源网一体化的烟气乏汽余热协同回收新工艺研究PPT课件

.,1,北京市科学技术奖技术发明类申报答辩,2016.11.11,源网一体化的烟气-乏汽余热协同回收新工艺研究,项目组单位：清华大学建筑节能研究中心、北京清华城市规划设计研究院能源所北京华源泰盟节能设备有限公司、北京源深节能技术有限公司、等,2016暖通空调年会,汇报人：赵玺灵,.,2,主要内容,背景总体思路研究内容指标先进性推广和应用情况,.,3,1,立项背景,问题：烟气余热未充分回收排烟温度高（露点50）水蒸气含量大，带走热量多相当于20亿m3,重大意义,领域天然气供热,80%，116亿,.,4,国内外相关技术现状,本质原因？研究始于10余年前1、缺少低温介质与烟气换热2、烟气余热温度太低与供热需求不匹配3、低温腐蚀问题难以解决,.,5,烟气,驱动热源,全热回收换热塔,吸收式热泵,热网回水,热网供水,排烟20,利用加热热网的温差损失,18,50,原理：提出了吸收式热泵与直接接触式换热相结合,1、缺少低温介质制造低温介质2、不匹配热泵提升，不额外消耗3、低温腐蚀直接接触+酸性中和,30,换热效果增强，端差达2，比传统降低60%体积为间壁式的20%50%降低烟气污染排放（NOx降低10%）回收冷凝水实现余热回收、减排与节水的一体化,.,6,实现排烟降到20度,燃气锅炉供热新流程ZL201110110470等5项,燃气热电冷联供新流程ZL201019114092.5等6项,燃气热电厂供热新流程ZL201019114092.5等4项,燃气锅炉供热,锅炉余热回收机组,产业化并推广应用,供热效率提高10%,供热效率提高30%,供热效率提高40%,燃气热电冷（三联供）,大型燃气热电联产供热,三联供余热回收机组,电厂余热回收机组,余热回收换热塔,关键装备,.,7,研究内容,常规系统,新系统,供热效率提高10%,燃气锅炉供热新流程,.,8,传统内燃机三联供系统,新流程,供热效率提高30%,燃气三联供：高温烟气和热水驱动的烟气全热供热的新流程,.,9,传统的燃气蒸汽联合循环,.,10,新流程,供热效率提高40%,解决了困扰燃气热电厂供热能力不足（热电比小）、燃气消耗量大的问题,.,11,新工艺模型的建立,热力站吸收式换热机组模型,热源处蒸汽驱动的吸收式热泵模型和直接接触式换热塔的模型,.,12,供热构成,.,13,新系统的供热能力为800.5MW，同常规系统相比增加供热能力269.5MW。抽汽供热占总供热量比例为61.8%，余热供热占38.2%。在输入燃气量不变、输出电力基本不变的前提下，回收乏汽、烟气余热提高输出热量50%。,表3燃气热电联产系统的比较,.,14,系统能效及经济性评价能效评价,虚拟热泵概念：新工艺系统较原系统相比，增加了电耗，但是却增大了供热量，相当于增加了一个新的热泵。因此，本文提出一个虚拟热泵的概念，即新工艺系统新增供热量与耗电量的比值定义为虚拟热泵的COP。,与参照系统相比，新系统在运行过程中电耗增加如下：1)吸收式热泵机组内部有溶液泵，需要增加电耗。2)喷淋水泵电耗：由于采用直接接触式换热塔，系统增加了喷淋水泵，需要增加电耗。,.,15,能效评价,3）影响燃气轮机和蒸汽轮机发电：烟气侧增加了直接接触式换热器，烟气系统的阻力增加，会提高烟气系统的背压，从而对燃气轮机的发电量有微量的影响；同时，系统的乏汽压力略有提高，对蒸汽轮机发电量有微量影响。4)热网循环泵电耗增加：常规系统的热网循环泵流量为7609t/h，新系统的热网循环泵流量为7245t/h，系统管径可以利旧，热网水流量有所减小，因此电耗也会略有降低。该四部分共增加电耗8.87MW，因此设计工况下系统虚拟热泵设计COP为34.6。,经济性评价：增量投资回收期法：增量投资回收年限4年以内。,.,16,极低压力蒸汽驱动-保持高水温适应不同工况需求-产业化超大容量机组研制缺乏设计工具,用于电厂的三级发生/冷凝循环流程,多分体、模块化、超大型,燃气电厂烟气余热专用机组关键设备研发难点,首次发明三级发生三级冷凝与两次吸收新流程发明多分体模块化新结构-简单的串、并联集数值计算、应力分析、三维设计平台,在未来城燃气热电厂应用,难题,发明、解决方案,流程、结构,.,17,研究内容设备研发,发明制造5个系列直接接触式换热塔,直接接触式换热的机理研究+实验研究粒度、水汽比、雾化压力等诸多规律,.,18,形成了一套基于CFD的大型塔设计与分析方法,发明制造大型塔,.,19,产品鉴定：中国制冷学会“产品总体达国际先进水平，其中三级发生三级冷凝与两次吸收系统达到国际领先水平，有重要价值，产业化前景广阔”,图17示范工程及实测数据,北京高安屯燃气热电厂海淀北部燃气热电厂通州能源中心采用本技术已立项或启动建设,在未来城热电厂等15个项目中应用,.,20,指标（与现有系统比）,10%-15%,2-3%,燃气锅炉供热,三联供,能效,大型热电联产,30%,40%,9.8%,.,21,降低烟气污染排放（NOx降低10%）回收冷凝水实现余热回收、减排与节水的一体化,权威机构检测结果,NOx减排16%,技术指标的先进性,总后案例：排烟温度至20,减少白烟,.,22,未来城燃气-蒸汽联合循环热电厂,热泵、余热塔、风机基础施工,1期两台热泵吊装施工,.,23,未来城燃气-蒸汽联合循环热电厂,直接接触式喷淋余热塔建造施工,.,24,总后烟气全热回收项目降低供热成本286万元/年余热回收量3.18万GJ/年,北京永安热力有限公司南环供热厂烟气全热回收项目降低供热成本763万元/年余热回收量8.48万GJ/年,大龙热力裕祥锅炉房烟气全热回收项目降低供热成本76万元/年余热回收量0.85万GJ/年,昌平永安热力有限公司沙河锅炉房烟气全热回收项目降低供热成本48万元/年余热回收量0.53万GJ/年,竹木厂烟气全热回收项目降低供热成本290万元/年余热回收量3.3万GJ/年,燕山石化星城锅炉房烟气全热回收项目降低供热成本280万元/年余热回收量3.0万GJ/年,典型项目的经济效益情况,推广应用,.,25,“北方城镇供热节能最佳实践案例“中国工程院咨询项目,“将喷淋换热与吸收式热泵完美结合，解决天然气供热中的烟气余热高效回收和换热腐蚀难题。”,代表中国节能减排自主技术，2015年11月巴黎气候大会上向世界展出。,列入科技部和发改委节能减排与低碳技术成果转化推广清单（第二批）（2015）国家重点节能技术推广目录（2015）,推广和应用情况,第三方评价,.,26,推广和应用情况,第三方评价,教育部技术鉴定：大幅降低天然气供热能耗，是天然气供热领域的一项重大自主技术创新。预计2020年全面应用，仅北京市每年可减少天然气消耗20亿m，相应的供热能耗和NOx排放量均降低超过13%，对于大气污染治理、缓解冬季雾霾和节能减排具有重大意义，达国际领先水平”。,.,27,工程建设背景有蒸汽锅炉四台：3台130t煤粉炉，1台220tCFB锅炉采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，煤粉炉共用一座脱硫塔，CFB锅炉单独一座脱硫塔,电厂烟道、脱硫塔,电厂汽轮机,.,28,施工后,工程建设过程建设周期：2015年8月15日201