【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)和安全第一的原則確定技術(shù)改造路線。 5）設(shè)備選型先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠，提高資源和能源利用效率。 第 2 章 熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖方案 按照電廠提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和熱網(wǎng)參數(shù)，設(shè)計兩種熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)供暖的實施技術(shù)方案。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 電廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表（四期 7 號 8 號機(jī)組） 采 暖抽汽壓力 熱泵設(shè)計抽汽壓力取值（抽汽口） MPaG 額定供熱工況下抽汽量 2*550 t/h 單臺機(jī)組最大抽汽工況排汽流量 100 t/h 循環(huán)冷卻水低速泵流量 10000 m3/h 循環(huán)冷卻水設(shè)計余熱量 MW 循環(huán)冷卻水技術(shù)溫差 ℃ 注：熱泵疏水排擠四段抽汽，使余熱增加，機(jī)組安裝 余熱設(shè)計，而計算收益時仍然按照原機(jī)組余熱 95MW 計算。 表 電廠集中供熱情況 一級熱網(wǎng)設(shè)計供回水溫度 110/50 ℃ 電廠四期一級熱網(wǎng)熱水流量 7500 t/h 采暖熱指標(biāo) 50 w/m2 技術(shù)方案一（并聯(lián)方案） 本方案林永 采暖抽汽作為驅(qū)動熱源，回收利用一臺汽輪機(jī)冷卻塔的全部循環(huán)水余熱，將熱網(wǎng)回水從 50℃加熱到 85℃，熱泵與原熱網(wǎng)加熱器并聯(lián)。將一臺汽輪機(jī)的全部循環(huán)水通過熱泵，通過循環(huán)水控制，使用循環(huán)水進(jìn)熱泵溫度達(dá)到 32℃，出口 ℃回凝汽器。利用電廠可提供的汽輪機(jī)五抽 采暖抽汽，考慮到管道及閥門阻力損失，進(jìn)入熱泵蒸汽壓力按 設(shè)計，根據(jù)廠方要求，蒸汽疏 水直接回除氧器，凝水溫度按 142℃設(shè)計。吸收式熱泵將熱網(wǎng)回水從 50℃加熱到 85℃，深冷期通過與其他高溫水混水，或者通過調(diào)峰加熱器加熱使熱水溫度進(jìn)一步提高。 吸收式熱泵供熱方案工藝流程如下圖所示： 吸收式熱泵主要工藝技術(shù)參數(shù) 本方案采用 7*33MW 的吸收式熱泵設(shè)備，熱泵主要技術(shù)參數(shù)如下： 表 熱泵設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表 熱泵總供熱能力 231MW 熱水進(jìn)出水溫度 50℃/85℃ 一次網(wǎng)熱水流量 5610m3/h 蒸汽壓力 (進(jìn)熱泵壓力 ) 抽 汽蒸汽溫度 256℃ 額定耗用蒸汽量 192t/h 蒸汽凝水溫度 142℃ 循環(huán)水進(jìn)出口溫度 32℃/℃ 循環(huán)水流量 10000m3/h 從循環(huán)水提取的冷凝熱量 熱泵總用電量 180KW 單套熱泵尺寸 9700*8000*5400 技術(shù)方案二（串聯(lián)方案） 本方案采用吸收式熱泵與原系統(tǒng)熱網(wǎng)加熱器串聯(lián)，全部熱網(wǎng)水通過吸收式熱泵進(jìn)行第一級加熱。 將一臺汽輪機(jī)的全部循環(huán)水通過熱泵，通過循環(huán)水控制，使用循環(huán)水進(jìn)熱泵溫度達(dá)到 28℃，出口 ℃回凝汽器。利用電廠可提供的汽輪機(jī)五抽 采暖抽汽，考慮到管道及閥門阻力損失，進(jìn)入熱泵蒸汽壓力按 設(shè)計，根據(jù)廠方要求，蒸汽疏水直接回除氧器，凝水溫度按 142℃設(shè)計。吸收式熱泵將熱網(wǎng)回水從 50℃加熱到 ℃，再通過調(diào)峰加熱器加熱使熱水溫度進(jìn)一步提高，當(dāng)本機(jī)組抽汽全部用盡時，熱網(wǎng)出水口溫度可達(dá)到 ℃ . 吸收式熱泵主要工藝技術(shù)參數(shù)本方案采用 7*33MW 的吸收式熱泵設(shè)備，熱泵主要技術(shù)參數(shù)如下： 表 熱泵設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表 熱泵總供熱能力 231MW 熱水進(jìn)出水溫度 50℃/ ℃ 一次網(wǎng)熱 水流量 7500m3/h 蒸汽壓力 (進(jìn)熱泵壓力 ) 抽汽蒸汽溫度 256℃ 額定耗用蒸汽量 192t/h 蒸汽凝水溫度 142℃ 循環(huán)水進(jìn)出口溫度 28℃/ ℃ 循環(huán)水流量 10000m3/h 從循環(huán)水提取的冷凝熱量 熱泵總用電量 180KW 單套熱泵尺寸 9700*8000*5400 供熱系統(tǒng)熱平衡分析 熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖熱平衡，凝汽器端差取 ℃，機(jī)械效率和發(fā)電機(jī)效率合取 ，則串聯(lián)方案的額定抽汽量熱平衡圖計算如下 。 根據(jù) 以上熱平衡圖，可得如下表所示的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)： 表 串聯(lián)熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 熱泵抽汽放熱量 126875KW 循環(huán)水余熱量 101500KW 熱泵對外供熱量 228375KW 聯(lián)產(chǎn)抽汽對外供熱量 252517KW 總對外供熱量 480892KW 機(jī)組發(fā)電量 220307KW 熱量利用率 % 能量利用率 % 能源利用率 由以上數(shù)據(jù)和圖可以看出，鍋爐加熱到主蒸汽和再熱蒸汽的熱量除發(fā)電外，其余全部被利用?？紤]鍋爐效率和管道效率后， 能源利用率仍 然 能達(dá) 到 %. 采用 熱 量法 進(jìn) 行計 算 發(fā) 電熱 耗 僅為。 并聯(lián)方案的能源利用率仍然可以達(dá)到 %，由于并聯(lián)方案在熱泵內(nèi)熱網(wǎng)水提升溫度達(dá)到 35℃，需要提高背壓運行，對機(jī)組發(fā)電量有所影響，使得發(fā)電比例略有損失。 原有設(shè)備利用 原系統(tǒng)熱網(wǎng)加熱器繼續(xù)利用 需要利用原系統(tǒng)熱網(wǎng)加熱器將 7500t/h 熱水從 ℃加熱到℃，需要消耗 過熱蒸汽 358t/h。若必須將出水溫度提高到 110℃，則需要補(bǔ)充額外蒸汽。 循環(huán)水泵 由于進(jìn)入吸收式熱泵的循環(huán)水流量沒有變化，目前循環(huán)水泵的揚程是按客服冷卻塔的高差進(jìn)行設(shè)計的，采用吸收式熱泵后，冷卻水不上塔或者部分上塔，循環(huán)水泵只需要克服熱泵內(nèi)部阻力和管道延程阻力損失，由于熱泵內(nèi)阻力和管道延程阻力損失不超過冷卻塔高差（ 10 米），因此原系統(tǒng)循環(huán)水泵完全可以滿足熱泵循環(huán)水使用，因此不需要新增循環(huán)水泵。 熱網(wǎng)循環(huán)泵 由于原系統(tǒng)供熱循環(huán)泵輸送的采暖水流量沒有變化，吸收式熱泵內(nèi)部熱水阻力很小，因此完全可以利用原系統(tǒng)熱網(wǎng)循環(huán)泵提供原系統(tǒng)的供熱，因此不需要新增熱網(wǎng)循環(huán)泵。 熱網(wǎng)補(bǔ)水系統(tǒng) 熱泵系統(tǒng)僅僅為現(xiàn)有熱網(wǎng)提供熱量，熱泵系統(tǒng)本身不存在補(bǔ)水問題，因而僅需要原熱網(wǎng)補(bǔ)水即可，無需新增。 新增供熱系統(tǒng)設(shè)備 蒸汽疏水泵 吸收式熱泵利用蒸汽放熱，蒸汽變成 142℃疏水，通過疏水泵將蒸汽凝水送至除氧器。凝水泵流量 192t/h，水泵揚程 53 米，電機(jī)功率 75KW。 熱泵疏水箱 由于熱泵機(jī)組較多，單臺汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組增設(shè) 7 臺熱泵機(jī)組，疏水需要先在疏水箱中暫存，再輸送至除氧器。 考慮 8號機(jī)組總疏水流量為 192t/h，可增 設(shè) 20t容量疏水箱一個。 表 新增主要設(shè)備一覽表 序號 設(shè)備名稱 設(shè)備描述 單位 數(shù)量 備注 1 蒸汽疏水泵 流量： 141m3/h 揚程： 53米 臺 2 2 蒸汽疏水箱 20t 臺 1 施工方案 循環(huán)水熱泵站地址的選擇要便于取水、回水，便于供熱，便于和原熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)首站連接。由于華能楊柳青熱電有限公司的施工是在現(xiàn)有 300MW 機(jī)組廠房及場地的基礎(chǔ)上開展的，因此除了空間位置距離遠(yuǎn)近的因素外，還需要考慮和原來的各種管線、結(jié)構(gòu)是否沖突。 根據(jù)前面的系統(tǒng)設(shè)計，本研究針對華能天津楊柳 青熱電有限公司的實際情況給出相應(yīng)的施工方案。通過前期與廠領(lǐng)導(dǎo)及工程技術(shù)人員的討論及調(diào)研，熱泵機(jī)組設(shè)置安裝在廠區(qū)汽機(jī)房 8 號機(jī)組西墻與涼水塔之間的空地，這里可提供 1000 多平米的占地面積，能夠滿足熱泵用地要求。熱泵布置上除要求留有抽管及熱網(wǎng)首站距離較近，并且緊靠涼水塔，取回水方便，和熱網(wǎng)首站連接便利。建筑方面，熱泵廠房輕結(jié)構(gòu)簡易廠房，并采用半地下布置，以利于涼水塔通風(fēng)。 施工方案中從冷卻塔附近或汽輪機(jī)凝汽器至冷卻塔管道中間取其循環(huán)水，去稅后通過淺埋管引導(dǎo)熱泵站，在熱泵系統(tǒng)中釋放出熱量后，回水沿直接通過管道排往水 塔池。 在熱泵站中加熱前后的熱網(wǎng)水從熱泵站出來后沿原來熱網(wǎng)首站的管道架空支架布置，在原廠區(qū)熱網(wǎng)水供回水口處與原廠熱網(wǎng)連接。 加熱熱泵發(fā)生器的蒸汽也從汽輪機(jī)的抽汽管道抽汽，管道架空，凝結(jié)后的疏水也通過架空管道送回機(jī)組除氧器。 熱泵廠房布置在如圖 5 位置，在四期冷卻水塔旁邊，方便熱泵循環(huán)水的供回水，同事距離供熱管道較近?？紤]今后要在冬天停兩臺水塔，熱泵圖圖 6 布置所示，實線所示熱泵為本次施工熱泵，虛線所示為今后停掉另外一臺冷卻水塔的熱泵布置。由于吸收式熱泵是靜態(tài)設(shè)備，同時為了加強(qiáng)冷卻水夏季的通風(fēng)，因此熱泵廠房設(shè)計為 半地下結(jié)構(gòu)，上面為頂棚。 圖 熱泵站位置示意圖 運行方案 熱負(fù)荷較低時的運行 熱負(fù)荷較低時，抽汽尚有富裕，此時，由于汽輪機(jī)排汽量大，采用熱泵方式運行不能把循環(huán)水余熱全部提取，因此必然有冷源損失，此時若采用熱泵方式運行，則由于在額定背壓下運行，額定熱量下對機(jī)組出力有負(fù)面影響，影響程度視負(fù)荷情況和背壓情況而定。 表 是抽汽量 200t/h 典型工況的低壓抽汽等效熱降計算結(jié)果。 抽汽焓 疏水 焓 給水焓 抽汽放熱 疏水放 熱