火电厂循环水余热回收毕业设计设计开题报告.doc

CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 开题报告设计题目： 长春二热循环水热泵回收可行性分 析与初步设计 学生姓名： 鲁荣升 学院名称： 能源动力工程学院 专业名称： 热能与动力工程 班级名称： 热动0941 学 号： 0903411120 指导教师： 王兴国 教师职称: 副教授 学 历： 硕士研究生 2013年3月10日开题报告一、选题依据1.设计目的及意义火力发电厂的余热回收是一个倍受国内外关注的问题，余热的合理回收及利用不但可以使发电机组的热经济性提高而且对于环境保护有着重要的意义。当前全国各个火力发电厂凝汽式机组凝汽器的冷却基本是采用传统生产工艺，冷却循环水经凝汽器后进入电厂冷却水塔,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率，在能源日益紧张环境污染日趋严重的当今，在国家大力推行节能减排能源政策的大背景下,火电厂丰富的余热资源正引起人们越来越多的关注。火电厂输入燃料总热量的35%左右转变为电能，而60%以上的热能主要通过锅炉排烟和汽轮机凝汽器的循环水散失到环境中。由于锅炉的排烟温度较高，利用起来相对容易,因此它一直是电厂和节能工作者关注的焦点。但由于凝汽器循环水的温度一般只比环境温度10左右 , 品位不高 ,所以人们对它的利用远远不够,往往直接排放到大气中,造成能源的浪费以及对环境的热污染。若以电厂循环水为热源,利用热泵技术回收其余热,就能够达到显著的节能效果。节能减排迫在眉睫。利用热泵技术回收火电厂循环水余热具有节能、环保双重效果,且机组负荷越大相应的节能更显著。 2.设计拟解决的工程实际在采用水源热泵技术时，前期的水文分析尤为重要，必须根据水源实际情况，进行可行性的研究分析。适用的原则：水量充足、水温适当、水质良好、供水稳开题报告定。电厂循环水属于开式水源，对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。因此，前期的认真、科学的水文地质勘探工作是非常必要的。水源热泵中央空调主机，是冷热源的核心，它的质量好坏直接影响整个系统的可靠性和使用效果。建议选用国内外有良好信誉的厂家，尤其是技术质量优、生产历史久、售后服务好的知名品牌。3.设计拟应用的现场资料综述长春第二热电有限责任公司位于吉林省长春市东郊，是国有大型热电联产企业。该公司于2000年7月完成公司化改制，2003年1月划归中国大唐集团公司管理。一期工程两台国产200MW发电机组分别于1991年初和年末投产发电，二期工程两台国产200MW机组于2005年末实现商业化运营。目前共建有三期工程，总装机容量为6200MW双抽供热机组。对市中心（南关区和宽城区）、二道区、开发区进行供热。近年来，随着长春市城市建设的快速发展，供热负荷需求增加，长春热电发展有限公司供热能力已经达到饱和，急需提高长春热电发展有限公司的供热能力。本设计采用吸收式换热的热电联产集中供热技术，回收长春热电发展有限公司5号、6号机组其中一台汽轮机循环水余热供热，提高长春热电发展有限公司供热能力以及能源利用效率。4.设计拟应用的文献综述在拥有部分或全部原始材料和已知参数的情况下，通过之分设备选择的文献进行设备及其数量的选择、系统形式的确定。在设计过程中涉及到计算和参数选择，这些文献将为我们提供必要的参数选择依据和计算公式，使设计的结果安全可靠。在实际的设计过程中，两类文献往往是同时使用的，使我们的结果更科学且符合实际。5.设计相关技术原理及国内外应用现状开题报告热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。热泵(Heat Pump)是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。通常用于热泵装置的低温热源是我们周围的介质空气、河水、海水，城市污水，地表水，地下水，中水，消防水池，或者是从工业生产设备中排出助工质，这些工质常与周围介质具有相接近的温度。热泵装置的工作原理与压缩式制冷机是一致的；在小型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使用同一套设备来完成的。在冬季取暖时，将空温器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作，在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀（又称四通阀）进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。在冬季取暖时，先将换向阀转向热泵工作位置，于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽，经换向阀后流入室内蒸发器（作冷凝器用），制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入冷凝器（作蒸发器用），吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。这样，将外界空气（或循环水）中的热量“泵”入温度较高的室内，故称为“热泵”。20世纪70年代以来，热泵工业进入了黄金时期，世界各国对热泵的研究工作都十分重视，诸如国际能源机构和欧洲共同体，都制定了大型热泵发展计划，热泵新技术层出不穷，热泵的用途也在不断的开拓，广泛应用于空调和工业领域，在能源的节约和环境保护方面起着重大的作用。相对世界热泵的发展，中国热泵的研究工作起步晚20-30年左右。新中国成立后，随着工业建设新高潮的到来，热泵技术才开始引入中国。进入21世纪后，由于中国沿海地区的快速城市化、人均GDP的增长、2008年北京奥运会和2010年上海世博会等因素拉动了中国空调市场的发展，促进了热泵在中国的应用越来越广泛，热泵的发展十分迅速，热泵技术的研究不断创新。开题报告从2001年热泵起步开始，经过5年的培育，中国热泵行业开始从导入期转入成长期。热泵行业快速发展，一方面得益于能源紧张使得热泵节能优势越来越明显，另一方面与多方力量的加入推动行业技术创新有很大关系。二、设计方案及技术路线1.首先熟悉任务，查阅资料，翻译外文资料，写出开题报告，开题报告的撰写方法，按长春工程学院毕业设计开题报告模板的规定；2.开始进行设计，主要依据长春二热实际运行情况，及其他相关技术文献内容。先根热源确定热泵方式，并根据供热方式及供热面积热负荷确定主系统。由于其供回水温差较小(为1015左右) , 在相同的供热负荷下,较城市热网需要更大的管网投资和水泵电耗, 因此循环水供热的适用范围为电厂周边半径35km以内。循环水2热泵供热系统根据热泵设置位置的不同,可分为分布式和集中式热泵供热方式。分布式热泵供热方式就是热泵分散设置在用户处的各个热力站内, 将电厂循环水从电厂引出到各个热力站，集中式热泵供热方式就是将热泵在电厂内部集中设置 , 提取电厂循环水余热产生热水送出电厂。但从减少管网输送热损失和热泵规格的角度考虑 , 应尽量采取分布式热泵供热方式。3.热泵原理拟定之后，循环水热利用的主要方式，然后根据热泵原理选择水源热泵的循环水热利用方式，画出原理图，并通过分析可利用的各种杂用水的水量、水温、稳定性等特点，以及各种方案的比较，提出是否可行的建议最终计算出是否提高了电厂热效率，提高电厂的经济性。4. 分析利用热泵提取电厂循环冷却水的热量后，对火电厂运行的影响，例如：对火电厂冷却塔结冰的影响、对电厂发电运行效率的影响、对电厂冷却水用量的影响、对火电厂水量平衡的影响等进行全面的分析5.以上参数计算完之后，需根据同类形式的制粉系统的典型设计来对采暖，制冷及热水供应的方案进行可行性比较，布置管道、确定管道长度和初步拟定余热利用系统草图，并根据各数据来推算管材及数量，并进行主机系统设计。6. 管路连接方式，控制方式，切换方式确定后，需要进行终端系统的设计。选择终端系统、循环水泵，计算热量。7.对个系统技术可行性分析。8.绘制原理图和工程图。开题报告三、可能存在的问题及解决措施1.由于长春市地处我国东北地区冬夏季节温度变化明显，温差较大，冬季热泵管路外表可能会结霜而夏季可能会液化空气凝结水滴。这样会对管路造成一定的腐蚀，影响管道的寿命。因此无论管道在地上还是在地下都要对其进行外表隔热层的包裹，以减少管道表面腐蚀及与外界环境的换热，提高机组效率。2.在我国北方地区, 供暖末端设备以散热片为主，供水温度较高, 供回水温差较大.利用水源热泵技术，回收城市污水中的低位热源,为热用户供热，来替代原有的锅炉供暖系统,要求热泵的出水温度不能低于70，由热泵循环原理可知,要获得较高的热泵出水温度, 必须提高由热泵循环原理可知,要获得较高的热泵出水温度必须提高机组的冷凝温度,冷凝压力也随之增加. 机组性能系数下降, 严重影响系统和管路配置. 当蒸发冷凝温度差大于40 时，采用双级热泵串联工作可改善机组循环特性,提高系统性能系数。3.由于火力发电厂的循环冷却水需要往返于凝汽器与冷却塔之间，虽然电厂对于水质有着很高的要求和处理标准。但是循环水在整个循环流动的过程中不可避免会与外界接触造成循环水中参杂微生物或者沉积污垢等。如果将循环水直接投入热泵系统中则会对管道内部造成结垢或者腐蚀管道。对管道寿命造成一定的影响，同时对换热效果也产生很大影响，阻力增大使水流速度、流量都会产生变化，是的系统自动化程度大幅度下降并且换热效果也显著下降，降低了整个系统的经济性。为了解决此问题，本设计将采用循环水与热泵系统循环谁经换热器换热，使热泵系统的水与电厂循环水分开，并定期对热泵系统中的管道进行清洗并对水进行加药处理已达到少结垢的目的。四、设计成果火力发电厂冷凝热通过凉水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。然而，随着热泵技术的发展，特别是大型高温水源热