热电联产集中供热方案的分析对比

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热电联产集中供热方案的分析对比
作者:杨景蕙
来源:《科技信息·上旬刊》2017年第04期
摘要:集中供热作为我国供热领域的发展趋势,要想获得一个良好的供热系统能源利用率,并进一步降低集中供热的成本,也就需要同时设计多种不同的热电联产集中供热方案,然后对这些方案的供热效果进行了对比分析。

本文主要设计了4种天然气热电联产集中供热方案,并且就这四种方案的系统能源利用率以及供热经济性进行了对比分析。

关键词:热电联产集中供热;模拟;热力学
热电联产集中供热主要是借助于热电联机组来将电与热进行结合的一种供热方式,其具备有高效的能源利用率,因此在我国的市政供暖行业也得到了一定的应用。

但是该集中供暖方式来具体应用过程中还存在有成本过多、浪费情况比较严重以及热源难以满足实际供热需求等诸多问题,这也就需要设计出多种热电联产集中供热方案,然后通过对比分析分方式来找到一种高效、经济的集中供热方案。

一、四种热电联产集中供热方案模型简析
在本次研究中所应用的供热系统与二次网供回水参数基本保持一致,其中燃气轮机的排气温度为570℃,高压蒸汽压力为5.7Mpa。

其二次网的供水温度为60℃,回水温度为45℃。

在本次研究中具体设计了4种集中供热模型。

方案1中将用户的热力站换成了换热器,并和热力首站一起工作;方案2中通过将换热器与热泵联合供热的方式来实现串联供热;方案3中由换热器以及吸收式热泵进行联合供热的方式来进行集中供热;在方案4中,其热力首站通过换热器以及吸收式热泵进行工作,并且在热电站中应用了吸收式的换热器。

四种方案的供热性能对比
在本次研究中进行4种方案的模拟计算时,将燃料的输入量以及供热量保持一致,并在此基础上对4种方案的供热性能进行对比分析。

就方案1与方案2的供热性能进行对比分析,方案2采用了电热泵来进行回水温度的降低工作,因此在具体的供热过程中就需要消耗掉大量电能,也就容易导致汽轮机的低压侧出现抽气量减少等问题,其进入到凝汽器中的发气量数量更多。

在该供热模式下,直接导致方案2需要直接将大量的能量排放到控制之中,其能源利用率较之方案1也就存在了一定的差异性。

此外在方案2这一供热模式下还需要同时耗费大量的高品位电能,这些消耗掉的电能也无法通过低压蒸汽在汽轮机中的功进行有效弥补,这也就导致了方案2㶲效率要低于方案1。

就方案2与方案3进行比较,这两种方案的一次网供回水温度基本保持一致,但是在方案3中的热力首站采用了吸收式热泵回收系统来进行工作,其能够对冷凝余热进行有效的利用,因此说方案3的系统能量效率要高于方案2。

对两种方案的㶲效率进行对比,方案3在抽汽压力上虽然具备有一定的优势,但是其吸收式的热泵在进行热源的驱动过程中会导致抽汽量出现较大程度的降低,其蒸汽轮机发电量增加,这也就直接导致了其㶲效率要高于方案2。

方案3和方案4在热力首站上都是通过吸收式热泵回收凝汽器的模式来进行工作,但是在实际的工作过程中,方案4需要直接将一次网热水加热到更高的温度上,并且额外添加了
3个分级抽汽加热器,因此说方案4的抽汽机在具体工作过程中其抽汽量要高于方案3,其在运行过程中的热效率也要高于方案3。

在方案3中采用了点热泵来作为用户侧热力站,其所需要消耗的高品位电能量要明显高于方案4,因此说方案4中的㶲效率也要高于方案3。

就方案1与方案4进行对比分析,因为方案4中所包含的吸收式热泵以及抽汽加热器都能够直接在汽轮机中抽取到较高品味的蒸汽,这也就使得方案4汽轮机的发电量不足方案1。

此外在方案4中所采用的一次网供水模式其温差过大,所选取的管径直径也比较小,管道压降大,因此在供热过程中所需要消耗的泵功也要高于方案1。

综合分析方案4的整体发电量要略低于方案1,其能源利用率以及㶲效率也与方案1有着一定的差距。

对上述的对比结果进行分析,可以发现直接采用抽汽加热的方案或者采用吸收式热泵回收冷凝余热的方案有着更高的热学性能,而大温差供热的方式其热力学性能也要强于中等供热温差。

三、4种热电联产方案的经济性指标对比
在本次研究所选取的4中集中供热方案中,方案2与方案3的总成本比较高,这是因为方案2与方案3均采用了电热泵来进行工作,其需要耗费大量的高品位电能,也就导致了这两种方案在应用过程中需要消耗大量的电能,运行成本也就得到了进一步的提升。

此外方案3中的电厂热力首站所采用的是吸收式热泵,在运行过程中还能够回收一定程度的冷凝余热,
因此说方案3的燃料成本较之方案2要低。

就方案1与方案4的经济性指标进行对比,方案4所应用的吸收式换热器以及热泵虽然需要大量的设备成本,但是其管道运行成本比较小,因此总体供热成本也要明显低于方案1。

结束语:
热电联产集中供热方式作为一种新颖的集中供热模式,其能够将使得供热系统的能源利用效率得到大幅度的提升,从而满足我国节能环保的相关要求。

本文就现有的热电联产发电厂作为研究基础提出了4种集中供热方式,并且就能源的利用效率以及供暖成本两部分来对这4种
集中供热方式进行了对比分析。

就热力学分析结果证明,方案1与方案4的能源利用率以及㶲效率最高,就经济性进行分析研究,结果表明方案4的总供热成本较之其它三种方案有着明显的优势。

综上所述,在进行热电联产集中供热方案的选择过程中,可以通过方案4来实现集中供热,这样就能够取得良好的经济效益以及环保效应,并能够取得一个良好的供热效果。

参考文献:
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