【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 28 16:00 8285 2818643 29 20:00 8190 2827355 30 24:00 8209 2836490 31 8:00 7433 3156579 32 12:00 7494 3165071 33 16:00 98 7615 3173032 34 20:00 7522 3181180 35 24:00 7590 3188960 36 8:00 6692 3662981 37 12:00 6518 3669144 38 16:00 6461 3675017 建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 9 39 20:00 6539 3678450 40 24:00 6548 3682650 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 根據(jù)河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 2021 年 12 月 《 邢臺(tái)市城市熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃 (待審版 )》調(diào)查數(shù)據(jù)， 邢臺(tái)市 供熱面積年增長(zhǎng)率 為 %， 面臨城市快速發(fā)展， 供熱需求也越來(lái)越大 。 根據(jù)供熱現(xiàn)狀的分析， 2021 年國(guó)泰公司供熱抽汽已接近額定抽汽量。因此，對(duì)原供熱系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，充分利用電廠凝結(jié)水余熱對(duì)外供熱已成當(dāng)務(wù)之急。 建設(shè)規(guī)模 邢臺(tái)國(guó)泰熱電廠設(shè)計(jì)熱網(wǎng)額定供水量為 11000 t/h，設(shè)計(jì)供水溫度 130℃，設(shè)計(jì)回水溫度 70℃。 由《 2021 年 國(guó)泰熱電供熱首站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 》可知，其實(shí)際回水溫度一般為 56～ 63℃ ，回水溫度取 55℃ 與實(shí)際運(yùn)行工況較為接近，又根據(jù)吸收式熱泵工作原理可知，將回水水溫升高至 75℃ 時(shí)，熱泵效率較高，超過(guò)75℃ 時(shí)， COP 開(kāi)始下降，因此，設(shè)定熱泵熱水進(jìn)出口溫度區(qū)間為 55~75℃ 較為適宜，則根據(jù)額定流量 11000t/h，可得到熱泵 最大供熱量為 255MW。 根據(jù) 《 2021 年 國(guó)泰熱電供熱首站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 》 ，可得 2021 年供熱量柱狀圖如下： 圖 31 2021 年供熱量柱狀圖 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40供熱量(MW) 由于 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 存在較長(zhǎng)時(shí)間的間隔，部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)較大跳躍，但從統(tǒng)建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 10 計(jì)表 40 個(gè)時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)看，基本能夠反映全年熱 負(fù)荷變化規(guī)律。從柱狀圖可以看出，供暖期開(kāi)始至 2021 年 12 月 10 日， 2021 年 3 月 10 日至供暖期結(jié)束，供熱負(fù)荷在 200 至 300MW 之間，其他時(shí)段均超過(guò) 300MW。 因此，將熱泵的 最大供熱量 定為 255MW 即符合熱網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行，又能在大部分時(shí)間處于滿負(fù)荷 狀態(tài) 。 4 熱泵循環(huán)技術(shù)的利用 隨著環(huán)境、氣候的逐漸惡化，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展成為人類社會(huì)未來(lái)發(fā)展的必然選擇。我國(guó)已成為世界上最大的溫室氣體排放國(guó)之一， “ 節(jié)能減排降耗 ” 是 “ 十二五 ” 期間我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要核心。 2021 年 9 月聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)和 12 月的哥本哈根氣候變化談判會(huì)議上，我國(guó)政府明確量化碳減排目標(biāo) (到 2020 年，單位 GDP 二氧化碳排放比 2021 年下降 40%至 45%)，展示了中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化、履行大國(guó)責(zé)任方面的積極態(tài)度。這充分表明我國(guó)不再單純追求經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)速度，而是更加強(qiáng)資源的有效利用，關(guān)注可持續(xù)增長(zhǎng)。 “ 節(jié)能減排降耗”已被擺在前所未有的戰(zhàn)略高度。而提高能源利用率、加強(qiáng)余熱回收利用是節(jié)約能源、降低碳排放、保護(hù)環(huán)境的根本措施。 在電力、冶金、化工、紡織、采油、制藥等行業(yè)的工藝生產(chǎn)過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量的廢熱（廢蒸汽、廢熱水等），若不加以利用，不僅 造成能源浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。在眾多的節(jié)能技術(shù)中，吸收式熱泵余熱回收技術(shù)以其高效節(jié)能和具有顯著經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn)，尤為引人注目。吸收式熱泵以蒸汽或溴化鋰溶液作為工質(zhì)，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，不破壞大氣臭氧層，而且具有高效節(jié)能的特點(diǎn)?？梢耘鋫湔羝蜾寤囄帐綗岜茫厥绽霉に嚠a(chǎn)生的廢熱，達(dá)到節(jié)能、減排、降耗的目的。此外，吸收式熱泵還可以吸收利用地下水、地表水、城市生活污水等低品位熱源的熱量，同樣可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)，對(duì)于作為集中供熱主熱源的熱電廠而言，存在兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題有待解決。一是汽輪機(jī)抽汽在加熱一次網(wǎng)回水的過(guò)程 中存在很大的傳熱溫差，造成巨大的傳熱不可逆損失。二是目前大型抽凝式供熱機(jī)組存在著大量的汽輪機(jī)凝汽器余熱通過(guò)冷卻塔排放掉，白白浪費(fèi)。額定抽汽量為 400t/h 的 300MW 供熱機(jī)組該部分熱量約占燃料燃燒總發(fā)熱量的 20%，相當(dāng)于供熱量的 50%左右。為保證汽輪機(jī)末端的正常工作，將這部分熱量用于供熱，相當(dāng)于在不增加電廠容量，不增加當(dāng)?shù)匚廴疚锱欧?，耗煤量和發(fā)電量都不變建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 11 的情況下，擴(kuò)大了熱源的供熱能力，為集中供熱系統(tǒng)提供的熱量可增加 50%，提高了電廠的綜合能源利用效率，同時(shí)可以減少電廠循環(huán)冷卻水蒸發(fā)量，節(jié)約水資源，并減少向環(huán) 境排放的熱量，具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益。 本項(xiàng)改造工程 基于 吸收式熱泵 技術(shù)，具有如下特點(diǎn)： 1) 電廠的循環(huán)水不再全部依靠冷卻塔降溫，而是部分作為各級(jí)熱泵的低溫?zé)嵩矗景装着欧诺舻难h(huán)水余熱資源可以回收并加入到一次網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外供熱， 約 提高熱電廠額定供熱能力的 %，提高全廠綜合能源利用效率 約 %； 2) 各級(jí)吸收式熱泵仍采用電廠原本用于供熱的蒸汽熱源，這部分蒸汽的熱量最終仍然進(jìn)入到一次網(wǎng)中，而利用了凝汽器循環(huán)水提供的部分熱量，可減少了汽輪機(jī)的抽汽量，增加汽輪機(jī)的發(fā)電能力，提高系統(tǒng)整體能效； 3）各級(jí)吸收式熱泵提高一次網(wǎng)加熱循環(huán)水入口溫度，降低熱網(wǎng)加熱器傳熱溫差， 降低了 熱網(wǎng)加熱器 耗汽量 ； 吸收式熱泵說(shuō)明及原理 吸收式熱泵的說(shuō)明 吸收式熱泵（即增熱型熱泵），通常簡(jiǎn)稱 AHP(absorption heat pump)，它以蒸汽、廢熱水為驅(qū)動(dòng)熱源，把低溫?zé)嵩吹臒崃刻岣叩街?、高溫?zé)嵩粗?，從而提高了能源的品質(zhì)和利用效率。 吸收式熱泵原理，即在電廠首站內(nèi)設(shè)置蒸汽型吸收式熱泵。如圖 41，以汽輪機(jī)抽汽為驅(qū)動(dòng)能源 Q1，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，回收循環(huán)水余熱 Q2，加熱熱網(wǎng)回水。得到的有用熱量（熱網(wǎng) 供熱量）為消耗的蒸汽熱量與回收的循環(huán)水余熱量之和Q1+Q2。見(jiàn)圖 41。 建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 12 圖 4 1 吸收式熱泵回收余熱示意圖 吸收式熱泵原理 主要介紹溴化鋰吸收式熱泵的原理及選用原則，并列舉其在國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)、生活中的成功應(yīng)用。 圖 4 2 吸收式熱泵原理圖 溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、發(fā)生器、熱交換器、屏 建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 13 蔽泵 （ 冷劑泵 、溶液泵） 和其他附件等。它以蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，在發(fā)生器內(nèi)釋放熱量 Qg，加熱溴化鋰稀溶液并產(chǎn)生冷劑蒸汽。 冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，釋放冷凝熱 Qc 加熱流 經(jīng)冷凝器傳熱管內(nèi)的熱水，自身冷凝成液體后節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器。 冷劑水經(jīng)冷劑泵噴淋到蒸發(fā)器傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內(nèi)低溫?zé)嵩此臒崃縌e，使熱源水溫度降低后流出機(jī)組，冷劑水吸收熱量后汽化成冷劑蒸汽，進(jìn)入吸收器。被發(fā)生器濃縮后的溴化鋰溶液返回吸收器后噴淋，吸收從蒸發(fā)器過(guò)來(lái)的冷劑蒸汽，并放出吸收熱 Qa，加熱流經(jīng)吸收器傳熱管的熱水。 熱水流經(jīng)吸收器、冷凝器升溫后，輸送給熱用戶。 屏蔽泵的做功與以上幾種熱量相比，基本上可以不用考慮，因此可以列出以下平衡式： 吸收式熱泵的輸出熱量為 Qa+Qc，則其性能系數(shù) COP： 由以上兩式可知：吸收式熱泵的供熱量等于從低溫余熱吸收的熱量和驅(qū)動(dòng)熱源的補(bǔ)償熱量之和，即：供熱量始終大于消耗的高品位熱源的熱量（ COP1），故稱為增熱型熱泵。根據(jù)不同的工況條件， COP 一般在 ～ 左右。由此可見(jiàn)，溴化鋰吸收式熱泵具有較大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。 吸收式熱泵提供的熱水溫度 在 75℃ 時(shí) COP 較高， 一般不超過(guò) 98℃，熱水升溫幅度越大，則 COP 值越小。 驅(qū)動(dòng)熱源可以是 ～ 的蒸汽，也可以是燃油或燃?xì)狻? 低溫余熱的溫度≥ 15℃即可利用，一般情況 下，余熱熱水的溫度越高，熱泵能提供的熱水溫度也越高。 在電廠的應(yīng)用： 圖 43為吸收式熱泵在電廠回收余熱的應(yīng)用。汽輪機(jī)凝汽器的乏汽原來(lái)通過(guò)循環(huán)水經(jīng)雙曲線冷卻塔冷卻后排放掉，造成乏汽余熱損失，而循環(huán)水由 26℃經(jīng)凝氣器后溫度升為 30℃。現(xiàn)采用吸收式熱泵，以 30℃的冷卻水作為低溫?zé)嵩矗琯 e a cQ Q Q Q? ? ? 11gea c eg g gQ Q QC O P Q Q Q??? ? ? ? ? 建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 14 以 的抽汽作為驅(qū)動(dòng)熱源，加熱 50～ 80℃左右的采暖用熱網(wǎng)回水，循環(huán)冷卻水降至 26℃后再去凝汽器循環(huán)利用。這樣可回收循環(huán)水余熱，提高電廠供熱量，即提高了電廠總的熱效率。 圖 43 電廠利用 熱泵實(shí)例 本工程選用吸收式熱泵的參數(shù) 根據(jù) 節(jié)建設(shè)規(guī)模， 選定蒸汽型吸收式熱泵性能參數(shù)如下： 表 41 蒸汽型吸收式熱泵性能參數(shù) 以下為單臺(tái)吸收式熱泵機(jī)組技術(shù)參數(shù) 項(xiàng) 目 單 位 規(guī) 格 機(jī)組臺(tái)數(shù) 臺(tái) 9 機(jī)組型號(hào) RHP263 單臺(tái)制熱量 kW 26292 104kcal/h 2261 熱 水 進(jìn) /出口溫度 ℃ 55 → 流量 m3/h 水壓損失 mH2O 接管尺寸 mm 400 水室承 壓 MPaG 熱 源 水 回收余熱量 MW 進(jìn) /出口溫度 ℃ 34→ 流量 m3/h 水壓損失 mH2O 接管尺寸 mm 500 水室承壓 MPaG 建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 15 驅(qū)動(dòng) 蒸汽 蒸汽壓力 MPaG 蒸汽耗量 t/h 蒸汽溫度 ℃ 飽和 凝水出口背壓 MPaG ＜ 凝水溫度 ℃ 85 蒸汽接管尺寸 mm 300 2 凝水接管尺寸 mm 80 2 控制輔 助動(dòng)力 電壓頻率 V Hzφ 380 50 3 電源容量 kVA 總電流 A 溶液泵 kW 15 2 噴淋泵 kW 冷劑泵 kW 2 真空泵 kW 堵管率 % ≥ 3 負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍 % 20100 使用壽命 年 25 COP（保留 2位小數(shù)） ≥ 外形尺寸（長(zhǎng)寬高） mm 10600 4100 5780 最大搬運(yùn)重量 t 運(yùn)轉(zhuǎn)重量 t 5 工程設(shè)想 總平面布置 老廠總平面布置簡(jiǎn)述 興泰國(guó) 泰熱電廠為 2 300MW 供熱機(jī)組，總平面布置布置非常緊湊。汽機(jī)房朝西，鍋爐房和煙囪朝東；主廠房固定端朝北，擴(kuò)建端朝南，現(xiàn)固定端老廠拆除后可以向南北兩方向擴(kuò)建。 電廠擴(kuò)建方案見(jiàn) 圖 51。 建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 16 220KV電氣出線 圖 51電廠擴(kuò)建方案圖 工程總平面布置 本項(xiàng)目增加的建構(gòu)筑物有： 吸收式熱泵機(jī)房 及控制室；熱泵及各種壓力泵 ；從 11 號(hào)機(jī)組汽機(jī)房 A引出 2條 DN600 的架空蒸汽管道。由于 A列外各種管道密集，空余場(chǎng)地很少，本項(xiàng)目的布置十分困難。經(jīng)對(duì)場(chǎng)地的布置資料詳細(xì)分析，并建投國(guó)融國(guó)泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 17 反復(fù)勘察現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)總平面布置初步安排如下： 1）熱泵站及控制 室：熱泵站包括熱泵、凝結(jié)水泵以及熱力管道，本改造項(xiàng)目可以提供兩個(gè)方案布置： 方案一：布置在 11 號(hào)機(jī)組和熱網(wǎng)站的南側(cè)空地上 ，此方案 地下管道較少，施工方便， 但在施工過(guò)程中需采用相應(yīng)措施 ，以避免對(duì)主廠房基礎(chǔ)產(chǎn)生影響 。 當(dāng)本次改造項(xiàng)目不能按時(shí)投運(yùn)時(shí)，可以預(yù)先在原設(shè)計(jì)熱網(wǎng)供回水管道上預(yù)留與本次改造相接的接口，不影響 11 號(hào)機(jī)組維持原來(lái)狀態(tài)對(duì)外供熱。待熱