浅析回收热电厂循环水余热的吸收式热泵设计方案
热泵回收电厂循环水余热的方案研究
一、引言
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,空调使用越来越普及。然而, 空调系统在为人们提供舒适环境的同时,也带来了巨大的能源消耗和环境污染问 题。因此,如何提高空调系统的能源利用效率,降低环境污染,成为当前研究的 热点。利用电厂余热的水源热泵空调系统作为一种新型的节能环保空调系统,具 有广阔的应用前景。
二热量,这些热量未得到充分利用,不仅 浪费了能源,还对环境造成了热污染。而水源热泵空调系统是一种利用地球水体 所储存的太阳能、地热能等低位能源,通过热泵技术实现能源转移的空调系统。 将电厂余热与水源热泵空调系统相结合,不仅可以提高能源利用效率,还可以减 少环境污染。
总之,利用电厂余热的水源热泵空调系统是一种具有较高效率和较好经济效 益的节能环保空调系统。通过进一步完善研究和推广应用,有望为解决能源短缺、 环境污染等问题做出积极贡献。
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三、研究方法
本研究采用实验研究和数值模拟相结合的方法,以某电厂余热为研究对象, 通过实验测试和数值模拟,分析利用电厂余热的水源热泵空调系统的性能。实验 测试包括热力学性能实验、系统能耗实验等;数值模拟主要包括建立数学模型、 模拟计算等步骤。
四、研究结果
通过实验研究和数值模拟,本研究发现,利用电厂余热的水源热泵空调系统 在夏季制冷、冬季制热两种模式下,系统性能均表现出较高的效率。与传统的空 调系统相比,该系统的COP(能效比)提高了20%以上,同时系统运行稳定,适应 性强。
热泵回收循环水余热具有以下优势:(1)可以显著提高能源利用效率;(2) 减少了对环境的影响;(3)降低了电厂运行成本。然而,该方案也存在一些限 制,如:(1)对循环水的水质要求较高;(2)初投资成本相对较高;(3)需 要解决循环水系统中可能存在的腐蚀、结垢等问题。
热电厂循环水余热利用方案
******技术发展有限公司******热电厂循环水利用方案(溴化锂吸收式热泵)联系人:手机:联系电话:传真:信箱:2013年8月18日目录1 项目简介 (3)1.1 吸收式热泵方案 (3)1.2 吸收式热泵供暖工艺流程设计 (3)1.3 蒸汽型吸收式热泵主机选型(31.7℃→25℃) (4)1.4 节能运行计算 (4)1.5 初投资与回报期计算 (5)2 热泵机组简介 (6)2.1 吸收式热泵供暖机组 (6)2.2 溴化锂吸收式热泵采暖技术特点 (7)2.3 标志性案例介绍 (7)1 项目简介********热电厂,采暖季有温度为26.3~19.6℃的循环冷却水2800m3/h,需要通过降低汽轮机组凝汽器真空或提高汽轮机背压,使得冷却循环水的温度提升到到31.7℃,然后利用溴化锂吸收式热泵机组提取凝汽器冷却循环水中的热量,将循环冷却水温度降低到25℃,可以制备供水温度为74.7/55℃热网水2400 m3/h,对建筑物进行供暖,供暖期为152天。
提高汽轮机背压大约2KPa左右,汽轮机的轴向推力几乎不变,对发电量影响不大。
1.1 吸收式热泵方案采用蒸汽型吸收式热泵机组,通过0.49MPa的饱和蒸汽作为驱动热源,在冬季采暖期,将2800m3/h的循环冷却水从31.7℃降低到25℃,可以从循环冷却水中提取21.82MW的热量用于建筑物采暖。
1.2 吸收式热泵供暖工艺流程设计使用吸收式热泵加热,供暖系统流程原理图如下:由上图可以看出,实际应用流程非常简单,只是把工艺循环水引到热泵机房,把原来通过冷却塔排放到环境中的冷凝废热,通过溴化锂吸收式热泵机组将热量传递给供暖回水。
此系统改造不影响循环水原系统的稳定性,节省大量的蒸汽,同时带来了大量的经济效益。
1.3 蒸汽型吸收式热泵主机选型(31.7℃→25℃)通过溴化锂吸收式热泵产品,利用饱和蒸汽压力为0.49MPa的蒸汽50400kg/h,可将2800 m3/h的循环冷却水,从31.7℃降低到25℃,将2400m3/h采暖55℃回1.4 节能运行计算能源价格:电价:0.7元/kWh。
吸收式热泵回收余热技术的应用分析
吸收式热泵回收余热技术应用分析一、吸收式热泵回收余热技术简介:溴化锂吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、 泵和其他附件等。
它以蒸汽为驱动热源,在发生器内释放热量稀溶液并产生冷剂蒸汽。
冷剂蒸汽进入冷凝器,释放冷凝热传热管内的热水,自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。
冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸 发器传热管表面,吸收流经传热管内低温热源水的热量Qe 使热源水温度降低后流出机组,冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽, 进入吸收器。
被发生器浓缩后 的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋,吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽,并放出吸收热 Qa,加热流经吸收器传热管的热水。
热水流经吸收器、冷凝器升温后,输送给热用户。
吸收式热泵原理图吸收式热泵常以溴化锂溶液作为工质,对环境没有污染,不破坏大气臭氧 层,而且具有高效节能的特点。
可以配备溴化锂吸收式热泵,回收利用各种低品 位的余热或废热,达到节能、减排、降耗的目的。
二、热电分公司概况: 1、宇光高新热电: 一期建设:2X12MW 中温次高压抽凝式汽轮发电机组,4X 75t/h 循环流化床锅炉,总装机两 机四炉,总装机容量24MW/ 2005年3月投产。
二期建设:2008年新建一台12MV 抽背机组,2009年3月又新建一台75吨/时循环流化床 锅炉。
热交换器、屏蔽Qg,加热溴化锂 Qc 加热流经冷凝器 6底bnrt+Xa*tAJl亂需廈•IKE褴處Eli -i.」A皿三期建设:2009年7月,三期再建两台25MV机组,配套两台240t/h循环流化床锅炉,到2010年10月20日投产。
四期建设:2013年7月,四期再建一台240t/h (168MWV循环流化床热水锅炉,2013年11 月20日投产。
2、热负荷发展估算表:如上表可计算:1)额定工况下供热能力:机组额定低压抽汽量(0.294MPa)为268.16t/h,其供热量为670.4GJ/h ;机组额定中压抽汽量(0.981MPa)为284 t/h,其供热量为710GJ/h。
热泵回收电厂循环水余热利用问题研究
水源 热泵是利 用低温水为 热源 ,达到 向建筑物供 冷和供热 的 目 的,实质 上是一种 以消耗一部分高质能 ( 机械能、电能或 高温热能等) 作为补偿 ,通过热力 循环,把环境 介质中贮存 的低 品位能量加 以发 掘 、利用的装置 ,因此它可 以充分利用低质能量而节 约高位能量。特 别是对于 同时需要供冷和供热的场合,采用热泵装置就更加合理。 热泵按照驱动力的不同分为压缩式热泵和吸收式热泵 。冬季在制 热工况下,低温低压 的制冷剂 ( 常用氟利 昂类工质) 流经蒸发器 ,从冷 源吸热升温蒸发后进入压缩机,被绝热压缩成高温高压蒸汽 ,然后进 入冷凝器 向热源 放热冷凝后 ,经膨胀阀绝热节流 ,降温降压成低干度 的湿蒸汽 ,低温低压的制冷剂再流经蒸发器从热源吸热蒸发,开始新 的循环 。夏季,水源热泵 的蒸发器变为冷凝器 ,冷凝器变为蒸发器 , 则循环按反方向进行 。
i . 2水 源热 泵系 统 的性能分 析
水源 热泵系统是否具有明显的节能效果 ,其最重要的评价 指标是 热泵的性能系数C O P( C o e f f i -c i e n t o f P e r f o r  ̄a n c e ) ,即制热系 数C O P 和制冷系数C O Q O 为热泵从低温热源吸收的热量在理想状态下, 水 源热泵 的性 能系数主要 取决于两热源 之间的温度差 ,即冷凝温度 与蒸发温度 的差值 。根据美国制冷学会A R I 3 2 0 标准 ,水源热泵系统对 水温的要求在 5 ~3 8 ℃之间,在水温O ~2 2 ℃时系统能够较 经济地运 行。一般 的水源热泵机组,在供水温度9 ~2 0 ℃时,制热系数C O P 可达 3 . 6 ~4 . 1 ;在供水温度为1 5  ̄3 0 ℃条件下,制冷系数达到5 . 5 ~4 . 3 。 因此,只要 电厂所在区域温度 的季节性波动较小,使得循环水温度在 热泵的经济运行温度区间内,那么循环水一热泵系统就可 以实现冬季 供热和夏季制冷两种需求,从而获得较高的能效 比。
浅谈热泵技术回收循环水余热方案
浅谈热泵技术回收循环水余热方案丁猛辉(天津国电津能热电有限公司天津300300)摘要:汽轮机乏汽冷凝热损失对于电厂来说是无用^的,但对于冬季需要采暖的城市居民而言,则是巨大的浪费而热泵技术日趋成熟和快速发展,已使得回收汽轮机乏汽冷凝热成为现实,并能够转换为可供城市居民采暖用的高品质热量文章结合实际工程改造经验介绍了利用溴化锂吸收式热泵机组对#2机组主机循环水排至冷却水塔的余热回收方案的工艺原理、边界条件、工艺设计及相关系统施工改造,并重点介绍了溴化锂吸收式热泵原理、主机循环水系统、热网循环水系统、五段抽汽系统(热泵驱动蒸汽系统)及热泵凝结水系统改造,最后对改造的经济性进行了分析:,关键词:冷端损失;循环水;供热;热泵;效益引言汽轮机的冷端损失是火电厂的最大热量损失。
330MW等级 纯凝机组的排汽冷凝热损失占到进入汽轮机总热量的55%以上;即使是在冬季带供热的抽汽凝汽式机组,排汽冷凝热损失也占到进入汽轮机总热量40%左右。
如果能够回收汽机排汽冷凝热,并用于居民采暖供热,将大幅提高电厂的供热能力和效率,同时节约了燃煤.减少排放,从而带来巨大的节能效益、环保效益 与社会效益。
1设备及供热现状某公司安装2x330MW亚临界抽汽式供热燃煤机组,热网首 站的主要配置为LRJCW2200-2400型卧式加热器四台,额定抽 汽量为550t/h,最人供热面积1300万m2。
热网水流量固定在10000t/h,根据天气清况调节热网循环水供水温度,以满足居民 采暖需求;供回水压力1.60/0.30MPa.a主要承担市区及东丽区的居民采暖供热;由于供热能力有限,只实现了对华明镇示范居 民住宅区约130万1112的供热。
根据天津市最新供热规划,还将 承担市区新建居民楼供热任务;现有供热能力不能满足。
2应用吸收式热泵技术回收#2机组循环水余热项目2.1 #2机组循环水余热回收的必要性天津市根据《国家“十二五”节能减排综合性工作方案》制定 了到2015年燃煤量比2010年下降18%总体节能H标。
回收循环水余热的热泵供热系统热力性能探析
回收循环水余热的热泵供热系统热力性能探析摘要:能源是社会各界得以持续发展的重要因素,但由于社会发展速度过快,导致我国能源处于短缺趋势,对此,我国提出诸多节能策略,并越发关注火电厂回收循环水余热资源。
为切实实现节能减排目标,本文以回收循环水余热的热泵供水系统为核心,先行提出该系统的技术类型,继而指明该系统的实现方式与参数设计,最后针对该系统展开性能探析。
关键词:回收循环水余热;热泵供热系统;热力性能引言:针对回收循环水余热设计热泵供热系统,不仅可以彻底缓解电厂综合供热排汽机组剩余热源不足的各种现实利用问题,有利于有效率地减轻电厂处于大气环境气候变化中的压力。
因此,对电厂能源循环综合利用供热水源的低压余热回收能源综合加以进行低压余热回收并对综合循环利用进行技术管理是目前有效提高火力发电厂综合供热机组能源循环综合利用管理效率的重要实用技术手段。
一、回收循环水余热的热泵供热系统技术类型1.开闭循环类型(1)开式循环,方法就是能够把水的运动分成两部分,一部分水运动的工作在一个冷却塔内部正常循环磨房,其余2水将被分配给单位的热泵低温热回收垃圾的工作,导致冷却一座塔的正常操作循环池结合,实现热泵中央电循环的新型电容器饮用水,打开自动循环运行方式的电厂、饮用水的总体质量在所有参与开式循环发电厂通常要求相对较高,但由于特定周期的操作步骤是相对简单和方便,这个操作模式主要用于具体的日常周期。
(2)闭式循环,将要求其重新设计建立一个冷凝器循环设备或原新电厂冷凝器设备修改,使其具有双侧可转变为一种新的循环装置式运行周期模式。
在这种双面操作循环中,会在循环中发挥不同的作用。
厂内循环饮用水的一侧流入上层塔,而厂内循环饮用水的另一侧则流经热塔和泵循环。
2.真空类型(1)双侧运行,凝汽器两边同时运行时,冷凝器在所有水回收天然气和电力将在同一时间横向热网,但只有部分双边回用气和水可以同时或先后进入到两个单边回用或上沿冷却水流进塔内。
热电厂低温循环水余热回收利用工程实践
热电厂低温循环水余热回收利用工程实践摘要:进入新时期以来,我国各项事业均快速发展,取得了十分理想的成绩,特别是热电厂以惊人的速度向前发展。
随着煤炭价格逐年升高,热电厂经营压力巨大,且电力行业是一次能源消耗大户和污染排放大户,也是国家实施节能减排的重点领域。
电厂循环冷却水余热属于低品位热能,一般情况下,直接向环境释放,造成了巨大的能源浪费。
热泵是利用一部分高质能从低位热源中吸取一部分热量,并把这两部分能量一起输送到需要较高温度的环境或介质的设备。
火电厂循环水中存在大量余热,利用热泵技术有效回收这部分热量用于冬季供暖或常年加热凝结水。
关键词:热电厂;低温循环水;余热回收;利用工程引言低温循环水余热即是可回收再利用的一种资源。
热电厂生产中需要大量能源,这些能源因生产工艺等原因,无法全部利用,因此就产生了大量的各种形式的余热,能源浪费严重。
1热泵技术的分类热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的。
按照驱动力的不同,热泵可以分为压缩式热泵和吸收式热泵。
压缩式热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀组成,通过让工质不断完成蒸发一压缩一冷凝一节流一再蒸发的热力循环过程,将低温热源的热量传递给热用户。
吸收式热泵主要由再生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器等组成,是利用两种沸点不同的物质组成的溶液的气液平衡特性来工作的。
根据热泵的热源介质来分,可分为空气源热泵和水源热泵等:空气源热泵是以空气为热源,因空气对热泵系统中的换热设备无腐蚀,理论上可在任何地区都可运用,因此是目前热泵技术应用最多的装置;水源热泵是以热水为热源,因水源热泵的热源温度一般为15~35°C,全年基本稳定,其制热和制冷系数可达3.5-4.5,与传统的空气源热泵相比,要高出30%左右。
2驱动蒸汽参数偏低工况当蒸汽参数偏低,不能满足热泵正常工作需要时,对高参数蒸汽减温减压后送入热泵,这种方法没有对高参数蒸汽的能量进行梯级利用。
研究采用蒸汽引射器方案,即利用高参数蒸汽引射低参数蒸汽,产生满足热泵需求的蒸汽,实现高、低压蒸汽的高效利用。
热电厂循环水热泵供热技术方案与节能性分析
热电厂循环水热泵供热技术方案与节能性分析摘要:本文简述了热电厂循环水热泵供热的原理,介绍了某300MW级热电厂环水热泵供热技术方案,分析了该方案的节能性和节水性。
强调环境保护和资源节约.关键词:循环水供热;节能减排;热泵技术;供热改造中图分类号:TM62 文献标识码:A概述目前300MW级热电机组的全厂热效率一般在50%左右,大量的热能通过电厂循环水在冷却塔中散放。
电厂循环水热能品位低、量大、集中,在热电厂近距离内一般难以找到足够的稳定的热负荷,必须扩大集中供热的距离才能加以利用.为了输送的经济性,一般以高温水大温差的方式输送到远距离的城市换热站。
这就需要利用吸收式热泵吸收低品位的冷凝热,使用汽轮机抽汽作为驱动蒸汽,热泵机组将热网50~60℃的回水加热到85℃左右,再通过汽水加热器将水温提高到110~120℃供水温度,对城区集中供热.用热泵系统回收电厂循环水中的热能,既降低了电厂热量的浪费,保护了环境,又开发了一种清洁能源,增大了热电厂的供热能力。
本文以某2×300MW电厂供热改造为例,对循环水热泵供热技术方案与节能性进行介绍和分析。
1 吸收式热泵原理。
吸收式热泵以溴化锂溶液为吸收剂,水为制冷剂,汽轮机抽汽为驱动热源,利用制冷剂在低压真空状态下低沸点沸腾的特性,提取循环水中低品位的热量,通过回收转换制取85℃左右的热水.输入1份汽轮机抽汽的热量,可以提取0。
6~0。
8份循环水中热量,从而得到1。
6~1。
8份85℃左右的热水的热量,热泵的能效比在1.6~18之间。
2 热泵系统设计方案。
本项目利用某电厂(2×300MW 机组)供热抽汽改造的蒸汽(0。
8MPa,337℃)经减温减压(0.6MPa,168℃)后驱动吸收式热泵机组,回收循环冷却水余热,将一次管网热水回水温度从50℃提升至85℃(热泵机组厂家提供数据),再利用热网加热器将一次管网热水加热到110℃提供给市政管网供热。
循环冷却水经吸收式热泵机组提取热量后回到冷却塔水池.本项目冷凝热回收系统包括蒸汽系统、结水回收系统、余热水系统、热网循环水系统、补水系统。
回收电厂余热的新型吸收式热泵系统
回收电厂余热的新型吸收式热泵系统摘要:近年来,随着社会的发展,我国的电力工程的发展也突飞猛进。
我国北方城镇集中供热面积增长迅速,城市供热热源紧张,这就对热电联产企业供热机组的供热能力提出了新的要求。
对于能源消耗大户火力发电厂来说,其燃料燃烧总发热量中电能的转化率只有35%~40%,而其余大部分的热量主要通过锅炉烟囱和循环水冷却塔散失到环境中,凝汽冷凝造成的冷源热损失一般约为2300kJ/kg。
以600MW发电机组为例,其主蒸汽量约为2000t/h,则凝汽热损失约4.6×103GJ/h,折合标准煤约为157t/h。
乏汽热量对于电厂来说作为废热被排放,但对于仅需低品位热源的建筑采暖而言则是巨大的能源浪费。
如果将低压缸排汽的热量应用于供热,既可以大幅提高电厂综合能源利用率,降低电厂煤耗,又能有效缓解供热热源不足的问题,有利于减轻大气环境压力。
因此,对循环水余热加以回收利用是提高发电厂能源利用效率的重要手段。
关键词:回收电厂余热;新型吸收式;热泵系统引言热泵系统是利用逆卡诺热循环原理,通过机械做工实现热量从低温传递高温的一种工艺。
热泵运行过程中有三大循环:热源水循环、中介水循环、热媒水循环,以列管换热器为媒介进行热量萃取,达到余热回收节能的目的,为高质量安全平稳运行打下坚实工艺保障。
1重要性目前,我国供热机组在冬季处于抽气运行工况的机组约占火电厂装机总量的30%。
从现状看,传统抽气供热的方法,尚存在不足。
供热汽轮机抽气量增大后,机组一次调频能力下降,需要充分考虑电网自平衡能力,减小电网安全隐患。
研究发现利用热泵供热替代传统抽气供热,总热效率将增加。
与此同时,节煤量也增加,在额定抽气工况下热泵供热性能优于抽气供热工况。
因此,有必要对传统供热的方法进行分析,对供热的节能性加以重视。
热泵在运行过程真正用于增加空气势能所消耗的电能在总耗电量中仅占15%,而约85%的电能转化为热能,以风冷或者水冷的方式排放到空气中以保证热泵的正常运行。
浅议吸收式热泵和电厂余热回收
浅议吸收式热泵和电厂余热回收中国在气候变化的应对措施方面,对大国应担负的责任一直认真履行职责,持续控制碳排比。
这些都充分表明了,我国已经开始从单纯地追求经济增长速度,向如何更加有效利用资源,逐步进行转化。
并在未来相当长的一段时间内,将工作重心放在“节能减排”降耗等环境问题的关注上。
其中,所采取的最根本措施,就是将碳排量进一步降低、加强对能源充分的节约和利用,实现保护生态平衡的最终目标。
而吸收式热泵余热回收技术的显著特征便是,具有持续的经济效益,在一定程度上能够实现高效节能。
所以,吸收式热泵余热回收技术应得到广泛的应用。
一、吸收式热泵原理作为一种利用低品位热源以及回收利用低温位热能的有效装置,吸收式热泵能实现将热量从低温热源向高温热源泵完成传送的循环系统。
它具有双重功效,能保护环境和节约能源。
吸收式热泵可以分为两类:第一类称增热型热泵,即通过对少量的高温热源进行充分利用,产生大量的中温有用热能,也就是通过高温热能驱动,逐渐提升低温热源的热能至中温,进而使热能的利用效率得到大幅提高。
第一类吸收式热泵一般为1. 5~2. 5,性能系数比1大。
第二类称升温型热泵,此类吸收式热泵,即对大量的中温热源产生少量的高温有用热能并进行充分利用,也就是对中低温热能驱动完成利用,借大量中温热源和低温热源的热势差,制取温度高于中温热源,但热量少于中温热源的热量,将部分中低热能向更高温位转移,进而使热源的利用品位得到提升。
第二类吸收式热泵的性能系数一般为0. 4~0. 5总是比1小。
两类热泵有着不同的工作方式和不同的应用目的,都是在三热源之间完成工作,其中三个热源的温度产生变化直接影响到热泵循环,增大升温能力,减低性能系数。
目前,NH3—H2O或LiBr—H2O,是吸收式热泵使用的工质,其输出的最高温度低于150℃,ΔT一般为30~50℃是其升温能力,0. 8~1. 6是其制冷性能系数为,1. 2~2. 5是增热性能系数。
利用吸收式热泵回收电厂余热的理论分析研究
电力系统2019.4 电力系统装备丨89Electric System2019年第4期2019 No.4电力系统装备Electric Power System Equipment 1 引言我国煤炭资源丰富,能源可采总储量中原煤占58.8%,客观上决定了我国以煤炭为主的能源利用格局。
根据2015年统计资料得到,火电厂发电占据中国整个发电总量的77%,根据这种区域资源特色,“十二五”期间,国家要重点建设16个大型煤电基地,而在“十三五”期间,投产比例更提高到54.6%,进一步证明未来的若干年里火电厂在我国能源结构中的主力地位。
目前,我国绝大多数热电厂低温循环水以及高温烟气直接排放,大量的余热资源未能得到充分利用,造成能源浪费与环境污染,少数具备余热利用措施的热电厂并未有对热电厂的余热进行综合利用,呈现效率偏低的困境[1]。
对于热电厂来说,能源浪费集中在烟气余热和循环水余热的浪费,两种余热各有特点:循环水通常温度在30~40℃,其热损失占汽水循环热的50%以上,因此循环冷却水余热是一个潜力最大的余热资源;对于大中型热电厂来说,排烟温度通常在110~150℃,有时候高达200℃,与之相应的烟气热损失相当于燃料热量的5%~12%,因此烟气余热是电厂中的另一种余热资源。
面临着巨大的减排压力,余热回收利用作为提高能源利用效率的有效途径。
在众多余热回收利用方式中,吸收式热泵技术以高效节能和具有良好的经济效益而广泛受到关注和应用。
2 热泵技术热泵按驱动力来分,主要有两种类型,即压缩式热泵和吸收式热泵,压缩式热泵,利用电能做驱动能源,回收利用低温余热。
吸收式热泵分为第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵,在余热回收利用技术上,一般采用第一类吸收式热泵,又称增热型热泵,通常简称AHP (Absorption Heat Pump ),它以蒸汽、燃料(燃气、燃油)、废热水或废蒸汽为驱动热源,随着吸收式热泵技术不断的发展,出现了以烟气为驱动热源的新型吸收式热泵。
探究回收循环水余热的热泵供热系统热力性能
探究回收循环水余热的热泵供热系统热力性能随着我国经济建设的不断发展,逐渐出现了能源短缺的现象。
我国因此提出节能减排的政策,同时也加强了对火电厂的丰富余热资源的关注度。
如若能够通过循环水,利用热泵技术将余热回收再利用,将能够极大的提高资源利用效率。
本文将对热电厂余热回收技术类型以及回收循环水余热的热泵供热方法与节能机理进行简要的分析,并对回收循环水余热的热泵性能的关键部件数学模型加以阐述。
标签:回收循环水;余热资源;热泵供热系统;热力性能0 引言当今时代,能源危机是各个国家需要解决的重点问题。
由于对煤炭、石油、天然气等资源的储备量逐渐减少,并且在对其的利用过程中将会对环境造成一定程度的损害。
因此,当前人们更加注重对能量的梯级利用和余热回收。
尤其是利用大型电热厂进行集中供热并且对于其中的余热利用热泵技术进行回收再利用,将能够提高资源利用效率,实现节能减排。
1 我国热泵供热系统的应用与研究1.1 调节抽汽式供热机组目前,我国各地区进行集中供热主要采用的机组就是调节抽汽式供热机组。
但是它并不是完美无缺的,它存在的问题有很多,例如它是直接利用汽轮机抽汽的方式在热网中对热网返回水进行加热,通常热网中返回水的温度约为55℃,在经过它的加热之后将能够达到130℃左右,使得热网中的温差过大,将会对热网造成一定的损害,并且抽汽中的人呢过并没有实现高效的利用。
此外,汽轮机排汽中的余热通常会随着循环水流走,在空气中消散,使循环水的余热没有得到良好的利用,产生大量的浪费。
1.2 吸收式热泵吸收式热泵具有有效利用低品位热能的优点,它可以对太阳能、地热能等废弃热量进行再利用,从而降低对环境的污染。
它将利用电站的循環水来作为热源,利用吸收式热泵对其功能进行优化,从而实现向用户进行供热。
在此过程中,它既实现了对循环水余热的回收,提高了供热系统的供热量,解决了由于供热量不足而产生的供需矛盾。
同时,流入热网的水温基温较高,使其产生的温差变小,从而降低了对热网的损害程度,使抽汽热能得到了有效的利用。
热泵回收循环水余热供热系统设计及经济性分析
本文以某电厂300 MW供热机组为对象进行改造,采用 基于吸收式热泵的循环水利用供热技术,回收汽轮机的循环 水余热,以提高机组的供热能力和运行经济性。
1 机组概况
某电厂一型号为C270/N300-16.7/537/537的供热 机 组, 额定采暖抽汽压力为0.49 MPa,额定采暖抽汽流量为320 t/h。
图2 吸收式热泵在电厂余热回收系统中的应用
3 设计参数选择
3.1 驱动蒸汽参数 热泵采用供热采暖抽汽作为驱动蒸汽。对于热泵机组来
说 ,要 求 驱 动 蒸 汽 维 持 在 一 个 比 较 稳 定 的 状 态 ,对 于 热 泵 做 功 以 及 疏水 水 位 的控 制 有 较大 好 处 。因 此 热 泵 投 运 以 后 ,需 要在运行时提供一个稳定的驱动汽源。
从 机 组 近 两 年 供 热 期 的 运 行 数 据 来 看,实 际 运 行 的 采 暖 抽汽压力在0.24 MPa左右,采暖抽汽温度在230 ℃左右。为尽 可 能 回 收凝 汽 器 循环 水 余 热,从 而 发 挥 热 泵 回 收 余 热 的 供 热 优势,适当提高采暖抽汽压力至0.28 MPa,考虑抽汽 至热泵 机组管道压损(约0.03 MPa),进入热泵系统的驱动蒸汽压力 为0.25 MPa,过热度不超过10 ℃。 3.2 热网水参数
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、机组运行异常现象及处理方法
附录 A(资料性附录)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1. 主要基础数据某电厂2×300MW供热机组,进行余热利用工程改造设计时,计算需要的主要基础数据如表D.1所示。
2. 参数选择说明2.1 驱动蒸汽:驱动蒸汽参数(温度、压力)一般选择电厂的原供暖抽汽参数,根据电厂实际条件确定,最终选择热泵的驱动蒸汽参数为:0.35MPa(a)、248℃。
2.2 热网水:热网水供回水温度根据电厂历史运行数据合理选择,热网水流量根据电厂热网管径及预期供热面积确定,最终选择热网水供回水参数为:10000t/h、110/50℃。
2.3 低温循环水:低温循环水温度根据电厂实际背压及当前供暖抽汽参数优化选择,低温循环水流量根据电厂供暖工况实际数据确定,最终选择进出热泵的循环水参数为:13000t/h、36/27℃。
3. 技术路线选择由于供热首站的热网回水温度较低,在现有热网条件下,管网输送能力充足,且项目改造后供热能力可以满足电厂近三年的供热规划,由此确定选择吸收式热泵技术进行回收汽轮机低温循环水余热工程改造。
4. 技术方案设计4.1 技术方案一(回收余热用于新增供热面积)依据本方案的设计,理论上可以实现全部回收余热。
在满足热泵热网水出口温度的要求及考虑低温循环水的循环水泵流量(按13000t/h)条件下,凝汽器的进出口循环水温设计为36℃/27℃,凝汽器背压为7kPa(g)。
热泵改造后的供热系统主要运行数据如表D.2所示。
4.1.2 热平衡图完成吸收式热泵的余热利用工程改造后,供热系统的热平衡图如图D.1所示。
图D.1 方案一的系统热平衡图4.2 方案二(回收余热新增机组发电量)本方案考虑在相同主蒸汽流量和电厂改造前后供热面积不变的情况下,通过回收余热,减少供暖抽汽量,从而增加机组的发电功率。
经分析,在保持原有供热面积9.2×106m2的条件下,原直接抽汽供热方式的抽汽量为745t/h,余热利用工程改造后抽汽量降为528t/h,由此可增加机组发电负荷33.4MW。
混合工质自复叠热泵回收电厂循环水余热的探讨分析
混合工质自复叠热泵回收电厂循环水余热的探讨分析周崇波;苗力;徐厚达;胡凤姣【摘要】电厂循环水温度适中、稳定且蕴含巨大热量,是可利用的环保低位热源,利用热泵技术可有效回收这部分余热,用于北方冬季供热.为寻求能提供80℃以上热水的供热方式,基于自复叠热泵系统,选择R600a/R123非共沸混合工质,通过Matlab 和KIST制冷剂物性数据库Refprop7.1混合编程,模拟了回收电厂循环水余热的实际过程.结果表明,采用混合工质自复叠高温热泵技术回收电厂循环水余热在理论上是可行的.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2011(032)001【总页数】4页(P78-81)【关键词】自复叠热泵;循环水余热;模拟计算;混合工质;热力性能【作者】周崇波;苗力;徐厚达;胡凤姣【作者单位】华电电力科学研究院,浙江,杭州,310030;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西,西安,710040;华电电力科学研究院,浙江,杭州,310030;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西,西安,710049【正文语种】中文【中图分类】TM621.70 引言热泵通过消耗小部分高位能,就可以从大气环境、地热及工业余热等中提取大量低位热源,并加以循环利用,这在当前国家号召节能减排的大环境中,越来越受到青睐。
众所周知,燃煤电厂中燃料总热量的60%以上是通过锅炉排烟以及凝汽器的循环水散失掉[1],所以在电厂供热不足又白白浪费循环水余热的现实情况下,研究并应用热泵技术回收循环水余热显得尤为重要。
一般地,电厂循环冷却水水质好,蕴藏能量大,其水温比大气环境高10℃左右,这个温度高于当地环境的大气温度和大地温度,且相对稳定,因此可以说电厂循环水是品质较高的低位热源,可以利用热泵技术回收利用这部分余热。
但目前主导市场的热泵只能提供55℃以下的热水,这与北方冬季的供热要求(80~100℃热水)尚有一定差距,因此如何将循环水加热到供热要求,已成为循环水余热利用的一个焦点。
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统 的各项设 计参数进 行确 定 。
表2 循 环 水原始设 计技术 参数
集 中供 热负 荷 的增长 始终 居 高不 下 ,与 1 3 俱 增 的供热 负 荷增 长需 求与 当前 电厂供 热能 力之 间 的矛 盾越来 越 突出 ,影 响了人 们 的正 常生 活秩
序 ,制 约 了城市 的经 济发 展 。为 了解决 这 一尖锐 的矛盾 问题 ,必 须寻 找一种 电厂 内部潜能 挖掘 的有效方 法 ,在 短期 内缓 解热 负荷增 长 问题 。 通 过对热 能 利用 原理分 析 可知 ,介质 温 度与 环境 温度 直 接影 响着热 能 的利用 率 ,介质 与环 境的 温差值 越 大 ,其热 能利 用率 越 高 。介 质温 度
摘 要 :文章 结合 某热电厂的工程项 目实例 ,对 回收热 电厂循 环水余 热的吸 收式热泵设计 方案进行 了具体 的探讨 与分析 ,主要从 蒸汽与疏水 、 热 网循环水、冷却循 环水 系统三个方面对吸收式热泵设计参数进行 了确定;确定 了热泵机组余热回收量 ; 从 热网水系统 、热源水 系统、蒸汽凝结水 系统
第二 类 吸收 式热 泵 为升 温 型热 泵 ,以大 量 的中 温热 源 为驱 动 力 , 利 用大量 中温 热源 与低 温热 源 的热 势差 ,制 取热 量较 小但 温度 较 高的 中温 热源 能热 量 ,能够 产生 少 量的 高温 有用 热能 ,提 高热 源 的利用 品 位 。通常 而 言 ,升温 型 热泵性 能 系数 在 O . 4 —0 . 5区间 内 ,性能 系数 小
三大 系统的角度确定了热泵机组 系统形式 ;在确定吸收式热泵机组之后 ,分析 了吸收式热泵机组的节能效益与环保效益。
关 键 词 :热 电厂 循环水 余热 吸 收 式热 泵
在很 多供 热 电厂 中 ,凝 汽器 的蒸汽 余热 普遍 需要 经 过冷 却塔 然后 排 入大 气 中 ,随 着城 市建 设进 程 的加快 与城 市 一 日千里 的发 展 ,城 市
具体 探讨 与论述 。
一
的动 力源 ,设 计参 数为 0 . 3 5 兆 帕 ,安 全可 靠性较 高 。由于热 泵通 常采 用饱 和蒸 汽 ,进 入热 泵前 需要 增 加减温 器 ,对蒸 汽进 行 降温 ,降 温标 准为 O . 3 5 兆帕饱 和状 态 的温度 ,之后 方可 进入热 泵 。热泵疏 水根 据原 设计 热 网加热器 进行 疏水 ,经 过疏 水 泵回 到除氧 器 。该项 目以不 改变
捌4 年 …
C h i n a C h e m i c a l T r a d e
中 国 化 工 贸 易
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浅 析 回收 热 电厂 循 环 水余 热 的 吸收 式 热泵 设计 方 案
张 建红
( 惠 生工程 ( 中国) 有 限公 司 ,上海 2 0 1 21 0 )
装置。
热 网循 环水 量 与温度 根据 实 际运行 参数 进行 选择 ,回水 平均 温度 为5 5 摄 氏 度 。如果 供 热量 增加 ,热 网循 环水 的水 量 则应 当 选择 l O . 5 万吨 / 小 时的设计 参数 ,以确保热 泵的效 果 。
2 . 3 冷却循 环水 系统 的设 计参数 冷却 循环 水系统 以 2 0 1 0 ~ 2 0 1 1 年 度 的供暖情 况统 计值 为标 准 ,凝 汽器 的 出水 平均 温 度为 2 4 . 3 5 摄 氏度 ,进 水温 度 为 1 O . 2 5 摄 氏度 ,循 环水 量为 l 2万吨 / 小 时 。吸收式热 泵 厂家 的资料 表明 ,热泵 的效 率值 几乎 决定 了冷却 循环 水的 水温 与蒸 汽压 力值 的高 低 。在 当前蒸 汽参 数 不变 的条件 下 ,在尽 可能 避免 对主 机 系统造 成影 响 的前提 下 ,凝 汽器 出水温 度与热 泵 效率 值成 正比 ,凝 汽器 的 出水水 温越 高 ,越 能 够达 到
循 环水泵设 计 擞 流量 Q / m Z / S 5 . 0 o  ̄
扬程H / M p a 0 . 2 4 2 扬程
实 际 运行参 数 Q / " 3 / s 3 . 3 3
H / M p a 0 . 1 9
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第一 类吸 收式 热泵 为增 热型 热泵 ,以少 量 的蒸汽 、高温热 水 以及
可燃 性气 体燃 烧热 等 高温热 源 为驱 动力 ,能 够将 低温 热 源的热 能提 高 到 中温 ,产 生大 量的 中温有 用热 能 ,极 大地 提高 了热 能 的利用 率 。通 常而 言 ,增 热性热 泵的性 能系数 在 1 . 5 —2 . 5区问 内 ,性能 系数大 于 1 。
1 6 O 0
6 0 O 0
2 . 1 蒸汽 与疏水 的设计参 数 蒸 汽在 不 改变原 系统 的前 提 下 ,以热 网加热 器 抽汽 为吸 收式 热泵
越 接近环 境温度 ,热 能利用难 度越 大 ,利 用价值也 越低 。在热 电厂 中 , 热 源 水的 温度 通常 在 2 5 ℃~ 3 5 ℃区 间 内,一年 四季 的温 度 都高 于 大气 环 境 温度 ,又 因其 流量 巨 大 ,蕴藏 其 中的 热 量更 是十 分 可观 和 庞大 , 在 节约 能耗 的 同时 ,也降 低 了一氧 化硫 、二 氧化 碳 、氧 化氮 、烟 尘等 污染 物 的排 放量 ,是一 种 利用价 值较 高 的低 位热 源 。要吸 收热 电厂循 环水 的余 热 量 ,必 须要 对吸 收式 热泵 进 行改 造设 计 。本 文 将对 此展 开
原 系统为原 则 ,疏水 仍然 回到 原 系统 ,设计 参数 与热 网加 热器 疏 水参 数一 致。 2 . 2 热 网循环水 的设计参 数
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吸 收 式 热 泵 技 术 简 述
热泵 是 一种 通 过 利用 热转 换 技术 来对 余 热进 行 回 收 的转 换 装置 。 以热泵 的驱 动力 为划 分依 据 ,可 以将工 程 中广为 应用 的 转换 装置 划分 为蒸 汽压 缩式 热泵 装置 与热 力驱 动 的吸 收式 热泵 装置 。其 中吸 收式 热 泵 吸装 置 又 可 以划 分 为 第 一 类 吸收 式 热 泵装 置 与 第 二 类吸 收 式 热 泵