火力发电厂低温循环水余热利用工程技术规程-编制说明

PAGE工作简况任务背景及意义根据国家统计局发布的《2018年国民经济和社会发展统计公报》，2018年末全国发电装机容量189967万千瓦，其中：火电装机容量114367万千瓦（含煤电10.1亿千瓦、气电8330万千瓦）；水电装机容量35226万千瓦（含抽水蓄能2999万千瓦）；核电装机容量4466万千瓦；并网风电装机容量18426万千瓦；并网太阳能发电装机容量17463万千瓦。2018年全国电力装机结构图如图1所示。图12018年全国电力装机结构图其中火电机组结构持续优化，逐渐向着大容量和热电联产的方向发展。30万千瓦及以上火电机组比例从1995年的27.8%增长至2018年的80.1%，热电联产机组占比从2000年的13.3%提高到了2018年的43.6%。但火电机组普遍能效低下，纯凝机组综合热效率只有38%左右，即使是热电机组，综合热效率也不超过65%。大量汽机乏汽余热通过冷却塔直接排放至环境，存在巨大的冷端损失，经测算这部分热量占一次能源总输入热量的30%以上。这部分热量品位低，难以直接利用，这是限制热电机组能效提升的最大“瓶颈”之处。我国的热电机组设计思维源自前苏联，传统供热设计方式是直接利用采暖抽汽在热网加热器中直接加热热网水。但我国气候温度明显高于前苏联的气候温度，热用户采暖所需的热网水温度较低，特别是采暖初末期，一般只有50-70℃；而采暖蒸汽压力为0.2-0.5MPa，最高温度可达300℃以上；两者换热温差过大，所造成的蒸汽做功能力损失十分严重。如何采用有效措施，在减少这部分做功能力损失的同时减少热电厂的冷端损失，则至关重要。采用低温余热利用技术尤其是热泵技术和低真空供热技术，可使火电厂的能量利用效率大幅提高，因此，低温余热回收利用技术自2011年起飞速发展，在热电联产机组中得到广泛应用，累计已在几十个电厂投入运行，经济和社会效益显著。其中利用吸收式热泵技术回收电厂低温余热的改造，对汽轮机本体基本没有改动，同时实现了热泵系统与电厂原有系统的快速无缝切换，可靠性高，电厂低温余热回收充分；利用低真空供热技术回收电厂低温余热，工程建设初投资较低、占地面积较少、可全部回收低温余热；两种技术凭借各自的优势，具有广阔的发展前景和应用价值。目前已广泛实施应用的火力发电厂低温循环水余热回收利用技术，在工程建设方面，行业内还没有相关的技术规范，因而火力发电厂低温循环水余热利用工程技术规程的编制就显得尤为紧迫和必要，本标准具有填补该领域空白的意义。本标准给出了火力发电厂低温循环水余热利用工程在可研、设计、实施、运行等环节的技术内容和要求；适用于汽轮发电机组单机容量为50MW及以上的在役、新建或扩建机组，其他容量等级的汽轮机组可参考本标准执行。任务来源本规程是根据《国家能源局综合司关于下达2018年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译出版计划的通知》（国能综通科技[2018]100号）任务需求编制的，由电力行业节能标准化技术委员会归口管理，牵头单位华电电力科学研究院有限公司，参与单位：山东大学、双良节能系统股份有限公司相关科技人员完成。标准起草从2018年10月开始，分为以下三个阶段：第一阶段：调研和资料收集及分析2018年10月底组织技术人员对华电集团范围内所开展过的典型吸收式热泵供热、低真空供热等火力发电厂低温循环水余热利用，如包头东华、华电（北京）二热、青岛电厂、大唐哈一热等进行总结和技术调研，分析整理低温循环水余热利用的设计资料及相关运行规程、验收、试验测试等资料。第二阶段：标准初稿起草为做好标准的制定工作，标准编写人员对包括吸收式热泵供热、低真空供热等在内的火力发电厂低温循环水余热利用工程相关标准进行了研究分析，并针对标准内容进行了多次集中讨论，于2020年4月初形成标准初稿。第三阶段：公司内部意见征求标准初稿确定后，在公司专业技术部门内征求意见，随后经过两次讨论、修改，最后于2020年7月初完成标准征求意见稿。编制单位、主要起草人编制单位编制单位为（略）。主要起草人（略）。标准编制原则和主要内容标准编制原则1)按照GB/T1.1-2000《标准化工作导则》的要求和规定，确定标准的组成要素。2)按照国家、行业现行的相关法律、法规、标准、规范等要求和规定制定本标准。3)在标准制定过程中遵循了以下几个原则：a）保证标准的科学性和规范性；b）保证标准的先进性和实用性；c）尽量与相关的标准、法规接轨；d）充分考虑目前火力发电厂低温循环水余热利用工程的实际应用情况，使本标准更简单、适用和便于推广。主要内容及其确定依据本标准给出了火力发电厂低温循环水余热利用工程（简称为余热利用工程）在可研、设计、实施、运行等环节的技术内容和要求，主要内容及其确定依据如下：1）标准题目的确定。“火力发电厂低温循环水余热利用工程技术规程”标准的意义是针对火力发电厂低温循环水余热利用中应用广泛的“吸收式热泵技术”或“采用热泵耦合低真空供热技术”涉及的工程计算规程进行规定和要求。具体涉及热负荷的确定、系统设计、对吸收式热泵技术和热泵耦合低真空供热技术的介绍等。2）正文第1部分确定了标准适用范围。3）正文第2部分列入了规范性引用文件及本标准所涉及的国家标准和行业标准。4）正文第3部分对本标准中用到的术语和定义进行了规定。5）正文第4部分从总体上对本标准制定的原则进行说明。明确了余热利用工程的范围，在何种条件下采用哪种低温循环水余热利用技术，并明确了电厂所接待供热面积的供暖基本热负荷应满足的条件。6）正文第5部分对低温循环水余热利用工程的热负荷进行了确定，从资料收集、计算基本规定（供暖期天数、室内环境温度、室外环境温度、供暖热负荷指标、热负荷设计）、供暖设计热负荷、供暖基本热负荷、供暖平均热负荷、热负荷曲线与热泵设计容量（热负荷曲线绘制、热泵设计容量）等方面进行了详细阐述。这些均是低温循环水余热利用工程热负荷确定工作时必不可少的环节。7）正文第6部分对低温循环水余热利用工程的系统设计进行了确定，具体包括驱动蒸汽系统（驱动蒸汽来源、蒸汽管道设计及布置、驱动蒸汽参数选取、驱动蒸汽疏水系统）、热网循环水系统（热网水管道设计及布置、热泵热网水流量选取、热泵热网回水温度选取、热泵热网供水温度选取、热泵热网水压力选取）、低温水余热系统、乏汽余热系统、一次网补水系统（补水量及水源、设计补水压力、热网水水质）、汽轮机组排汽背压、系统设计应注意的其它事项等内容。其中驱动蒸汽系统、热网循环水系统和低温水余热系统（或乏汽余热系统）是低温循环水余热利用技术最重要的三大系统，对它们的系统设计进行规定，是本技术规程的重要内容。7）正文第7部分对低温循环水余热利用工程的设备选型与布置进行了确定，具体包括热泵设备选型（机组类型的确定、热泵容量的确定、驱动蒸汽参数、热网水参数、余热水温度及流量、余热水侧工作压力和阻力等）、其他工艺设备选型（疏水箱、疏水泵、补水泵、热网循环水泵等）、热泵房选址、热泵房内布局、管道布置、

保温与防腐等内容。7）正文第8部分对低温循环水余热利用工程的热工自动化进行了确定，包括自动化水平、控制方式、系统设计和设备选择等内容。8）正文第9部分对低温循环水余热利用工程的电气设备及系统进行了确定，包括供电系统、交流不停电电源（UPS）、二次线等内容。9）正文第10部分对低温循环水余热利用工程的建筑、结构与供暖通风进行了确定，重点是对热泵房建筑应满足的特点、尺寸、横向定位和纵向定位、建筑防火、建筑构造、建筑布置与抗震、建筑设计进行了要求，同时对热泵房的结构要求、荷载设计、地基与基础、热泵房供暖通风等给与了明确的规定。10）正文第11部分对低温循环水余热利用工程的环境保护、劳动安全、职业卫生及消防进行了简要规定。11）正文第12部分对低温循环水余热利用工程的工程建设预算与财务评价进行了规定。标准中明确要求余热利用工程建设预算应依据最新出版图书《电力工程建设预算定额》进行编制，定额选用及取费标准应协调一致，对项目建设投资概（估）算也做了相应的表格给与规范；同时对财务评价相关的评价指标、财务评价报表模板等也进行了规定。12）正文第13部分对低温循环水余热利用工程的调试与验收进行了规定。对调试前需要做的各项准备工作、调试步骤、验收应符合的相关行业标准等进行规定。13）正文第14部分对低温循环水余热利用工程的运行管理进行了规定。具体包括机组运行、溶液管理、真空泵管理、故障处理等内容。14）给出资料性附录A“吸收式热泵技术”，对吸收式热泵的基本工作原理和吸收式热泵回收不同类型汽轮机（湿冷机组、直接空冷机组和间接空冷机组）乏汽余热的系统原理。让本标准的使用对象对吸收式热泵技术有更清晰和直观的认识。15）给出资料性附录B“热泵耦合低真空供热技术”，对热泵耦合低真空供热技术的工作范围、低温热源水温度和汽轮机背压对热泵性能的影响进行分析。16）给出资料性附录C“主要城市气象参数、供暖热负荷指标、热负荷资料统计表及财务报表”。其中全国主要城市气象资料按照标准GB50736选取，不同建筑物的供暖热负荷指标按照标准CJJ34选取，热负荷资料统计表及财务报表结合标准编制单位近些年多个工程项目经验进行总结提炼。17）给出资料性附录D“吸收式热泵技术回收汽轮机低温循环水余热工程计算实例”，以便对本标准更好的理解。18）给出资料性附录E“吸收式热泵机组运行异常现象及处理方法”，以便对本标准更好的理解。与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性本标准的编制尽量做到了与现行相关标准协调一致，不与现行的有关法律、法规、政策冲突。本标准规范性引用国家标准18个，行业标准28个。贯彻标准的要求和措施建议本标准颁布后，要做好标准的宣贯。希望本标准发布实施后，各发电公司（集团