热电冷三联产在中国地区的应用

热电冷三联产在中国地区的应用

拉闸限电现象严重改革开放以来，中国人民的物质生活水平显著提高。城市居民区、社区和建筑从上面爬出来，家庭环境得到了显著改善。人们越来越注重生活的质量和舒适度。集中供热采暖范围由原来的只集中在黄河以北地区,现已向南方发展,同时南方还提出了集中制冷的要求。南方冬季湿度平均为70%左右,室内温度约5℃或更低,过去多采用煤炉、电热取暖器等采暖设备,难以维持室内温度。南方夏季的平均湿度80%左右,不但气温高而且持续时间长,现一般多采用电风扇、空调等降温设备。这些采暖、降温设备能耗高,使得这些地方夏季电力供应纷纷告急,特别是近两年,拉闸限电现象频频发生,给工农业生产和人民的生活带来严重影响。采用热电冷三联产不仅能满足工农业生产和人民生活的需要,还可节约能源,减轻环境污染,是今后节能工作的发展方向。1热电冷联产冷电剂利用技术的工作原理众所周知,热电联产方式利用可调抽汽式汽轮机组或背压式汽轮机组,由于用作过一部分功的蒸汽对外供热,从而减小机组的冷源热损失,使热电联产的热经济性高于凝汽式电厂和热、电分产的生产方式。特别是当采用背压式汽轮机组生产时,因其冷源热损失完全被充分有效利用,所以其热经济性最高。但由于背压式汽轮机组的热电负荷相互牵制,而实际上,在夏季电负荷处于高峰时,热负荷偏低,在冬季热负荷高时,电负荷处于低谷,这就给机组的运行调节带来困难,造成背压式汽轮机组在实际应用中受到限制。如果夏季与冬季有同样大的热负荷,就可充分利用背压式汽轮机组的优势,使机组的运行处于最优化状态,从而提高热电厂的热经济性。解决这一问题最佳方式就是热电冷三联产。热电冷三联产就是将已在汽轮机中作过一部分功的蒸汽在冬季对外供热或供暖,而在夏季这部分热负荷可以通过制冷设备生产6-8℃的冷水,与采用中央制冷系统一样,供用户工艺冷却或空调之用。热电冷三联产的制冷方式有蒸汽压缩制冷、蒸汽喷射制冷和吸收式制冷,蒸汽压缩制冷要消耗高品位的电能和机械能。蒸汽喷射制冷需采用较高压力的蒸汽(高品位的热能)。吸收式制冷是用高沸点的物质(吸收剂或溶剂),在一定条件下可以吸收(或溶解)低沸点物质(制冷剂或溶质)组成二元溶液。溶液的温度低,溶质的溶解度就大;溶液的温度高,溶质的溶解度就小,利用溶液的这一特性制冷。吸收式制冷有氨-水吸收制冷和溴化锂-水吸收制冷。氨-水吸收制冷是以氨为制冷剂,水为吸收剂,溴化锂-水吸收制冷是用溴化锂作吸收剂,水为制冷剂。现在溴化锂-水吸收制冷技术比较成熟,这类制冷设备性能稳定,被广泛采用。溴化锂-水吸收制冷机又有单效型(只有一级蒸汽发生器)和双效型(采用两级蒸汽发生器)之分,双效型的制冷效率比单效型高。热电冷三联产的热电厂,冬季时,在汽轮机中做过一部分功的蒸汽在热网加热器中加热成100℃左右的热水供采暖用户,回水经回水泵升压后重新进入热网加热器。在夏季,热网中的热水或汽轮机抽出或排出的低品位蒸汽,进入吸收式制冷装置(如图1所示),在蒸汽发生器1中作为加热介质,将蒸汽发生器中的二元溶液加热,使低沸点的制冷剂(水或氨)蒸发,蒸汽进入冷凝器6中由冷却水冷却为饱和液体,经减压调节器5节流降压后,其温度和压力下降,形成干度很低的湿蒸汽,在冷藏室7中定压吸热而汽化,成为干饱和蒸汽,然后进入吸收器2。在吸收器中有高沸点的吸收剂(溴化锂或水)溶液自蒸汽发生器经节流降压器3后进入吸收器,将制冷剂的水蒸汽或氨蒸汽吸收加浓。在吸收过程中制冷剂蒸汽凝结放出的热量被冷却水带走,以保持吸收器内的吸收剂溶液有较低的温度,从而能吸收更多的制冷剂蒸汽。浓缩后的制冷剂和吸收剂二元溶液,通过溶液泵4送入蒸汽发生器中,再利用加热介质进行加热,使低沸点的制冷剂溶液重新蒸发进入冷凝器,从而完成循环。加热介质在蒸汽发生器放热后通过回水泵返回。2以废热作为供热热源1)热电冷三联产可充分发挥背压式汽轮机组优势,提高电厂的热经济性。2)热电冷三联产在采用吸收式制冷过程中,用溶液泵压缩溶液,在蒸汽发生器中用消耗低品位的热能来代替空调中的压缩机耗能,从而大大降低电能或机械能的消耗。这种制冷装置如果利用废热(如燃用工业企业排放的废气,燃气-蒸汽联合循环中的余热)作为供热热源,对于节约能源,减少公害意义会更大。3)热电厂在夏季热负荷低时,其热化系数明显降低,热经济性较差。若夏季有制冷负荷,就可用低品位的汽轮机抽汽或排汽,采用蒸汽动力循环加溴化锂-水吸收式集中制冷,其循环热效率达65%以上,这样在不增加机组容量的情况下,满足了高峰负荷时的用电、供热与制冷的需求,缓解了供电紧张的矛盾。4)供冷设备与系统可与供热设备与系统共用部分管道和设备,如泵、制冷热源的管道等,以节省投资。5)热电冷三联产利用溴化锂-水吸收制冷方式,取代了空调压缩机制冷方式,从而保护了环境。溴化锂-水吸收制冷中的吸收剂溴化锂,不会对环境造成污染。而目前广泛应用的空调制冷剂氟里昂,挥发进入大气后,破坏臭氧层,严重危害环境。3影响三个电池性能的主要因素是加热和冷却三相称的1冷联压机组如上所述,在背压式汽轮机组与可调抽汽式机组具有同样的热、冷负荷的情况下,背压式汽轮机组的运行费用较小,投资较低,所以在新建热电冷三联产电厂中占据优势。在热、冷负荷较小,而用电负荷较大时,由于背压式机组的排汽参数较高,热经济性较差,所以此时可调抽汽式机组的经济性较好。对于已采用背压式机组加凝汽式机组的热电厂,在供热、供冷负荷处于高峰时,利用背压式机组的优势,在供热、供冷负荷处于低谷时,利用凝汽式机组发电,热电冷三联产所带来的收益将会更佳。但对于新建电厂,采用背压式机组加凝汽式机组的生产方式,投资势必增加。2轮机作功量对热电热经济性的影响供热或供冷所用抽汽或排汽参数降低,会使抽汽或排汽在汽轮机中的作功量增加,同样条件下,机组的效率增加,热电厂的热经济性提高。但当蒸汽的品位降低时,为保证同样的制冷量要采用冷却面积更大的制冷机,使制冷设备投资增加。3双效机机组的喷汽效率热电厂的供热介质主要是蒸汽和热水。以蒸汽作为供热介质时,制冷设备可采用双效机,但由于蒸汽在输送过程中,压损大,使得汽轮机抽汽或排汽的参数提高,机组效率下降;以热水作供热介质时,可使汽轮机抽汽或排汽的参数降低,机组效率提高,热网效率也较高,但制冷设备只能用单效机。4影响热电冷联邦冷联合反应的因素热电冷三联产制冷方式为吸收式,吸收式制冷机有单效型或双效型,在条件允许的情况下应尽量使用双效机。影响热电冷三联产经济性的因素还有很多,如汽轮发电机组的容量、蒸汽初参数、供热介质的参数、制冷站位置与规模、供热和供冷负荷特性等。整个系统规模大,投资多,运行维护工作量大,因而应对其在全面深入地分析、研究、定量计算的基础上,进行严格的技术经济比较方可组织实施。4地下空间分布在我国,轻纺、化工、医药、冶金、机械等工业企业及宾馆、剧院、大型商场及城市居民区,既需要供热,也需要供冷。同时商场、娱乐设施及城市居民生活小区相对集中,为发展热电冷三联产提供了有利条件。由于热电冷三联产有着良好的经济效益和社会效益,必将成为发电厂节能的方向。高效节约型联合能量生产方式热电冷三联产就是热电厂