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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。
