电厂冷凝水余热回收系统设计与应用

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温度 , 即通 常所 说 的汽 轮机 组 低 真 空 运 行 ; 是 以 二 电厂 循环水 为 低位 热源 , 采用 热泵 技术 吸取 其 中余
热 实 现供 热 。
以溴化锂 一 水为工质第一类吸收式热泵 , 工作
原 理如 图 1所示 J 。在 吸 收器 中 , 化 锂浓 溶 液 溴 吸收来 自蒸 发 器 的冷 剂 蒸 汽 , 稀 释 成 为 稀 溶液 , 被

蒸 发器 中蒸发 温 度 , ℃。
吸收器面积 : 、 流体交叉流动的无相变传 冷 热
热, 其传热面积 A 为 :
, )
() 6
式 中 : 吸收 器热 负荷 ,W ; Q一 k

溴化锂吸 收式 第一类 热 泵循 环 的热 力 系数
C OP耶可表示 为 :
C Ap OP n :
关键词 : 第一类吸收 式热泵 系统 ; 余热 回收 ; 循环冷却水 ; 经济性 评价 中图分类号 :K1 5 文献标识码 : 文章 编号 :04— 9 8 2 1 )3—0 3 0 T 1 B 10 74 (0 3 0 0 8— 4
d i13 6  ̄.sn 10 — 9 8 2 1 .3 0 0 o :0 99 i .0 s 4 7 4 .0 3 0 . 1
3应用 实例
态 变为 该压 力 下 的饱 和 水状 态 。06 .MP下 的饱 和 蒸 汽 焓 值 ” 2 5.3 84 Jk , 和 水 焓 值 h 为 7 6 18 9k/ g 饱 为 60 5 11 Jk , 提 供 的热 量 a 7 .02 5k/ g 所 =m( ” h一
h ) = 14 2 × ( 7 6 1 8 9 —6 0 5 1 1 .8 2 5.3 84 7 . 0 2 5) =
39 W 。 0 0k
对 国 内某 30 0MW 机 组 循 环 水 用 于 集 中供 热
进行 了设计计算 , 其各部分参数如表 1 表 2 、 所示。
表 1 溴化锂 第一类吸收式热泵的外部参数表
项目 蒸发器进 口余热水温度/ ℃ 蒸发器出 口余热水温度/ ℃ 余热水质量 流量/ g s k ・ 吸收器进 口循环热水 温度/ ℃ 吸收器 出口循环热水温度/ ℃ 冷凝器进 口循环热水温度/ ℃ 冷凝器 出口循环热水温度/ 3 1
( ) 7一l . 3 : 2
参 考文献
[] t 唐兆芳 , 刘俊 忠 , 李新明 , 锅 炉暖风 器系统 与热风再 等. 循环系统 对 比分 析 [ ] 发 电设 备 ,04 ( ) 10— J. 20 , 3 :3
1 3 3.
[] 2 林万超. 电厂 热系统 节能 理论 [ . 火 M] 西安 : 安交通 西
器热 负荷 Q 。 理想情 况 下 , 略热 损 失 和 泵 功 率 , 化 锂 吸 忽 溴 收式 第一类 热 泵机组 的热平衡 关 系式 为 :
Q +Q =Q +Qk 。 () 1
A a
t t一分别 为冷媒水 ( o 2 或余热水 ) 的进 、 出 口温度 , ; ℃
放 出吸收 热 ; 液泵 将稀 溶液 从 吸收器 提 升到 发生 溶
器 中, 溶液 的压 力从 蒸发 压力 相应 地提 高 到冷凝 压
位和低 位发热量计算结果之 间的关 系分析 [ ] 东北 电 J. 力大学学报 ,0 2 3 ( ) 5 6 . 2 1 ,2 2 : 8— 3
文 中计 算式 使 标准 的表 达更 为清 晰 。
引 言
本文从提高系统热力学完善性的角度 出发 , 对 利用低品位余热的热 电联产供热模 式进行 了理论
分 析 和实 例应 用 。
1吸收式 热 泵原 理
低品位 余热 利用是 节 能减排 的重要 组 成部 分¨ 。电厂循环冷凝水余 热利用问题是实施 “ 循
环 型社会 ” 战略 目标 中的一 个 层 面 , 关 系 到节 它
5 . 9×( 8— 8 2 3 k 。 80 3 2 ): 4 2 W
∞ D
o 7 =
4 吸 收 器 的 热 负荷 为 : :c t 4 16 ) a mA = .8 8×
1 × 7 5 0 8 . 8×( 7 9— 0 2 9 k 。 6 . 6 )= 8 7 W
¨ 抛
的进 、 口温度 , ; 出 ℃


冷 凝器 中冷 凝温 度 , 。 ℃
蒸发 器 面积 : 剂水 在蒸 发 温 度 下 吸 热蒸 发 , 冷
变为冷剂蒸汽 , 有相变的传热过程 。蒸发器的传热
面积 A。 用式 ( ) 算 。 可 5计
A= 。可
图 1 吸收式一类热泵循环工作原理图


() 5
式 中: 。 Q 一蒸发器的热负荷 , ; l ( w
蒸 发器 的传 热 系数 , ( ・ ; w/ m2K)
在循环中, 工质在发生器 中从高温热源获得热 量, 即发生器热负荷 Q ; 在蒸发器中从余热水获得 热量 , 即蒸 发器 热负 荷 Q。在 吸收 器和 冷 凝器 中 向 ; 外界环境放 出热量 , 分别是吸收器热负荷 Q 、 。冷凝

类 吸 收 式 热 泵 机 组 进 行 电厂 余 热 回收 时综 合 性 能 系数 可 以达 到 17 , .8 可供 给 5 5万 m 采 暖 面 积 ,
与 原 热 电联 供 系统 相 比 , 年 可 节 约 蒸 汽 16 9 7, 济 效 益 迭 180 8元 。 每 5 6. t经 398
大 学 出版 社 ,9 4 19 .
作者简介 : 王金 旺( 94一) 男 , 17 , 福建永 定人 , 硕士 , 理工 助 程师 , 从事发 电厂的环保节能工作 。
收 稿 日期 :0 3— 3— 21 0 0 4
[] 3 栾忠兴 , 王艳 红. S C A ME 4—19 9 8标 准基 于燃 料 高

K一溶液换热器的传热系数 , ( K ; w/ m ・ )
、 一
分 别 为溶 液 换 热 器 中稀 溶 液 进 、 口 出 溶 液 换 热 器 中 浓 溶 液 进 、出 口 温
发生器的传热系数 , ( k ; w/ m ・)
加热蒸汽相应压力下的饱和温度 , o C; 进发生器稀溶液的饱和温度 , ℃;
21 0 3年 第 3期


( 总第 36期 ) 6
EN ERGY CONS ERVAT1 0N
力; 在发生器 中, 稀溶液被加热浓缩成为浓溶液 , 释
放 出来 的冷 剂蒸 汽进 入冷凝 器 , 而浓 溶液 则 流 回吸 收器 ; 自发 生 器 的冷 剂蒸 汽在 冷凝 器 中放 出凝结 来 热, 冷凝 成冷 剂水 ; 剂水 经过 节流 阀降 压后 , 冷 进入 蒸 发器 蒸发 , 生冷剂 蒸 汽 ; 剂蒸 汽进 入 吸收器 , 产 冷 再 被浓 溶液 吸 收 ; 而完成 吸 收式热 泵循 环 。 从
冷凝 器 面积 : 剂 蒸 汽 在 管外 凝 结 换 热 , 有 冷 是
相变 的传热过程 , 可按式( ) 4 计算其传热面积 A 。

A来自百度文库
() 4
式中: Q 一冷 凝器 热负 荷 ,W ; k

冷凝器的传热系数 , ( K ; w/ m ・ )
t t 一分别为冷凝器 中冷却水( 、 吡 或供热水 )
摘要 : 了利用 电厂 中产 生的 大量 温度 高于环境 温度 1 ℃左右 的低 温循环 冷却 水, 为 0 从提 高 系统 热力 学完善性 出发 , 用第一类吸收 式热泵 系统 , 电厂余热加 以利 用。详 细分析 了吸收式机组的循环过 选 对
程, 在此基础上 以 30 0 MW 机组为例 , 进行 了热力计算 , 并对机 组的经济性进 行 了评价 。结果表 明 : 第
能、 资源 综合 利用 以及 生态 保护 等 问题 。循环 冷凝 水 所含 热 量 在 电 厂 燃 煤 产 生 的热 量 中 占很 大 比
吸 收式 热 泵 可 以分 为输 出热 的温 度 低 于 驱 动 热 源 的第 一类 吸 收式 热泵 ( 热 型 ) 增 和输 出热 的 温 度 高于驱 动 热 源 的第 二 类 吸 收式 热泵 ( 温 型 ) 升 。
5 对溶液热交换器 , ) 浓度为 5 . %溴化锂溶 26 液在 进 出 口温 度下 的焓 值 分 别 为 8 .ka k 、 09 cl g / 132 c / g浓度为 5 .%的溴化锂溶液在进出 0 .ka k , l 91 口温度下的焓值分别为 1 .ka k 、 .ka k , 0 1c /g8 9cl g则 6 l 1 /
例 , 回收这部分热能对 节约能源 和煤 炭资源 的
有 效利 用意 义重 大 。电厂 循环 水 出 口温 度 比较低 ,

在热电厂冷凝水余热利用时 , 适合采用第一类吸收
式 热泵 。
般是 2 3 ℃ , 于低 品位 热源 , 0~ 5 属 达不 到 直 接 供
热 的要求 , 不能直接利用 。需设法提高温度 , 可采 用 的方法有两个 : 一是 降低排汽缸真空 , 提高乏汽
出发 生器 浓 溶液 的饱 和温度 , ℃。
温度 , o C;




度, 。 ℃

以上结论 可以作为吸收式机组热力计算和传

--— —

21 0 3年 第 3期
4 - 0 - — —
E] RGY 厄 C0NS ERVATI ON
( 第 36期 ) 总 6
热计 算 的依据 。
3 高低位 热值计算结果之 间存 在偏差 , ) 偏差
集中体现在与汽化潜热相关的 q M q H 项 。 2及 2 .

[] 4 沈芳平 , 克毅 , 周 胥建群 , 锅炉效率计 算模 型 的分 析 等. 与 比较 []锅炉技术 , 0 , ( ) 4 — 2 J. 2 43 1 : 8 5 . 0 5 [] 5 樊泉桂. 炉原 理[ . 锅 M]北京 : 中国电力 出版社 , 0 . 2 8 0 [] 6 徐雪 源 . 炉 排 烟 温 度分 析 [ ]锅 炉技 术 ,99 3 锅 J. 19 ,0
循 环 热水 质 量 流 量 / g S k ・ 驱 动 蒸 汽 压 力/ a MP
2 冷 凝器 热负 荷 : =c ) a。 mAt 4 16 = .88×1 × 0
8 . 8×( 5— 7 9 2 0 k 。 75 7 6 . )= 6 3 W
参数
3 蒸 发器 的热 负荷 : 。 c t 4 16 1 × ) a = mA = .88× 0


ENE RGY CONS ERVATI ON
2 1 第 3期 0 3年 ( 第 36期 ) 总 6
电厂冷凝水余热 回收 系统设 计与应用
张理 论 赵 金辉 张 力隽 , ,
(.河 南省 城 市规 划设计研 究总 院有 限公 司, 南 郑 州 4 00 ; 1 河 50 1 2 .郑 州大学4 . 与能 源 学院 ,  ̄z - 河南 郑 州 4 00 ) 5 0 1

相变的传热过程 , 可用式( ) 3 计算其传热面积 A 。
d 一 — ——————————

A t

() 7
至———一 旦———
Q~溶 k ,、 式 中 : 液换 热器 热负 荷 ,W ;
^ [ t一 5 一 .5 f一 ] ( t 06 ( ) ^ ) 4 式 中: Q 一发生器热负荷 ,w; k

吸收器的传热系数 , ( K) W/ m ・ ;
t、 l 分别 为 吸 收器 中冷 却 水 ( 供 热 水 ) wt 一 w 或 的进 、 口温度 , 出 o C;
l () 2

出吸收 器稀 溶液 温度 , ; ℃ 喷 淋溶 液 的温度 , 。 ℃
可见 , 第一类 吸 收式 热泵 装置 的性 能 系数恒 大

于 1 即热效率大于 10 。 ( 0 %)
2第 一类 吸收 式热 泵 的设 计 计算 发 生器 面积 : 热 蒸 汽 在 管 内凝 结放 热 , 有 加 具
溶 液换 热器 面 积 : 种 溶 液作 逆 向流 动 , 经 两 或
过折流板多次折流作横 向流动。其传热面积可按
式( ) 算 : 7计
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