利用吸收式热泵回收余热技术介绍..

或者，高低压缸之间加装SSS离合器，发电机前置。
★ 传统 300MW 抽汽机组：在最大抽汽时，低压缸需要“陪转”，需 要提供冷却流量（～150t/h），
本机组可以在冬季最大采暖抽汽时，将低压缸停下来，高中压部分 做背压机用。
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（四）集中设置吸收式热泵供热
实现方法：
在电厂利用吸收式热泵将热网水一次加热至90℃ ，抽汽二次加热至
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（四）火电厂节能潜力
★ 目前大型抽凝式供热机组大量的凝汽器余热被循环冷却水带走， 这部分能量约占总能量30%以上，并且通过冷却塔排放掉使能量 浪费很大； ★ 汽轮机抽汽在加热一次网回水过程中存在很大的传热温差，大 的传热温差造成了巨大的不可逆损失； ★ 城市热网的供回水温差小，使热网输送能力受限，一次网与二 次网的传热过程存在较为严重的不可逆损失； ★ 利用传热温差作为驱动力，采用热泵技术回收低温循环水的余
三、热泵回收余热技术原理
热泵技术即一种利用高品位能量（电能、功）驱动， 实现将热量从低温热源向高温热源转移的技术。 按工作原理分类：

按热源分类： • 空气源热泵 • 地源热泵 • 水源热泵（地下水、地表水等）
压缩式热泵 吸收式热泵（溴化锂）
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热泵技术发展
国外：
20世纪40年~50年代，主要发源于欧洲及美国。
20 世纪 70 年代初期开始，进一步发展。
国内：
始于80年代初 全国已经有400多家企业研发和生产热泵热水器。
排汽 汽水 换热器 二次网供水 一次网供水 采暖用户 凝水 抽汽
凝水回锅炉
循环水
余热 回收
二次网回水
一次网回水
水水换热器
循环水
吸收式热泵
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压缩式热泵工作原理
◆工质在不同压力下沸点不同的特性； ◆ 凝结放热、蒸发吸热的原理。
输入 1kW 的电能，从 30℃～ 40℃余热中 可制取 3.5kW 的 80℃左右的高品位热能。
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空调技术原理图 热泵技术原理图
能
高
驱动力
量
品 位
中
空调 热泵
低温
中温热源
低
用户
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理论基础：“温度对口
电
梯级利用”
正逆耦 合循环
热
能 品 位
高
汽机输 入热量
中
抽汽
驱动力
温差
T
低
供热 T
热用户
S
正卡诺循 环
排汽
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逆卡诺循 环
S
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提高冷凝式汽轮机背压；凝汽器变为热网加热器；采用抽汽尖峰加热
优点:
系统简单；降低冷源损失
不足:
以热定电； 高背压影响机组发电效率； 排汽工况变化可能会影响机组安全性；维护量大，寿命短。
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吸收式热泵回收余热原理及流程
传统系统供热工艺流程图
汽轮机 电站锅炉
排汽 汽水 换热器 二次网供水 一次网供水 采暖用户 循环水 凝水 抽汽
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（二）供热现状
★ 我国城市供热当前仍以煤为主要燃料，全国采暖能耗达1.8亿 吨标煤/年，占全国城市建筑能耗的40%；
国内余热利用工程实例
集团内新上项目（案例）简要分析 专题研究及项目对集团公司意义
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一、技术背景及供热现状
（一）技术背景
能源是推动人类社会从一个文明迈向另一个更高文明的物质基 础。能源的开发、利用极大地促进了人类社会和世界经济的繁荣发 展。
★ 世界性的能源问题越来越严重（涉及到战争、工业、交通、 日常的生产生活等领域）；
★ 我国政府制定的“坚持节约资源和保护环境”的基本国策以 及“节能减排”战略的宏伟规划； ★ 热泵技术具有高效、无污染、低成本以及技术本身的快速发 展和成熟应用等优点； ★ 电厂凝汽器的低温循环水，总能量多、品位低并且集中，适 合运用热泵技术高效的回收利用特点。
直接 排放
二次网回水
一次网回水
水水换热器
循环水
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吸收式热泵系统供热工艺流程图
抽汽参数保持 不变
汽轮机 电站锅炉
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（三）压缩式热泵回收余热技术
实现方法：
以电或功作为驱动力， 在电厂侧或用户侧，吸收循环水余热进行供热
优点:
达到一定的节能效果
不足:
耗电量大；
管道投资巨大，输送泵能耗高；
供热半径小（3-5km）。
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吸收式热泵工作原理
◆热力循环与溶液循环； ◆溴化锂极好的吸水性；
◆浓溶液稀释放热特性；
◆水在低压力“闪蒸”
吸热特性。
输入1kW的266℃ 0.5MPa 蒸汽，可制取 1.7kW的 80 ℃左右的中低温热能 （热网循环水）。 18 China HuaDian Electric Power Research Institute
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（二）“NCB”新型供热机组
实现方法：
采用新型供热机组；
低压缸可根据需要切除； 机组在抽凝与背压间转换
优点:
机组在供热期和非供热期都有较高效率
不足:
改造投资大，难度大；技术新，风险大； 背压时以热定电，热负荷变化时影响机组发电量。
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溴化锂吸收式机组的特征
◆可以利用各种热能，如以蒸汽、热水和燃料燃烧产生的
烟气为驱动热源；
◆以各种低品位热源，如余热、排热、太阳能、地下热能、 大气和江河湖水等为低温热源。 ◆经济性好、能源利用率高，用于采暖供热与传统使用的 锅炉相比，显然有热效率高、节能效果好等优点。
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NCB机组总体设计思想：
★ 将原300MW汽轮机高中压和低压部分断开，各自带发电机；
高、中压汽轮机+220MW电Baidu Nhomakorabea组成高中压机组； 低压汽轮机模块+100MW电机组成低压机组；
与相关部门的协调难度大（4）技术新、存在的风险也较 大等。
因此，综合分析得出，根据电厂实际 需要采用吸收式热泵或者低真空（高背压） 供热技术是当下最适宜采用的技术。
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供热机组回收循环水（排汽）余热供
热技术介绍
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技术背景及供热现状分析 余热利用技术路线比较 热泵回收余热技术原理
★ 不少地区仍采用锅炉房或者汽轮机直接抽汽供热的方式供热， 不仅热效率低而且对环境的友好性也未改善，同时还存在供热不 足的情况； ★“十二五”时期，新开工建设火电规模将达2.6亿至2.7亿千瓦。 2011年拟新开工火电8000万千瓦，火电还将继续扮演主力电源以 及供电又供热的角色。
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（五）基于Co-ah循环的热电联产集中供热方法
实现方法：
利用吸收式热泵换热机组，通过对一、二次网进行换热，大幅实现降
低热网回水温度。 优点:
大幅提高热网的供热
能力，降低管网投资， 提高电厂热效率。 不足: 需要与城市热网相关部门协调，难度较大。
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（三）电厂（300MW机组）节能潜力分析
300MW 亚临界机组抽汽供热机组能流图 300MW 亚临界纯凝机组能流图
电力输出 电力输出 供热输出 30% 30% 28% 电力输出38%
能量利用率 38% 80% 能量利用率 能量利用率60%
120 ℃ ；0.5MPa饱和蒸汽驱动热泵 优点: 利用吸收式热泵回收 余热，耗电低
不足:
热泵容量大，占地多； 抽汽量大，对发电有影响
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热泵回收余热的抽汽供热机组能流图
新增供热 排汽冷凝废热 排汽冷凝废热 22% 45% 20%
其他损失20%（由于供热新增3%） 其他损失 其他损失20%( 17% 由于供热新增3%)
燃料总热量100%
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热，提高城市热网供回水的温差，可大幅提高能源利用效率实现
大规模节能。
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二、余热利用的主要技术路线比较
（一）汽轮机低真空（高背压）供热 实现方法：
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几种技术路线的综合评价
以上五种技术路线各有优缺点：
优点有：（1）系统结构简单（2）投资省（3）技术易掌
握（4）大幅度节能（5）降低管网投资等；
缺点有：（1）改造难度大（2）对厂房的占地要求大（3）