DL∕T 1646-2016 采用吸收式热泵技术的热电联产机组技术指标计算方法

2017-05-01实施国家能源局发布I Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 14热泵(组)参数及技术指标 25供热机组综合指标 86供热机组热经济性指标 Ⅱ本标准依据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则1本标准适用于采用吸收式热泵技术的热电联产项目的立项、设计、验收和运行、检修的性能评GB/T8117.2汽轮机热力性能验收试验规程第2部分：方法B各种类型和容量的汽轮机宽准用于驱动热泵(组)的高温热源。热泵(组)回收用于供热的低温热源。按余热热源的不同可将热泵(组)分为蒸汽余热型热泵和24热泵(组)参数及技术指标驱动蒸汽在进入热泵(组)进口处的压力(MPa)。应取热泵(组)入口蒸汽流量调节阀后压力。驱动蒸汽在进入热泵(组)进口处的温度(℃)。应取热泵(组)入口蒸汽流量调节阀后温度。驱动蒸汽放热冷凝后的疏水在流出热泵(组)出口处的温度(℃)。进入热泵(组)的驱动蒸汽的流量(t/h),宜通过测量驱动蒸汽疏水流量获得。该流量应包含加入余热蒸汽在进入蒸汽余热型热泵(组)进口处的压力(MPa)。余热蒸汽放热后的凝结水在流出蒸汽余热型热泵(组)出口处的温度(℃)。余热蒸汽进入蒸汽余热型热泵(组)的流量(th)。可通过测量余热蒸汽疏水流量或通过热泵(组)热平衡计算获得。余热水在进入热水余热型热泵(组)进口处的温度(℃)。余热水在流出热水余热型热泵(组)出口处的温度(℃)。余热水进入热水余热型热泵(组)的流量(th)。热网水在进入热泵(组)进口处的温度(℃)。热网水在流出热泵(组)出口处的温度(℃)。3热网水进入热泵(组)的流量(t/h)。热泵(组)达到给定制热流量对应的最低驱动蒸汽压力(MPa),应由热泵厂家提供的驱动蒸汽压影响热泵(组)安全运行的最高允许驱动蒸汽压力(MPa),应由热泵厂家提供。影响热泵(组)安全运行的最高允许驱动蒸汽温度(℃),应由热泵厂家提供。热泵(组)达到给定制热流量对应的最低余热蒸汽压力(kPa),应由热泵厂家提供的余热蒸汽压热泵(组)达到给定制热流量对应的最低余热水进口温度(℃),应由热泵厂家提供的余热水进口影响热泵(组)安全运行的最低允许余热水流量(t/h),应由热泵厂家提供。余热热源在热泵(组)中的放热热流量。对于蒸汽余热回收按式(1)计算，对于热水余热回收按式(2)计算。qy——进入热泵(组)的余热蒸汽流量，t/h;hy——进入热泵(组)的余热蒸汽比焓，kJ/kg;49s——进入热泵(组)的余热水流量，th;hy;——热泵(组)的余热水进口比焓，kJ/kg;hyse——热泵(组)的余热水出口比焓，kJ/kg。驱动热源在热泵(组)中放热的热流量。按式(3)计算。Φq—热泵(组)的驱动热源供热流量，GJ/h;qqd——热泵(组)的驱动蒸汽流量，th:h₄d——热泵(组)的驱动蒸汽比焓，kJ/kg;热泵(组)向外供出的热流量。按式(4)计算。φb——热泵(组)的供热热流量，GJ/h;hwbc——热泵(组)的热网水出口比焓，kJ/kg;hwj——热泵(组)的热网水进口比焓，kJ/kg。4.2.4热泵(组)热平衡方程式热泵(组)供热热流量、余热热流量、驱动热流量、消耗电功率及散热热流量满足式(5)的热平衡方程。热平衡方程可用于检查各参数计算准确性。Φm=Qa+Φ,+3.6P-Φ工程中P₁和φ一般可忽略，热平衡方程可简化为式(6)。Pp——热泵(组)消耗的电功率，MW;Φsr——热泵(组)的散热热流量，GJ/h。热泵(组)单位供热热流量所消耗的电功率，仅包含热泵(组)本身消耗的电功率。按式(7)5进入热泵(组)总热流量中通过散热损失的份额。按式(8)计算。5——散热损失率。反映热泵(组)能量转换性能的热力学指标，为热泵(组)的供热热流量和输入热泵(组)的高理想可逆循环热泵性能系数COPk取决于热泵(组)工作温度，按式(10)计算。4.2.8热泵(组)内效率反映热泵(组)能量品质利用程度的热力学指标。当驱动热流量和工作温度相同时，热泵(组)的供热热流量和可逆循环热泵供热热流量的比值。按式(11)计算。其中工作温度包括驱动热源温7rb——热泵(组)的内效率；(12)计算。Φin=COP,×(Φa+3.6P)热泵(组)内效率、性能系数及相关温度之间关系满足式(13)。6可见热泵性能系数取决于热泵(组)的内效率、余热工质平均热力学式中：7余热蒸汽压力下的饱和温度与余热蒸汽凝结水温度的差值。按式(18)计算。t₆_m——余热蒸汽凝结水过冷度，℃;热网水流经热泵(组)后的压力降低量。按式(19)计算。△pw——热泵(组)的热网水压损，kPa;Pwe——热泵(组)的热网水出口压力，kPa。热网水流经热泵(组)后的温度升高值。按式(20)计算。△tw——热泵(组)的热网水温升，℃;tbe——热泵(组)的热网水出口温度，℃;——热泵(组)的热网水进口温度，℃。热泵冷凝器中冷剂蒸汽压力下的饱和温度和热泵的热网水出口温度(即为热网水冷凝器出口温度)的差值。按式(21)计算。tpn——冷凝器端差，℃:对于蒸汽余热回收，蒸发器端差为余热蒸汽压力下的饱和温度与蒸发器中冷剂蒸发温度的差值。按式(22)计算。tp_x=tBH_y-tH_atp——蒸发器端差，℃:tm_x——蒸发器中冷剂蒸汽压力下的饱和温度，℃。8对于热水余热回收，蒸发器端差为热泵的余热水出口温度(即为余热水蒸发器出口温度)与蒸发器中冷剂蒸发温度的差值。按式(23)计算。统计期内热泵(组)处于运行状态的时间(h),以小时为单位，用x表示。统计期内热泵(组)的总供热热量和设计额定供热热流量的比值，以小时为单位。按式(24)y—热泵(组)的利用小时数，h;N——热泵(组)设计额定供热热流量，GJ/h。统计期内热泵(组)平均供热热流量占设计额定供热热流量的百分比。按式(25)计算。Xb——热泵(组)的出力系数；φ。——热泵(组)的平均供热热流量，GJ/h。热泵某换热器封堵的换热管根数占总换热管根数的百分比。按式(27)计算。L——堵管率；5.1汽轮机组热耗量汽轮机组从外部高温热源吸收的热流量，一般特指主蒸汽、再热蒸汽在锅炉中吸收的热流量。按式(28)计算。9计算。热泵(组)回收的余热热流量占机组总供热热流量的百分比。按式(33)计算。可通过汽轮机组完整的热平衡计算得到，在实际应用中可按式(34)～式(37),根据机压缸效率按式(36)近似计算。9——汽轮机低压缸排汽流量，th。热泵(组)回收的余热热流量占汽轮机组排汽余热总热流量的百分比。按式(38)计算。6供热机组热经济性指标机组因供热而减少的电功率输出，为相同汽轮机组热耗量的情况下，机组纯凝工况发电功率和热电联产工况发电功率的差值，可等效地认为是输入供热装置的当量电功率。当量耗电功率按式(39)计算，在实际应用中可按式(40)近似计算。Pa(φ,Φg)——热耗量为Φ,供热量为φg时，热电联产工况P——因低压缸进汽节流而减少的电功率输出，MW;Pd——因排汽压力提高而减少的电功率输出，MW;公式中Piacn(Φn)与Pa(Φn,φg)的准确数值可通过汽轮机组的变工况计算得到，也可通过试验测量或运行统计得到。试验测量或运行统计时，应对电功率进行必要地修正，所需修正项目和修正方法参照标准GB/T8117.1和GB/T8117.2。通过供热当量耗电功率，可建立相同汽轮机组热耗量时，热电联产工况下的发电热耗率与纯凝工况下的发电热耗率的关系，见式(41)。影响热电联产机组发电热耗率的主要因素为因供热而减少的电功率与热电联产机组发电功率之比，以及供热热流量与热电联产机组发电功率之比。由于低压缸进汽节流而减少的电功率。在实际应用中可按式(42)近似计算。7x——机械效率：ia——发电机效率。GB/T8117.2。实际应用中也可利用试验结果按式(43)近似计算。由于热泵运行需要，造成机组排汽压力提高而减少的电功率。在实际应用中可按式(44)近似计算。由于供热抽汽未完全做功而减少的电功率，其中供热抽汽包括热网加热器抽汽、热泵驱动蒸汽等除汽轮机排汽外的其他各种形式的由机组输入供热系统的抽汽。在实际应用中可按式(45)近似计算。热泵(组)在某工况下制热时相对于供热当量耗电功率的能量转换性能的热力学指标，综合反映能量数量和能量品质的转换性能。ECOP即为COP中的输入能量替换为供热当量耗电功表明同样供热热流量下机组减少的电功率越小。按式(46)计算。可逆循环热泵当量耗电性能系数ECOPkn取决于热泵(组)工作参数，按式(47)计算。To——有效能基准热力学温度，可取汽轮机排汽压力未提高时的饱和温度，K。热电联产汽轮机组发出单位电功率所消耗的热流量与供热过程相对基准供热过程增加的当量耗电功率之和。反映热电联产机组供热时能量数量与能量品质的转换性能，用于综合评价机组的热经济性。按式(48)计算。9——发电全热耗率，kJ/kWh;基准供热过程是一个人为选定的供热过程，在供热热流量与热网水供、回水参数相同的情况下，基准供热过程的当量耗电功率最低。本标准取假设供热蒸汽在热网水平均温度下放热的供热过程作为基准供热过程，首先通过系统热平衡计算得到供热蒸汽的流量和比焓，即可按式(49)计算基准供热热电联产机组发电全热耗率相对于发电热耗率的升高量，反映供热过程能量品质损失程度。按式(51)计算。6.5节能量热电联产机组在改造后的发电量和供热量下，与改造前的机组在同一发电量和供热量时相比，减少的标准煤消耗量。按式(52)计算。△B——节能量(标准煤),吨；根据标准GB/T2589,计算综合能耗时节能量折算为标准煤当量，标准煤的低位发热量等于本附录算例仅为说明技术指标的算法，为简便起见，以无再热、回热系统的直接空冷汽轮机组为例。机组的原则性热力系统图如图A.1所示。蝶阀蝶阀7.2MPa 热网加热器ZZ:给水泵热泵图A.1原则性热力系统图A.1计算输入参数计算输入参数见表A.1。主蒸汽压力℃供热抽汽压力驱动蒸汽压力℃低压缸进汽压力℃低压缸排汽压力给水压力表A.1(续)℃热网加热器疏水温度℃热泵热网水进口压力热泵热网水进口温度℃热泵热网水出口温度℃热网供水压力热网供水温度℃ 一与运行数据h未提排汽压力低压缸排汽压力未提排汽压力低压缸排汽等熵比焓热泵疏水比焓热网加热器疏水比焓热泵热网水进口比焓热泵热网水出口比焓热网供水比焓=2778.7-0.915×(2778.7-2237.1)=2283.1(=2778.7-0.915×(2778.7-2295.3)=2336.4(hp,wji=h-ny,r×(h-hsd=2778.7-0.915×(2778.7-2213.9)=2261.9(=-Q=1212.0-585.0=627.机组发电热耗率Rd,由式(32)可得φ=--3.6×Pg=1212.0-585.0-3.6×99.56=268.6(GJ/h)Pd,js=P+P+Pd=1.04+3.50+26.06=3A.7供热热经济性指标当量耗电性能系数ECOP,由式(46)可得基准供热