电厂热泵技术简介.ppt

,中国国电 烟台龙源电力技术股份有限公司,电厂热泵技术简介,溴化锂吸收式热泵技术发展历程,冷端余热回收及热电联产集中供热节能系统,火力发电厂各项损失参考值如表1所示，其中汽轮机排气热损失（冷端损失）巨大。,汽轮机排气冷凝热通过冷却塔或空冷岛排入大气，形成巨大的冷端损失，是火力发电厂能源使用效率低下的主要原因，不仅造成能量和水（或电）的浪费，同时也严重地（热）污染了大气。火力发电厂冷凝热排空，是我国乃至世界普遍存在的问题。是浪费，也是无奈。然而，随着热泵技术的发展，特别是大型高温水源热泵的问世，使得发电机组冷凝热回收将成为可能。 冷却塔排放的不是废热，是财富，这部分热量占汽轮机最大进汽量的2050%。 利用先进的吸收式热泵吸收汽机排汽中的冷凝热，将热网50-60的回水加热到80-90，再用换热器将水温提高到热网供水温度，对城市集中供热。 吸收式热泵回收冷凝热，循环水上塔水量减少或不上塔，可减少能耗、水耗及其它运行费用。,吸收式热泵应用范围,吸收式热泵回收电厂冷凝热方案,采用吸收式热泵替代汽水换热器低温加热部分，在热电厂将采暖热源由汽水换热器变为： 吸收式热泵加热或吸收式热泵+汽水换热器模式。,汽轮机 排汽 冷凝热,热能,吸收式 热泵,热能,集中供热 采暖,吸收式热泵外形图,吸收式热泵的工作原理 溴化锂吸收式热泵由取热器、浓缩器、加热器和再热器四个部分组成。以蒸汽为驱动热源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，利用水在低压真空状态下低沸点沸腾的特性，提取低品位废热源中的热量，通过回收转换制取采暖用高品位的热水。,过程一：余热热量的提取,取热器,取热器内一直保持真空状态，利用水在一定的低压环境下便会低温沸腾、气化的原理，将水变为水蒸气。来自冷凝器的蒸汽凝水喷淋在取热器换热管的外表面低温蒸发，吸收换热管内部流动的低温废热源的热量，同时产生蒸汽进入加热器，完成热量的回收提取过程。,过程二：余热热量的转移,在加热器内，利用溴化锂浓溶液的吸水放热性能，顶部的溴化锂浓溶液吸收来自取热器的水蒸汽，溴化锂溶液的温度迅速升高，溶液分布在吸收器换热管外部，加热换热管内需要提高温度的热媒，实现了低温热源的热量向被加热热媒转移，同时溴化锂溶液由浓变稀，不再具有吸水性，需要浓缩后循环使用。,加热器,过程三：吸收工质的浓缩,浓缩器,在浓缩器内，利用驱动热源的热量，对来自加热器的溴化锂稀溶液进行浓缩，产生的浓溶液继续回到加热器内继续吸收水蒸汽加热供热水，溶液浓缩产生的高温二次蒸汽去再热器。,过程四:二次蒸汽冷凝,再热器,再热器是利用浓缩器内蒸汽加热浓缩溴化锂稀溶液变成溴化锂浓溶液而蒸发出来的二次乏汽，对上述循环管路中经过加热器加热后的热水进行再加热，从而达到更高的温度。,吸收式热泵应用范围,吸收式热泵的热平衡,制取比余热温度高40左右100以下的热源,驱动,余热,需求,热需求中40%60%热量来自余热，是热泵节能的体现,驱动热源 1.0,余热源 0.7-1.3,输出中温热源 1.7-2.3,10mw供热量单效热泵热量平衡图,驱动蒸汽6mw,输入热泵热量,和采用蒸汽直接加热汽水换热器方式相比可节能40 （或者在不增加热源的情况下可以增加供热面积70%）,冷却水余热4mw,输入热泵热量,热泵输出热量,对外供热10mw,吸收式热泵技术 在山西阳泉国阳新能第三热电厂的应用, 随着阳煤集团国阳新能的高速发展，集中供热热源日显不足。原设计能力465万m2，2010年冬季供热面积将达到约600万m2，预计十二五末将达到800万m2，缺口较大。 电厂装机方案： 235mw水冷热电机组 160mw空冷热电机组 一次网供水温度120，回水温度60 二次网供水温度80，回水温度55 蒸汽温度253，压力0.5mpa，抽汽焓2958.1kj/kg,阳煤集团热电厂基本条件,用户名称,循环水温度,供热水温度,总 制 热 量,本项目回收利用热电厂凝汽器出来的40循环冷却水的余热，制取集中供热需要的90热水。 代替燃煤供热锅炉，从而节省了为提供采暖热水所消耗的大量能源，增加了供热面积。,第 17 页,电厂采用抽汽直接换热供热系统（原系统）,方案描述： 采用吸收式热泵回收排汽冷凝热将一次供热水从60加热到90，热水90到120使用汽轮机抽汽来加热 热泵回收循环冷却水的余热，冷却水40进热泵，30出 热泵机组需要使用部分0.5mpag的蒸汽作为驱动热源 热泵机组用电量低（单台供热量30mw，机组用电30kw） 方案选六台单机制热量30mw的吸收式热泵设备,本项目采用吸收式热泵 回收循环水余热方案,吸收式热泵解决方案工艺流程示意图,吸收式热泵热量平衡图,0.5mpa蒸汽降至80，消耗蒸汽量24.8t/h，加入热泵的热量为18000kw,输入热泵热量,机组型号：xri5-40/30-3000(60/90） 和直接蒸汽换热相比，吸收式热泵机组节能40,冷却水40进30出，流量1030t/h，提取的低温热量12000kw,输入热泵热量,热泵输出热量,热水60进90出，流量860t/h，热泵输出采暖总热量30000kw,单台xri5-40/30-3000（60/90）热泵从冷却水提取的冷凝热12000kw，以50w/m2的单位供暖负荷计算，单台机组可提高新增供暖面积24万m2(50w/m2)。 本项目一期使用上述型号六套热泵机组，从冷却水中提取的冷凝热72000kw，设计工况下，可以增加供热面积144万m2。,设计工况下增加的供热面积, 根据变工况运行曲线，在外部环境最冷时热泵的负荷最小， 一次网平均回水温度为55时，热泵制热量为110， 本项目六套吸收式热泵年平均可回收冷凝热79.2mw 注：6套12mw1.1=79.2mw 如果采暖季平均供暖负荷按最冷天负荷的80进行计算， 本项目六套吸收式热泵增加的最大供暖面积为198万m2 注：79.2mw50w/m280%=198万m2,实际工况下最大供热面积,电厂热泵使用现场,现场运行数据, 扩容收益 本项目单套30mw吸收式热泵可增加供暖面积24万m2 采用六套吸收式热泵可增加最大供热面积144万m2 采暖费按24元/m2计算，年增加采暖费收益3456万元。 节能收益 本项目六套热泵年平均负荷为110，平均可回收冷凝热79.2mw ，全年增加供热量103.2gj，节能5.42万吨标煤/年，节能效益显著。,综合经济性分析, 节水收益 本项目采用吸收式热泵回收循环水带走的汽机排汽冷凝热，从而降低了电厂冷却塔的负荷，减少了冷却塔的水量损失，每年可以节水49.4万吨。 环保效益 本项目采用吸收式热泵代替燃煤锅炉提供集中供热， 为此： 每年减少二氧化碳排放量13.5万吨 每年减少二氧化硫排放量1694吨 每年减少氮氧化物排放量804吨 机组热效率提高、煤耗降低（详见下表）,本工程小机组与600mw机组指标参数比较表,由上表可知小机组效率低、煤耗高，而带供热的小机组效率并不低，煤耗并不高，特别是能够回收循环水余热的小机组效率之高，远高于大（600mw及以上）机组；煤耗之低，远