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ISSN1672-9064CN35-1272/TK基金项目:中国华电集团公司科技项目(中国华电科[2011]721号)作者简介:周崇波(1984~),高级工程师,从事余热利用、分布式能源技术研究开发工作。
大型吸收式热泵余热供热系统应用研究周崇波秦鹏代勇(华电电力科学研究院有限公司浙江杭州310030)摘要针对300MW 开式循环水带胶球装置吸收式热泵余热供热进行系统研究。
系统自配置胶球清洗在线装备嵌入型4流程吸收式热泵系统尚属国内第1次集成应用,年均回收余热量169万GJ ,按当地近年燃烧煤种热值计算,相当于年节煤10.12万t ,减排CO 22.54万t ,减排SO 21156t ,减排烟尘867t ,减排灰渣1.5万t 。
通过各采暖季每月热泵供热量及回收余热量变化曲线,分析曲线趋势变化,准确反映了各采暖季的运行状况及主要问题。
关键词余热供热吸收式热泵胶球清洗应用研究。
中图分类号:TK115文献标识码:A文章编号:1672-9064(2019)01-030-02能源是人类社会生存发展的重要物质基础,攸关国计民生和国家战略竞争力。
当前我国经济发展步入新常态,能源发展质量和效率问题突出,供给侧结构性改革刻不容缓。
“十三五”能源规划的主要目标提出单位国内生产总值能耗比2015年下降15%,单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18%,煤电平均供电煤耗下降到310g 标准煤/kWh 以下。
这是贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念的必然选择。
传统抽汽热电联产机组虽然较纯凝机组的能源利用效率高、环保效益好,但仍有部分冷凝余热通过冷却或其他方式塔散失掉,以某电厂1台300MW 供热机组为例,其可资利用冷端潜热约占燃料耗能总量的10%,充分利用这部分余热是传统热电联产突破发展的新方向。
本文建立300MW 开式循环水自配置胶球清洗装置吸收式热泵余热供热系统,通过近3年采暖季历史数据分析其供热方式和节能效果。
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。
浅谈热泵技术回收循环水余热方案丁猛辉(天津国电津能热电有限公司天津300300)摘要：汽轮机乏汽冷凝热损失对于电厂来说是无用^的，但对于冬季需要采暖的城市居民而言，则是巨大的浪费而热泵技术日趋成熟和快速发展，已使得回收汽轮机乏汽冷凝热成为现实，并能够转换为可供城市居民采暖用的高品质热量文章结合实际工程改造经验介绍了利用溴化锂吸收式热泵机组对#2机组主机循环水排至冷却水塔的余热回收方案的工艺原理、边界条件、工艺设计及相关系统施工改造，并重点介绍了溴化锂吸收式热泵原理、主机循环水系统、热网循环水系统、五段抽汽系统（热泵驱动蒸汽系统）及热泵凝结水系统改造，最后对改造的经济性进行了分析:，关键词：冷端损失；循环水；供热；热泵；效益引言汽轮机的冷端损失是火电厂的最大热量损失。
330MW等级 纯凝机组的排汽冷凝热损失占到进入汽轮机总热量的55%以上；即使是在冬季带供热的抽汽凝汽式机组，排汽冷凝热损失也占到进入汽轮机总热量40%左右。
如果能够回收汽机排汽冷凝热，并用于居民采暖供热，将大幅提高电厂的供热能力和效率，同时节约了燃煤.减少排放，从而带来巨大的节能效益、环保效益 与社会效益。
1设备及供热现状某公司安装2x330MW亚临界抽汽式供热燃煤机组，热网首 站的主要配置为LRJCW2200-2400型卧式加热器四台，额定抽 汽量为550t/h，最人供热面积1300万m2。
热网水流量固定在10000t/h，根据天气清况调节热网循环水供水温度，以满足居民 采暖需求；供回水压力1.60/0.30MPa.a主要承担市区及东丽区的居民采暖供热；由于供热能力有限，只实现了对华明镇示范居 民住宅区约130万1112的供热。
根据天津市最新供热规划，还将 承担市区新建居民楼供热任务；现有供热能力不能满足。
2应用吸收式热泵技术回收#2机组循环水余热项目2.1 #2机组循环水余热回收的必要性天津市根据《国家“十二五”节能减排综合性工作方案》制定 了到2015年燃煤量比2010年下降18%总体节能H标。
双效吸收式热泵在350MW直接空冷热电联产机组中的应用实践摘要：当前，直接空冷热电厂中存在大量的汽轮机乏汽，由于其温度低无法直接使用，这部分热量通过空冷岛直接排到大气环境中，造成能源的浪费。
成熟的热泵技术可以将热电厂的低温热源回收利用，输入热网系统中，其中用驱动蒸汽作为动力，使热电企业的热效率明显提高。
某热电公司2×350MW直接空冷机组在基建时#1机组建有2台RB0.25-52.5-40-60/ 80双效吸收式热泵回收空冷系统的蒸汽，提高热效率，减少热能损失。
通过热平衡计算，采用吸收式热泵技术后，预计每年可回收乏汽余热约612360GJ，实际运行中，热网总供水温度提高约10℃，余热回收系统运行稳定，节能效果明显，对安全稳定供热起到良好的保障作用。
关键词：双效吸收式热泵；直接空冷供热机组；乏汽余热回收1吸收式热泵技术概述吸收式热泵技术是应用溴化锂的吸水放热特性，该技术实现将低温热源在高温热源驱动下获取，输入到供热系统中，具备安全、节能、环保的特点。
吸收式热泵以五级抽汽作为驱动蒸汽源，对汽轮机空冷蒸汽进行回收，不仅提高了火电厂的热效率，而且达到了节能环保的目的。
1.1技术优势1.1.1提高热源效率在当前国家节能减排政策日趋严峻的形势下的要求下，逐步淘汰落后产能，热电厂热源能力不足、余热利用率低成为影响热电厂发展的瓶颈。
在原有的的供热系统下采用吸收式热泵技术，煤耗、发电量不受影响的前提下，尽可能回收低温热源，从而提高热电厂的热利用效率，适应热力市场热负荷日益增长的需求。
1.1.2增加供热面积直接空冷机组的乏汽余热排空是目前我国空冷发电厂普遍存在的问题。
运用先进的吸收式热泵节能技术，回收部分热电厂乏汽余热，在发电、供热煤耗无影响的前提下，机组的供热能力可以大大提高。
1.1.3经济效益好直接空冷机组与湿冷机组相比，背压高，排汽热量回收空间大，因此运用吸收式热泵技术能效较高，经济效益较好。
2实际应用情况某热电厂的2台汽轮机是哈尔滨汽轮机厂制造的CZK350/275-24.2/0.4/566/566型超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、单抽供热、直接空冷凝汽式汽轮机，两台机组建有1个热网首站，向城区热力公司隔压泵站供热，其中#1机组采用吸收式热泵技术，回收1台350MW汽轮机乏汽余热，以增大供热面积或改善供热质量，并根据情况适时进行#2机组热泵系统扩建项目。
火力发电厂吸收式热泵余热回收利用系统设计导则概述说明1. 引言1.1 概述火力发电厂作为目前主要的能源供应方式之一，面临着能源效率低下和环境问题等挑战。
为了提高火力发电厂的能源利用效率和减少环境排放，回收和利用余热成为了一种可行的解决方案。
而吸收式热泵技术作为一种有效的能量回收方式，已被广泛应用于火力发电厂中。
本文将重点探讨在火力发电厂中应用吸收式热泵技术进行余热回收的系统设计导则。
通过对设备选择和布置原则、运行参数优化与控制策略以及安全与可靠性考虑等方面进行论述，旨在帮助读者了解如何更好地设计和实施火力发电厂的吸收式热泵余热回收系统。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行论述。
首先，在引言部分我们将概述文章的目的和结构。
接下来，在第二部分我们将介绍火力发电厂的基本原理和吸收式热泵技术，并强调余热回收在其中的重要性。
第三部分将详细阐述利用系统设计导则，包括设备选择和布置原则、运行参数优化与控制策略以及安全与可靠性考虑。
第四部分将通过实施步骤与案例分析展示具体的操作流程和效果评估。
最后，在结论部分，我们将对主要观点和成果进行总结，并展望未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的是通过对火力发电厂吸收式热泵余热回收系统设计导则的概述说明，帮助读者了解如何高效地回收并利用火力发电厂中产生的余热能量。
通过合理选择和布置设备、优化运行参数与控制策略以及考虑安全与可靠性等方面，有效提升火力发电厂的能源利用效率，减少环境污染排放，并为未来发展趋势提供展望。
2. 火力发电厂吸收式热泵余热回收2.1 火力发电厂基本原理火力发电厂是一种通过燃烧化石燃料产生蒸汽，然后利用蒸汽驱动涡轮发电机组产生电能的设施。
在这个过程中，大量的能量以余热的形式散失到环境中。
为了提高能源利用效率和减少能源浪费，需要采取措施来回收和利用这些废热。
2.2 吸收式热泵技术介绍吸收式热泵是一种通过吸收剂对工质进行吸附和解吸过程来实现制冷或加热的装置。
其工作原理类似于传统压缩式制冷系统，但采用了不同的工作流体和循环过程。
吸收式热泵技术在热电厂的应用摘要火电厂的原理基于“朗肯循环”，在朗肯循环中必须有冷端放热，否则循环无法实现。
朗肯循环会有大量的冷源损失，要放出2400kj/kg的热量，导致发电循环效率很低，大机组也只有40%左右，这个损失是巨大的，不但是热量损失很大，冷源的存在需要大量的循环水，湿冷机组的水耗也在每度电1kg以上，对水资源也是极大的浪费。
如采用风机空冷，风机将消耗大量的电能。
蒸汽的大部分能量都浪费在冷源里了，约60%的热能被凝汽器中的循环水带走。
但是如果把冷源损失回收利用，对外供热为电厂创造经济效益，热电联产就可以综合利用了。
关键词：热电厂；余热利用；吸收式热泵；节能；低碳；环保1溴化锂吸收式热泵在清洁供暖领域得到了更多应用。
为加快解决燃煤供暖的污染问题，近年来在国家政策的大力支持下，清洁供暖行业逐渐发展壮大，供暖面积不断扩大，供暖质量不断提高，供暖环境友好水平也不断提升。
溴化锂机组可回收利用低势热源的热能，制取采暖所需的高温热能，从而实现对于城市的大面积集中供热。
2021年，北方清洁供暖改造进一步推进，供热企业加大了溴化锂机组采购力度。
1.吸收式热泵技术应用采用LiBr--H2O吸收式热泵采暖供热技术在热电厂供热生产系统中，不仅可以节省投资费用，还可以节省供热系统的运行费。
应用吸收式热泵技术的热电厂系统，还可以利用汽轮机抽汽热能从而进行回收热电联产冷却水的余热资源，不仅能够满足热电厂供热采暖能力，同时还可以减少设备运行费，减少污染物的排放量，具有显著的社会经济、环境效益。
城市的热电联产供热采暖系统与吸收式热泵技术相结合，具体就是指在城市热电联产供热采暖系统中应用吸收式热泵供热采暖系统，代替一个汽轮机供热采暖抽汽供热系统的热网首站，对于整个系统的生产工作运行也起到了非常重要的作用，保证系统建设更加有效，也能够提升系统的应用效果。
2.LiBr--H2O吸收式热泵技术吸收式余热回收热泵机组是一种以一定浓度的LiBr--H2O溶液为媒介、以高温蒸汽为驱动热源，将汽轮机乏汽的低温热源热量转移至高温热源，最终加热一次网循环水，乏汽热源与驱动蒸汽热源一起输出为高温热源的一种逆卡诺循环装置。
某2×300MW机组热电厂循环水余热回收技术研究[摘要]吸收式热泵式热电厂循环水余热回收技术的节能减排经济效益和社会效益非常巨大。
但是，该技术还没有得到全面推广，大多数热电厂没有掌握技术要素，担心循环水余热回收系统故障导致机组循环水中断而造成停机的安全风险，以及投资风险性。
笔者从事几个热电厂循环水余热回收项目的技术研究，并成功投入运营，取得巨大的经济和社会效益。
本文对吸收热泵式热电厂循环水余热回收技术成功案例进行论述。
[关键词]节能减排循环水余热回收中图分类号：tk115tu832.11 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）13-0218-03引言随着社会经济日益发展，能源紧缺和环境污染两大影响人类生存问题日益严重，国家对资源节约、环境保护、能源综合利用等方面出台若干强制措施。
“节能减排”工作已被提高到前所未有的战略高度。
火电厂低温循环水的热量约占电厂耗能总量的30%以上，回收利用这部分能量，在不增加燃煤量的情况下，可以增加热电厂供热的热源，节能潜力巨大。
应用吸收热泵式循环水余热回收技术具有广阔的推广价值。
笔者曾经主持设计多个热电厂循环水余热回收技术建设工程，也遇到各种各样问题，但都成功地加以解决了，使循环水余热回收工程项目成功投入运营，取得显著节能减排效果。
现将某2x300mw机组电厂2012年2月已经投入运营的吸收热泵式循环水余热回收技术分享给读者。
1、问题的提出某热电厂装机容量为2×300mw，热电厂的热网设计供热面积为1400万米2。
2010年两台机用于热网总供热抽汽量为761t/h左右。
由于冬季电厂内辅助设施自用汽量也较大，实际两台2×300mw机组的供热汽源已经超过额定抽汽量，供需矛盾突出，更不能满足未来增加供热面积的供暖需求。
而热电厂循环冷却水带走的余热量很大，主要是汽轮机排汽在凝汽器中释放的汽化潜热。
根据热电厂2010年冬季运行数据显示，电厂一台机组采用一台循环水泵低速运行，循环水流量大约14000 t/h。
吸收式热泵在循环水余热利用中的应用研究于玲红;王东;李卫平【摘要】为了有效回收工业生产过程中产生的大量余热,降低能源消耗及热污染,对包头市某集团循环水系统进行了改造,采用吸收式热泵对循环水系统的余热进行了有效回收并用于周围建筑物冬季供暖.工业余热与建筑供热的有效结合,实现了企业开式循环冷却水系统向闭式系统的转变,在循环水水质达到控制和保障的同时大大提高了其冷却效果,且满足了周围建筑物的供暖需求.既解决了能源浪费、热污染等问题,又降低了供热能耗,具有较大的经济效益、环境效益和社会效益.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】4页(P181-184)【关键词】吸收式热泵;循环水系统;余热利用;节能降耗【作者】于玲红;王东;李卫平【作者单位】内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头014010;内蒙古第一机械集团有限公司动力能源公司,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TK11+5我国能源利用目前仍然存在着利用效率低、经济效益差、生态环境压力大等主要问题.节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径[1，2].然而，众多企业的冷却系统将大量的热量直接排放到大气中，造成了巨大的能源浪费和明显的环境湿热影响[3].面对能源利用状况日趋严峻的不利形式，世界各国都在余热利用、提高能源利用率等方面做积极的探索研究，包括吸收式热泵的开发利用、吸收式热泵供热以及能源的有效利用[4-7].基于此，对包头市某集团的循环水系统进行了改造，采用吸收式热泵回收系统蕴含的大量余热，并将其用于周围建筑物的冬季供暖，大幅度提高了能源的利用率，有效解决了能源浪费及采暖供需之间的矛盾.包头市某集团大循环水系统属敞开式循环水系统，主要供集团公司铸造、锻造、热处理等设备冷却、工件清洗及工件淬火.大循环系统供水水泵的输出能力为915m3/h，管网的最大输配水能力为1 253 m3/h，管网的最大回水(满管流)能力为621.5 m3/h.热水池的蓄水能力为220 m3.系统由循环泵房的三台热水泵与三台冷水泵，冷、热水池及两台500 t/h横流玻璃钢冷却塔及供回水管网组成.集团采暖用热采用电厂高温热水作为一次水，经换热站房进行热交换后，将二次水作为采暖循环用热水，随着厂房新建扩建的逐步推进，原有供热能力已无法满足周围建筑物冬季采暖用热需求.采暖季中间期及尖寒期，只能用大量的蒸汽作为用热补充，对冬季紧张的蒸汽热能也形成了威胁，周边新建厂房已经无法用集中供热进行采暖，只能使用费用极高的天然气作为采暖热能.另一方面，用于生产用的循环水中，携带有大量的废热资源，利用冷却塔进行降温再利用，循环水流量达到400 t/h，降温幅度为3～5 ℃，大量的热能随着冷却降温被排到大气中，造成严重的热能浪费，同时随着开式冷却塔的冷却降温方式的特性使然，还有大量的水分飞溅损失，新鲜水补水量也是不小的投入.由热力学第二定律可知，热量不能自发的从低温物体传递至高温物体，而不引起其他变化.但在日常生产过程中，可以通过施加“驱动力”实现热量从低温物体向高温物体的传递，如图1所示的热泵基本工作原理图，通过对热泵输入一定的能量作为驱动力，如电能、热能和化学能等，即可将热量从低温物体输送至高温热源[8].吸收式热泵一般由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及换热器等主要部件和溶液泵、工质泵等辅助部分组合而成，是一种用蒸汽或者燃料作为驱动，将热量从低温热源输送到高温热源的一种循环系统.蒸汽或燃料在发生器内释放出热量，溴化锂稀溶液经加热后产生冷剂蒸汽，然后进入冷凝器释放冷凝热，流经冷凝器传热管内的水因此被加热，而其自身却冷凝成液体后通过节流阀进入蒸发器，工质泵将冷剂水喷淋到蒸发器传热管的表面吸收热量，热源水温度随之降低后流出机组，而冷剂水吸收热量后被汽化成冷剂蒸汽再进入吸收器，浓缩后的溴化锂溶液又返回吸收器进行喷淋，吸收从蒸发器传过来的冷剂蒸汽后，放出的吸收热，用以加热流经吸收器传热管内的热水.热水流经吸收器、冷凝器经升温后，输送给热用户.3.1 系统改造通过充分的调研论证，集团公司引入水源热泵技术来回收循环水系统的余热，改造方案见图2.采用循环水泵房需要冷却的循环水作为余热源，以蒸汽作为驱动源，通过吸收式水源热泵机组，将2#采暖换热站南线的回水加热后，回到2#换热站集水缸，与另两路回水混合，作为2#换热站整体热量的补充，达到节能的目的.循环水泵房的循环水全年运行，有充足的余热可以利用，2#换热站在整个采暖期(10月15日～4月15日)24小时不间断运行，有大量的用热需求，可以保证水源热泵在整个采暖期的正常使用，充分发挥它的节能作用.3.2 循环系统运行方式采取热泵机组替代现有冷却塔，运行系统不做大的调整，循环系统运行方式见图3，其供水流程：热水泵抽取热水池中的循环回水，加压后打入热泵蒸发系统进行冷却(原水打到冷却塔进行冷却)，冷却后的水回到冷水池，经冷水池加压后打入循环供水系统，经用户换热后，回至热水池.3.3 采暖系统运行方式采暖系统运行方式见图4.采暖供水流程：采暖循环泵抽取采暖2#站采暖回水，加压后打入热泵冷凝器系统进行加热，加热后的水由55 ℃升高到70 ℃，供到周围308厂房及周围建筑物采暖用能，将加热后富裕的采暖热水打入采暖南线.压力与流量及软化补水须有采暖2#站统一调整与控制.4.1 余热量计算系统余热量按式(1)进行计算：Q=1.163G(Tg-Th)式中，Q为余热量，kW；G为循环水流量，t/h；Th为循环回水温度，℃；Tg为循环供水温度，℃.根据上式测算不同流量及温差下的余热量，结果见表1.4.2 采暖负荷计算(1)大成装备公司308厂房采暖能耗测算通过对原设计图纸进行核查：308厂房长192 m，宽48 m,高14 m，采暖设计热负荷2 200 kW，办公辅助设施采暖设计热负荷101.1 kW.308厂房及辅助设施设计热负荷为2 301.1 kW，采暖全年耗热量按式(2)进行计算：式中，为采暖全年耗热量，GJ；Qn为采暖设计热负荷，MW；np为采暖小时数，为4 320 h(采暖天数为180 d)；tp为采暖室外平均温度(包头地区-6.2 ℃)；为采暖室外计算温度(包头地区-19 ℃)；tn为采暖室外设计温度(14 ℃).经计算：平均热负荷1 408.49 (kW)全年采暖耗热量2 301.1×4 320=2.19 (万GJ)(2)2#采暖站南线建筑物采暖能耗测算2#采暖站南线建筑物采暖面积39 335 m2，采暖设计热负荷2 615.2 kW，采暖平均热负荷1 601 kW，全年采暖热负荷2.49万GJ.通过对比和分析，大循环能够提供4 200 kW热能，308厂房及2#站南线采暖用能设计负荷为4 916.3 kW，缺口为716.3 kW，这部分主要出现在尖寒期和夜晚(夜晚不需要很高的温度，达到8 ℃左右是没有问题的)，缺口的影响没有多大(也可以由2#换热站来补充这部分缺口热负荷).在循环水量与温差达到450 m3/h和3 ℃时，基本能够满足308厂房及其周围建筑物的采暖用能，且在非尖寒期仍有大量富裕.热泵系统在不同方式运行下的节能收益和回收期按下式进行计算：节能收益=改造前能源费用-改造后运行费用；回收期；集团大循环冷却水系统改造前能源费用消耗见表2，系统总投资为314.04万元.(1)热泵全负荷运行通过测算，热泵全负荷运行状态下系统运行费用为321.90万元，其节能收益为432.80-321.90=110.90万元，回收期为314.04/110.90=2.8 a(2)热泵机组按热能需用负荷运行通过测算，热泵机组按热能需用负荷运行状态下系统运行费用为129.97万元，节能收益为432.80-129.97=302.83万元，回收期为：大循环冷却水系统热泵技术可以收集4 200 kW热量作为308厂房、308附属建筑及周围建筑采暖基础能源，且有较大富裕，通过综合测算现运行能耗及改造后能耗，节能空间较大，回收期短.采用吸收式热泵回收包头市某集团循环水系统的余热，满足了冬季308厂房及其周围建筑物的采暖用能需求.在循环水量与温差达到450 m3/h和3 ℃时，能满足308厂房及其周围建筑物的采暖用能，且有大量富裕.整个系统改造后的节能收益达百万元以上，回收期短.工业余热与建筑供热的有效结合，实现了企业从开式循环冷却水系统向闭式系统的转变，既有效解决了热能严重浪费的问题，也为周围建筑物冬季采暖提供了保障，取得了较大的经济效益、环境效益和社会效益.【相关文献】[1] 刘福秋.热泵技术在25MW供热机组循环水余热利用中的研究[D].河北：华北电力大学,2014,6.[2] 戈志华,胡学伟,杨志平.能量梯级利用在热电联产中的应用[J].华北电力大学学报,2010,37(1):66-68.[3] 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.[4] Brenn J ,Soltic P,Bach parison of natural gas driven heat pumps and electrically driven heat pumps with conventional systems for building heating purposes[J].Energy and Buildings,2010,42(6):904-908.[5] Hepbasli A. A key review on exergetic analysis and assessment of renewable energy resources for a sustainable future[J].Renewable and Sustainable EnergyReviews,2008,12(3): 593-661.[6] Hepbasli A,Kalinci Y. A review of heat pump water heating systems[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2009,13(6-7):1211-1229.[7] Alberg P,Lund H. A renewable energy system in Frederikshavn using low-temperature geothermal energy for district heating[J].Applied Energy,2010,88(2):479-487.[8] 王枫.电厂循环水余热利用方案的研究[D].华北电力大学,2009,12.。
吸收式热泵技术及其在火电厂的应用林海;岳建华【摘要】简述了溴化锂吸收式热泵的工作原理,介绍了国、内外吸收式热泵技术研究现状.通过应用实例说明了吸收式热泵具有的节能、环保、社会效益,认为吸收式热泵在火电厂湿冷、空冷机组上的应用前景广阔,节能减排潜力巨大.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】5页(P84-87,91)【关键词】吸收式热泵;溴化锂;余热回收;供热;湿冷机组;空冷机组【作者】林海;岳建华【作者单位】内蒙古工业大学热能与动力工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古电力(集团)有限责任公司,内蒙古呼和浩特010020【正文语种】中文0 引言为尽早实现国家“十二五”节能减排计划目标，充分发挥科技进步和技术创新对转变经济发展方式的重要作用，积极开展节能减排新技术的研发和推广应用具有十分重要的意义。
低品位余热回收利用可以提高能源的综合利用率，具有巨大的节能潜力，是当前可以大力开发利用的技术之一。
基于余热回收利用技术的吸收式热泵在火电厂的推广应用将会带来巨大的节能、环保及社会效益。
1 吸收式热泵技术介绍吸收式热泵是以水为换热介质，以特殊工质溶液为吸收剂（如溴化锂溶液），将低温余热中的热量提取、转移，进而得到较高品位热媒的设备[1]。
1.1 分类吸收式热泵按制热目的可分为2类：第1类吸收式热泵（Absorption Heat Pumps，简称AHP）。
该类热泵将蒸汽、燃气以及工业废热水等作为驱动热源，把热能提升到中高品位，从而达到提高能源利用率和回收余热的目的；第二类吸收式热泵又称吸收式热变换器（Absorption Heat Hransformer，简称AHT）。
主要利用中温废热和低温热源的热势差，制取温度高于中间废热的热媒，从而提高废热品质。
本文仅针对第1类吸收式热泵进行分析。
此外，吸收式热泵还有其他分类方式，如按驱动热源可分为蒸汽型、直燃型、烟气型；按吸收工质可以分为溴化锂吸收、氨水吸收及其他工质吸收型；按循环结构可分为单效、双效、多级、开式等[2-3]。
吸收式热泵机组在热电厂的应用摘要：采用吸收式热泵回收电厂冷凝热回收系统，可以有效提取低温冷凝热，节省高品位的蒸汽消耗，在不增加热源投入的前提下，提高电厂最大供热能力，减少投入的供热锅炉或热电机组投资，同时降低现有供热系统能耗和运行成本，实现电厂冷凝余热的循环利用，大幅度提高综合能源利用效率。
本文主要论述热泵方案在工程应用的可行性和运行收益，以便于投资方做出决策。
关键词：吸收式热泵；方案；经济性吸收式热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统，是近30年来迅猛发展的一种高效节能装置。
由于热泵花费少量的驱动能源，就可以从周围环境中提取低品位热量转化为有用的热量，被广泛应用于建筑空气调节、石油化工供能、农副产品加工、化工原料处理、中草药材干燥、轻工产品生产等领域中。
热泵还可以采用各种新能源和可再生能源作为驱动能源，合理匹配利用能源，在节约能源的同时实现了社会的可持续发展。
正是因为热泵同时兼顾节约能源、保护环境和持续发展而倍受人们关注。
采用吸收式热泵回收电厂冷凝热回收系统，可以有效提取低温冷凝热，节省高品位的蒸汽消耗，在不增加热源投入的前提下，提高电厂最大供热能力，减少投入的供热锅炉或热电机组投资，同时降低现有供热系统能耗和运行成本，实现电厂冷凝余热的循环利用，大幅度提高综合能源利用效率。
1.吸收式热泵原理吸收式热泵是利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸汽，在另一条件下又能强烈吸收低沸点组分的蒸汽这一特性完成热泵循环的。
1.1第一类吸收式热泵装置第一类吸收式热泵装置如图1-1所示。
它是由发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵等部件组成。
其热泵循环由在发生器和吸收器之间进行的溶液循环和在发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器之间进行的工质循环组成。
图1-1 第一类吸收式热泵装置示意图溶液循环的原理是：由吸收剂和制冷剂组成的溶液在发生器中被加热，消耗热量Qg ，使部分工质气化，导致溶液由浓溶液变为稀溶液，稀溶液通过节流阀进入吸收器，在吸收器中吸收来自蒸发器的气态工质，再次变为浓溶液，同时释放出吸收热Qa，向用热对象供热。
吸收式热泵循环水余热回收方案在300MW机组的应用0引言
随着城市建筑的不断增加，需要集中供热网为更多的建筑物供暖，但是城市的热源严重不足，而新增热源又会带来环境问题，受到各地环保部门严格控制。
热电厂循环水余热回收供热，可以实现能源的高效利用和循环利用，符合国家节能减排的大政方针，亦有利于缓解城市采暖供热用能的矛盾。
1系统现状
河北邢台国泰发电公司2×300MW工程10、11号汽轮机为东方汽轮机厂生产的N-300-16.7/537/537-8型亚临界、一次中间再热、单轴双缸双排汽采暖抽汽凝汽式汽轮机。
汽机额定供汽量为：400t/h，汽机最大供汽量为：625t/h。
汽轮机厂采暖抽汽压力可在0.245MPa～0.688MPa范围调整，由高温热水网将130C°的高温热水送至各小区热力站。
本工程最大供热能力为2875GJ/h，对外供热网循环水量11957t/h，厂区热网供水干管管径为2×DN1200。
循环冷却水带走的余热量主要是汽轮机排入凝汽器的蒸汽释放的凝结热。
每台机组循环水系统配有两台流量为17640t/h循环水泵，冬季运行一台，凝汽器循环水进出口温度24/35℃。
这就意味着有大量的热量通过循环水冷却水塔直接浪费掉，同时通过冷却水塔的蒸发、风吹损失大量循环水。
2余热回收方案
1）吸收式热泵基本原理（图1）
吸收式热泵以低温低压饱和蒸汽作为驱动力，从低温热源（循环水）中回收低品位余热。
将蒸汽本身放热和回收余热同时传递给热网水。
蒸发器：吸热时，由冷剂泵将冷剂喷淋到蒸发器的传热管上，传热管表面的冷剂吸收管内热源水的热量而蒸发，使热源水的温度下降。
图1
吸收器：通过喷淋在吸收器传热管上的吸收溶液，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸汽。
吸收冷剂时产生的吸收热被管内流动的热水带走，使传热管表面的吸收作用持续进行。
吸收冷剂蒸汽后，浓度下降的吸收液（以下称为稀溶液），由溶液泵经溶液热交换器送入发生器。
发生器：由溶液泵从吸收器送来的稀溶液，被供给发生器的蒸汽加热。
被加热的稀溶液产生冷剂蒸汽，变成浓度较高的吸收液（以下称为浓溶液），通过溶液热交换器被送到吸收器。
冷凝器：在发生器中产生的冷剂蒸汽，被冷凝器传管内流动的热水冷却，冷凝后变成为冷剂液体。
冷剂液返回蒸发器，再次被喷淋到蒸发器的传热管上。
溶液热交换器：由吸收器送往发生器的低温稀溶液，与来自发生器高温浓溶液进行热交换，从而提高热泵的热效率。
蒸汽调节阀：用蒸汽调节阀，通过从控制盘传来的信号，根据热负荷的变化调节供给发生器的蒸汽量。
由此将热水出口温度控制在设定的值上。
溶液泵、冷剂泵：为了确保高真空，采用了完全封闭型的屏蔽泵。
并利用各自的一部分排出液，润滑轴承及冷却电机。
溴化锂溶液的特性决定了它适用于吸收式热泵系统：溴化锂极易溶于水，是一种高效水蒸气吸收剂，44℃失去1分子结晶水，160℃时成为无水物，熔点550℃，沸点1265℃，在大气中不易变质不易分解，在容器中对钢铁有很强的腐
蚀作用，但在真空状态下加入缓蚀剂，基本上不腐蚀金属。
溴化锂水溶液的水蒸气分压力很低，它比同温度下纯水的饱和蒸汽压力低得多，因而有强烈的吸湿性。
因为溴化锂溶液中溴化锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力强，也因为在单位液体容积内溴化锂分子的存在而使水分子的数目减少，所以在相同的温度条件下，液面上单位蒸汽容积内水分子的数目比纯水表面上水分子数目少。
由于溴化锂沸点很高，在所采用的温度范围内不会挥发，因此和溶液处于平衡状态的蒸汽的总压力就等于水蒸汽的压力，从而可知温度相等时，溴化锂溶液面上的水蒸气压力小于纯水的饱和蒸汽压力，且浓度越高或温度越低时水蒸汽的分压力越低。
也就是说溴化锂溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力。
同理，如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度，由溶液中产生的水蒸汽总是处于过热状态。
溴化锂溶液比热容较小，当温度为150℃，浓度为55%时，其比热容约为2kJ/(kg*k)，这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少，再加上水的蒸发潜热比较大这一特点，将使机组具有较高的热力系数。
２）循环水余热利用方案
系统供设计9台吸收式热泵，热泵驱动蒸汽由五段抽汽提供，通过热泵蒸汽母管上的减温器将蒸汽减温至饱和温度。
系统配备两台50%容量循环水升压泵。
从#11机凝汽器出水循环水管上接出两根管道至两台循环水升压泵（50%容量）入口，循环水升压泵供水至热泵循环水供水母管上，供水母管设置两根，循环水通过热泵后回流到循环水出水母管，出水母管设两条回路，其中一条回路通过电动阀、调节阀与#11机凝汽器入口循环水干管相连接；另一条回路通过电动阀、调节阀与#10机凝汽器出口循环水干管相连。
系统投运后，两台机组各一台循环水泵低速运行，原循环水泵房外的循环水联络阀门打开，11#冷却塔关闭，10#冷却塔运行，整个热泵机组运行的循环水量为18400m3/h。
机组的具体运行流程如下：热泵机组正常运行时，11#冷却塔上塔阀门关闭，旁路门部分开启。
循环水通过升压泵进入热泵，经热泵吸收热量后，大部分循环水通过至#11凝汽器进水循环管道电动调节阀、至#11凝汽器进水循环管道电动蝶阀、返回到#11机凝汽器入口，形成一个闭式循环路径；为调节凝汽器出口循环水温度，通过至#10水塔管道电动调节阀、至#10水塔管道电动蝶阀、调节一部分循环水进入#10机凝汽器出口循环水管道，进入10#冷却水塔进行冷却，实现两塔合一的运行方式，提高了冷却水塔的防冻能力。
冷却后的这部分循环水经电厂循环水泵打回#11机凝汽器入口，与闭式循环的冷却水进行混合，达到控制温度的目的。
电厂循环水泵只起补水作用。
图2
将10、11号机组热网循环水接入到厂区回水母管上，并在厂区回水母管上增设电动关断阀将10、11号机组的热网循环水回水（设计流量11000t/h）全部引至新增的热泵站内,经热泵站母管分别进入9台热泵进行加热，经过热泵加热升温后汇至一根DN1200的母管上接入原有的11号机组热网循环水回水管道上分两路进入10、11号机组热网循环水泵入口。
热网循环水经过两台机组的热网循环水泵后分别送入10、11号机组热网加热器继续加热到用户要求的温度对外供热，满足热用户使用要求。
３）节能效果评估
本回收余热系统回收余热为92.7MW,相当于333.72 GJ/h，可增加供热面积185.4万平方米，节约标准煤32659.2吨，年节水44.52万吨，年减排SO2气体1284.3吨。
由此可见，吸收式热泵循环水余热利用方案节能效果明显。
3结论
当前大容量供热机组存在大量的凝汽器排热，如能用于供热，可显著提高电厂的热效率和城市热网的供热能力，带来非常丰厚的经济效益和社会效益。
河北邢台国泰发电公司基于吸收式换热的循环水余热回收工程的建设与运行实践表明该系统运行稳定可靠，主要性能指标达到预期要求。
