，以少量的蒸汽、高温热水以及可燃性气体燃烧热等高温热源为驱动力，能够将低温热源的热能提高到中温，产生大量的中温有用热能，极大地提高了热能的利用率。

..利用热泵技术回收热电厂循环冷却水低温热量供暖及提供生活热水项目可行性研究报告目录一、项目依据及示范性1、依据――――――――――――――――――――――――――――――22、示范目的和相关政策―――――――――――――――――――――――23、建设的示范性――――――――――――――――――――――――――4二、项目方案1、工程概况――――――――――――――――――――――――――――72、热泵原理及项目原理―――――――――――――――――――――――83、项目技术方案―――――――――――――――――――――――――－114、工程检测及维护方案和进度表―――――――――――――――――――155、存在的问题及规模――――――――――――――――――――――――206、热泵机组的介绍―――――――――――――――――――――――――20三、经济、效益、风险分析1、经济分析――――――――――――――――――――――――――――272、效益分析――――――――――――――――――――――――――――303、风险分析――――――――――――――――――――――――――――32四、工程实例应用1、沈阳铁煤集团热电厂―――――――――――――――――――――――342、大连北海热电厂―――――――――――――――――――――――――35五、##省龙达热力有限公司资质证明―――――――――――――36六、相关文件一．项目依据及示范性1、依据1）2009年1月14日在##省建设厅在会议室召开的关于##农业职业技术学院“绿色建筑示范工程”项目论证会，用热泵技术回收热电厂循环冷却水低温热量供采暖工程技术方案可行性研讨会。

详细内容见会议纪要（附件一）。

2）##热电厂提供的2008年采暖运行数据及冷却循环水冬季运行数据（附件二）。

3）可再生能源建筑应用（地源热泵利用热电厂冷却塔循环水余热供暖）示范申请报告2、示范目的和相关政策2.1示范目的##热电厂位于某市铁东区，热电厂目前使用20万千瓦的热电机组，发电同时供800×104m2的建筑采暖，热电厂以热定电，承担着####市建筑的供暖任务，在##市起着举足轻重的作用。

循环水中的低位热能回收利用方案摘要--华能营口热电厂节能改造1.前言：1.1：热能回收的必要性：当前全国各个火力发电厂凝汽器的冷却基本是采用传统生产工艺，冷却水进入电厂冷却水塔，通过风冷将水中的凝汽热量散发到大气中，水循环利用，从而产生了热能损失同时产生了蒸发水损失。

利用热泵技术将电厂排汽冷却水作为低温热水源，汲取以往被当作工业废热排放的凝汽热量，提升回热凝结水以及热网水温度。

这样既有利于电厂冷却循环水侧形成闭式循环，减少水量蒸发损失，又能够提高整体发电效率降低煤耗。

在能源日益紧张环境污染日趋严重的当今，节能减排迫在眉睫。

我2X330mw机组的热能损失为135MW（此数据来源于北京华电博欣节能技术有限公司和大连热电工程设计有限公司可行性报告），循环水蒸发损失为10000吨/天（此数据来源于我厂统计）；1.2：热能回收的可行性：热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热能的设备，热泵的理论基础是分子运动及能量守恒原理。

热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利，而热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。

如美国，截止1985年全国共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45，000台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以10％的速度稳步增长。

目前国内外已经有利用低温（2-5℃）水的热能，把水加热到70-90℃的高温热泵，并且能效比COP>3.5。

热泵技术的日臻成熟为本方案提供了基础。

如果我厂用热泵技术回收余热进行供热，那么2X330 Mw的机组供热时发电与供热总的能力（煤耗不变的前提下）至少可以达到发电2X250 Mw +供热465（465=3*155） Mw的效果；2.本项目循环水中的低位热能回收利用方案预期结果：如果我厂用热泵技术回收余热进行供热，那么2X330 Mw的机组供热时发电与供热总的能力（煤耗不变的前提下）至少可以达到发电（2X330-155） Mw +供热465（465=3*155） Mw的效果；初步计算，通过利用热泵技术进行循环水中的低位热能回收，可以提高全厂能效利用率5%以上，当冬季供热时，可以提高全厂能效利用率10%以上，平均每天可以减少蒸发量损失2X330MW 机组10000吨/天；具体如下：2.1：本方案可以将循环水内（20000 T/h ，温度25 °C 温升6°C）的低位热能提取出来。

*****发电厂凝汽式发电机组循环水余热利用技术研究与应用项目总结报告*****发电厂二00九年五月目录第一章技术背景 (3)第一节背景意义 (3)第二节电厂循环水供热技术及研究发展现状 (3)第三节对电厂的实际意义 (6)第二章技术介绍 (8)第一节基本原理 (8)第二节循环水热泵系统实现形式 (12)第三章技术研究 (21)第一节研究的关键点和难点 (21)第二节设备及系统研究 (22)第三节评价方法 (29)第四章示范项目方案 (42)第一节可配置方案 (42)第二节系统形式介绍 (46)第三节专用热泵机组 (56)第四节控制系统以及控制策略 (57)第五章效益分析以推广 (63)第一节投入产出分析 (63)第二节实际效益分析 (63)第三节推广和效益预测 (66)第六章课题总结 (69)第一节基本情况总结 (69)第二节建议 (70)第三节参加工作人员 (71)第四节工作总体安排和年度进度 (72)第一章技术背景第一节背景意义能源是国民经济发展的基础，深入开展节能工作，不仅是缓解能源约束矛盾和保障国家经济安全的重要措施，而且也是提高经济增长质量和效益的重要途径。

本世纪的头20年，我国工业化和城镇化进程将进一步加快，需要较高的能源增长水平作为支撑，因此，节能工作对促进整个经济社会发展的作用日益凸显，国家已经把节能作为可持续发展的大政策，并大力发展循环经济。

其中，建筑领域的节能是整个节能工作重要的一环，将在我国经济社会的可持续发展，建立节约型社会、节约型城市进程中承担着重大责任。

随着我国经济的快速发展和城镇化速度的不断加快，目前国内的大中型城市普遍存在着集中供热热源不能满足迅速增加的供热需求的情况，而新建大型热源投资高、建设周期长，并受到城市环境容量的强烈制约。

为了缓解供热紧张的局面，一些地方盲目发展小型燃煤锅炉房，严重恶化了城市的大气环境；一些城市盲目发展燃气采暖、甚至电热采暖，在带来高采暖成本的同时，也引发了城市的燃气和电力资源的全面紧张。

利用热泵技术对某热电厂排汽余热进行回收【摘要】在热电厂热电机组的运行过程中，汽轮机排汽会产生大量的余热，这些余热被冷却塔进行冷却，造成了浪费，同时也造成了一定的汽水损失。

吸收式热泵具有回收低温热量的功能，可以吸收利用这些余热。

以北方某300MW热电机组为例，对利用吸收式热泵回收低温余热进行了可行性分析，通过分析得到吸收式热泵能够回收机组的排汽余热，增加了机组热效率，减少了余热的浪费，具有显著的经济、社会和环境效益。

【关键词】热电厂排汽余热吸收式热泵节能降耗1 前言国家十二五能源规划通过采取加快推进新能源研发，加强节能增效等手段实现对能源的合理利用，其中节能增效包括节约能源和提高能源效率两大方面。

随着国家经济的发展，城市的规模也迅猛扩张，我国很多地方出现了集中热源不足的问题。

而作为集中供热热源主力的热电厂却大多数存在大容量、高参数供热机组所产生的大量低压缸排汽余热没有得到利用，而是直接通过循环冷却水系统排放到大气环境，所以如何对热电厂排汽余热进行回收便显得尤为重要。

[1]本文以我国北方某热电厂300MW热电机组排汽余热回收项目为例，对利用吸收式热泵回收该热电机组排汽余热进行了可行性分析。

[2]2 项目概况考虑对该热电厂热电机组排汽余热进行回收，提高供热效率，扩大供热面积。

前期已完成热电厂部分相关信息调研，如表1所示。

该电厂供热参数中供回水温度设计值为130/70℃，但是实际运行中回水温度根本不能够达到70℃，按照实际运行温度热网回水55℃进行设计，供热水温度130℃，热网循环水流量按8000m3/h。

3 方案简介本方案按电厂首站改造增加吸收式热泵回收排汽冷凝进行设计。

本方案使用汽轮机部分供热抽汽作为热源，回收一台汽轮机部分凝汽器循环水的余热，通过吸收式热泵将供热回水从55℃加热至110.3℃，再利用原系统热网加热器将热网水加热到130℃提供给市政供热。

4 工艺系统流程图5 经济效益分析5.1 电厂余热回收供热收益分析本方案热泵额定运行工况下可回收循环水余热205.9MW，单位面积供热负荷按60W/㎡计算，可以增加供热面积343万平方米。

基于热泵技术南方电厂循环水余热利用研究袁方;洪杰南【摘要】为对电厂的循环水余热进行利用,设计了三种集中供能技术方案,分别为利用循环水的水源热泵方案、利用循环水与江水的水源热泵方案、利用电厂蒸汽与循环水的吸收式热泵方案,并进行了技术和经济比较分析.结果表明:利用电厂循环水的水源热泵方案负荷适应性最好,总投资最低,供能价格最有优势.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2018(032)006【总页数】4页(P450-453)【关键词】南方电厂;热泵;循环水;余热利用;集中供能【作者】袁方;洪杰南【作者单位】国家电力投资集团江西能源销售有限公司,南昌330096;国家电力投资集团江西能源销售有限公司,南昌330096【正文语种】中文【中图分类】TM611目前我国能源综合利用率不超过40%，比发达国家低约10%，极大地浪费了资源。

对于能源消耗大户的火力发电厂来说，其燃料燃烧总发热量中电能的转化率只有35%～40%，而其余大部分的热量主要通过锅炉烟囱和循环水冷却塔散失到环境中[1-2]，其中通过冷却塔流失的热量又占绝大部分[3]。

电厂凝汽器循环冷却水的出水温度比江河水温一般高出10 K左右，在电力生产过程中汽轮机的冷端损失不可避免，如果可以通过其他方式加以回收利用，能够提高电厂的发电效率、降低煤耗，同时减少对环境的热污染。

随着居民生活品质的提升，日常生活及轻工业生产过程中对中、低温热能的需求越来越多，许多工业生产过程都需要低品位的热能，如果利用热泵技术将低品位的电厂余热提高品位向这些工业用户供热，将会降低大量的燃料消耗，能源的综合利用率将得到有效提高[4]。

1 热泵技术原理根据热力学第二定律，不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，即热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，若要使热量从低温物体传递到高温物体，则需要付出一定的代价。

热泵的基本原理是基于逆卡诺循环，在小部分驱动能量的作用下，将热量从低温热源传递到高温热源：在制冷模式下，吸收房间内的热量使室内温度降低；在制热模式下，从外部环境中吸收热量传递到房间内，使室内温度升高[5-6]。