【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ℃、25℃、26℃，平均風(fēng)速≥3m/s 、4m/s、5m/s、6m/s 時(shí)的主以西北偏西風(fēng)（ WNW）為主。XX 市氣象站地理參數(shù)氣象站地理坐標(biāo)：北緯 44176。01ˊ，東經(jīng) 87176。26ˊ，海拔高度 米,氣象站位于市區(qū)人口密集區(qū)，周圍多為樓房建筑。擬選場(chǎng)地與 XX 市氣象站的直線距離約 3km 左右，兩地海拔高差 100m 左右。電廠在廠址區(qū)域內(nèi)設(shè)立了空冷氣象觀測(cè)，并進(jìn)行了一年的氣象觀測(cè)，空冷氣象站觀測(cè)資料用于空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中并對(duì)氣象站資料進(jìn)行了修正。根據(jù) XX 氣象站主要?dú)庀筇卣鲄?shù)：以下為 XX 氣象站近 52 年（資料年代：1956—2022 年）主要?dú)庀髤?shù)如下：資料年代：1956～2022 年年平均氣溫： ℃年極端最高氣溫： ℃（2022 年 07 月 14 日）年極端最低氣溫： ℃（1966 年 12 月 20 日）年平均降水量： 最大一日降水量： （2022 年 7 月 13 日）最長(zhǎng)降水連續(xù)日數(shù)： 12 天(2022 年 1 月 9 日1 月 20 日)年最大降水量： (1999 年)年平均蒸發(fā)量： （小型蒸發(fā)器）年最大蒸發(fā)量： (1965 年)年平均氣壓： 年平均相對(duì)濕度： 61%年最小相對(duì)濕度： 0（1982 年 8 月 20 日、1989 年 3 月 30 日）最大凍土厚度： 超過(guò) 150cm（1969 年 4 月出現(xiàn) 59 天）年平均風(fēng)速： (10 分鐘) 年主導(dǎo)風(fēng)向： 西南風(fēng)(SW) 最大風(fēng)速： ，風(fēng)向：NNW ，1987 年 6 月 2 日 （1997 年到 2022 年無(wú)記錄）年平均雷暴日數(shù)： 天年最多雷暴日數(shù)： 16 天(1959 年)年平均霧日數(shù)： 天年最多霧日數(shù)： 40 天(1987 年)年平均大風(fēng)日數(shù)： 天年最多大風(fēng)日數(shù)： 36 天(1957 年)年最大積雪厚度： 42cm(2022 年 1 月 10 日)年最多凍融循環(huán)次數(shù) 2 電廠水源根據(jù)《水資源論證報(bào)告》結(jié)論意見(jiàn)，XX 第二污水處理廠的中水 97%保證率的水量能滿足一期電廠 2330MW 供熱機(jī)組設(shè)計(jì)水量要求，事故備用水源為XX 第二水廠水源。一期工程電廠用水全部采用城市中水（XX 第二污水處理廠）。由于污水處理廠出水口與廠區(qū)地面高差較大,可實(shí)現(xiàn)重力輸水。污水廠至濱湖鄉(xiāng)廠址的工業(yè)補(bǔ)充水管線路徑為：污水廠園藝廠濱戶三隊(duì)廠址。管線長(zhǎng)約7km，雙管鋪設(shè)，為 2 條 DN350 的鋼骨架聚乙烯管道，管道總長(zhǎng)約 14km。廠區(qū)設(shè)置中水深度處理設(shè)施及凈化站,對(duì)化學(xué)和工業(yè)水進(jìn)行預(yù)處理。事故備用水源管線長(zhǎng)約 10km，單管鋪設(shè)，為 1 條 DN250 的鋼管。4 汽輪機(jī)乏汽冷凝熱回收方案比較 各種汽輪機(jī)排汽冷凝熱利用方案分析 汽輪機(jī)低真空運(yùn)行供熱技術(shù)汽輪機(jī)低真空運(yùn)行供熱技術(shù)在理論上可以實(shí)現(xiàn)很高的能效，國(guó)內(nèi)外都有很多成功的研究成果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。凝汽式汽輪機(jī)改造為低真空運(yùn)行供熱后，凝汽器成為熱水供熱系統(tǒng)的基本加熱器，原來(lái)的循環(huán)冷卻水變成了供暖熱媒，在熱網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行閉式循環(huán)，有效地利用了汽輪機(jī)凝汽所釋放的汽化潛熱。當(dāng)需要更高的供熱溫度時(shí)，則在尖峰加熱器中進(jìn)行二級(jí)加熱，見(jiàn)圖 。圖 凝汽式汽輪機(jī)低真空運(yùn)行系統(tǒng)流程圖 盡管低壓缸真空度提高后，在相同的進(jìn)汽量下與純凝工況相比，發(fā)電量減少了，并且汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率也有所降低，但因降低了熱力循環(huán)中的冷源損失，系統(tǒng)總的熱效率仍會(huì)有很大程度的提高 傳統(tǒng)的低真空運(yùn)行供熱技術(shù)主要受以下幾方面的限制： 1) 低真空運(yùn)行機(jī)組類似于背壓式供熱機(jī)組，其通過(guò)的新汽量決定于用戶熱負(fù)荷的大小，所以發(fā)電功率受用戶熱負(fù)荷的制約，不能分開(kāi)獨(dú)立的進(jìn)行調(diào)節(jié)，即其運(yùn)行是“以熱定電”，因此只適用于用戶熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)； 2）汽輪機(jī)背壓提高后，會(huì)影響汽輪機(jī)組的發(fā)電效率； 3) 凝汽式汽輪機(jī)改造為低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱時(shí)，對(duì)小型和少數(shù)中型機(jī)組在經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的變工況運(yùn)行計(jì)算，對(duì)排汽缸結(jié)構(gòu)、軸向推力的改變、末級(jí)葉輪的改造等方面做嚴(yán)格校核和一定改動(dòng)后方可以實(shí)行，但對(duì)現(xiàn)代大型機(jī)組則是不允許的，尤其對(duì)于中間再熱式大型汽輪機(jī)組，凝汽壓力過(guò)高會(huì)使機(jī)組的末級(jí)出口蒸汽溫度過(guò)高，且蒸汽的容積流量過(guò)小，從而引起機(jī)組的強(qiáng)烈振動(dòng)，危及運(yùn)行安全。因此該種方式不適用于 XXXXXX 熱電廠的凝汽余熱利用改造項(xiàng)目。 壓縮式熱泵回收余熱 鋪設(shè)單獨(dú)的管道，將電廠凝汽余熱引至用戶，在用戶熱力站等處設(shè)置分布式電動(dòng)壓縮式熱泵，這種方式能夠收到一定的節(jié)能效果，但是管道投資巨大，輸送泵耗高，因此無(wú)法遠(yuǎn)距離輸送，供熱半徑僅限制在電廠周邊 3~5 公里范圍以內(nèi)。另一種方式就是在電廠處集中設(shè)置壓縮式熱泵，可以是電動(dòng)的，這種熱泵形式造成廠用電耗量大，在能源轉(zhuǎn)換效率上不是最好的方式；也可以是汽輪機(jī)直接做功驅(qū)動(dòng)的，但僅當(dāng)有壓力較高的蒸汽時(shí)才具有可行性。 集中設(shè)置吸收熱泵供熱方式 將吸收式熱泵機(jī)組集中設(shè)置在電廠內(nèi)部，系統(tǒng)流程如圖 2 所示，與常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)相比，僅采用吸收式熱泵替代汽水換熱器低溫加熱部分。 2022 年赤峰富龍熱電廠余熱回收項(xiàng)目和 2022 年陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)第三熱電廠項(xiàng)目即是用這種模式將冷凝熱回收技術(shù)應(yīng)用于集中供熱。具體方案為：采用吸收式熱泵回收汽輪機(jī)排汽冷凝熱，將一次網(wǎng)熱水從 60℃加熱到 90℃，熱水 90℃到120℃仍然使用汽輪機(jī)抽汽來(lái)加熱；汽輪機(jī)排汽向冷卻水冷凝放熱，冷卻水40℃進(jìn)熱泵，30℃出熱泵，再進(jìn)汽輪機(jī)凝汽器吸熱升溫，如此循環(huán)，將凝汽器排熱輸送給熱泵；吸收式熱泵需要使用部分 （表）飽和蒸汽作為驅(qū)動(dòng)熱源。圖 集中式吸收熱泵供熱方式系統(tǒng)流程圖 這種方式可以回收部分汽輪機(jī)乏汽余熱，具有一定節(jié)能效果，但同時(shí)在應(yīng)用中存在著以下不足： 1）由于受熱網(wǎng)回水溫度高的限制，為了達(dá)到回收余熱的目的，需要的熱泵容量大，導(dǎo)致電廠熱泵設(shè)備占地面積大，在多數(shù)電廠會(huì)缺少場(chǎng)地布置； 2）由于熱網(wǎng)回水溫度相對(duì)較高，一般電廠回收余熱要求更高汽輪機(jī)抽汽參數(shù)和余熱參數(shù)才能到達(dá)一定效果；回收余熱的比例較小，節(jié)能性受到限制。 “NCB”新型供熱機(jī)組 徐大懋、何堅(jiān)忍等專家針對(duì) 300MW 大型供熱機(jī)組提出了“NCB”供熱汽輪機(jī)模式，其特點(diǎn)是在抽凝供熱機(jī)的基礎(chǔ)上，采用兩根軸分別帶動(dòng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，如圖 14。在非供熱期，供熱抽汽控制閥 6 全關(guān)、低壓缸調(diào)節(jié)閥 5 全開(kāi)，汽輪機(jī)呈純凝工況(N) 運(yùn)行，具有純凝式汽輪機(jī)發(fā)電效率高的優(yōu)點(diǎn)；在正常供熱期，閥 閥 6 都處于調(diào)控狀態(tài)，汽輪機(jī)呈抽汽工況(C)運(yùn)行，具有抽凝汽輪機(jī)優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)外抽汽供熱而且還可以保持高的發(fā)電效率；在高峰供熱期，閥 6 全開(kāi)、閥 5 全關(guān)，汽輪機(jī)呈背壓工況(B)運(yùn)行，具有背壓供熱汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，可做到最大供熱能力，低壓缸部分處于低速盤(pán)車狀態(tài)，可隨時(shí)投運(yùn)。圖 “NCB”新型供熱機(jī)組 但是 XXXXXX 熱電廠如果應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)改造要受兩方面的局限：原330MW 的供熱機(jī)組為單軸汽輪機(jī)，如果改造為雙軸汽輪機(jī)，需要解決排汽缸結(jié)構(gòu)、軸向推力的改變等因素的影響，同時(shí)需要完成汽輪機(jī)葉輪的改造等工作，改造過(guò)程需要停機(jī)，改造難度大。 吸收式熱泵回收汽輪機(jī)排汽冷凝熱改造方案 吸收式熱泵技術(shù)概述吸收式熱泵全稱為第一類溴化鋰吸收式熱泵，它是在高溫?zé)嵩矗ㄕ羝崴?、燃?xì)?、燃油、高溫?zé)煔獾龋?qū)動(dòng)的條件下，提取低溫?zé)嵩矗ǖ責(zé)崴?、冷卻循環(huán)水、城市廢水等）的熱能，輸出中溫的工藝或采暖熱水的一種技術(shù)。它具有安全、節(jié)能、環(huán)保效益，符合國(guó)家有關(guān)能源利用方面的產(chǎn)業(yè)政策，是國(guó)家重點(diǎn)推廣的高新技術(shù)之一。吸收式熱泵的能效比 COP 值，即獲得的工藝或采暖用熱媒熱量與為了維持機(jī)組運(yùn)行而需加入的高溫驅(qū)動(dòng)熱源熱量的比值，按工況的不同可達(dá) ~。而常規(guī)直接加熱方式的熱效率一般按 90%計(jì)算，即 COP 值為 。采用吸收式熱泵替代常規(guī)直接加熱方式在獲得工藝或采暖用熱媒熱量相同的條件下，可節(jié)省總?cè)剂舷牧康?40%以上，節(jié)能效果顯著。 蒸汽型吸收式熱泵技術(shù)介紹蒸汽型溴化鋰吸收式熱泵運(yùn)行原理流程圖 如下：圖 吸收式熱泵運(yùn)行原理流程它是以蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，溴化鋰濃溶液為吸收劑，水為蒸發(fā)劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點(diǎn)沸騰的特性，提取低位余熱源的熱量，通過(guò)吸收劑回收熱量并轉(zhuǎn)換制取工藝性或采暖用的熱水。熱泵機(jī)組是由取熱器、濃縮器、一次加熱器及二次加熱器，高低溫?zé)峤粨Q器所組成的熱交換器的組合體，另外包括蒸汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。濃 縮 器加 熱 器 取 熱 器控 制 系 統(tǒng)汽 水汽稀 濃 再 熱 器輔 助 設(shè) 備 余 熱 進(jìn)供 熱 水 出驅(qū) 動(dòng) 熱 源 出驅(qū) 動(dòng) 熱 源 進(jìn)供 熱 水 進(jìn) 余 熱 出5 裝機(jī)方案 技術(shù)方案分析 乏汽余熱回收利用裝機(jī)方案本 330MW 機(jī)組乏汽余熱回收利用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目的是利用第一類吸收式溴化鋰熱泵技術(shù)將乏汽中低品質(zhì)的熱量提取出來(lái)，對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行加熱。此項(xiàng)目由于提取低品位的熱量，減少了排放損失，提高了整機(jī)的熱效率。由于第一類吸收式溴化鋰熱泵技術(shù)需要以蒸汽作為熱泵的驅(qū)動(dòng)汽源，其蒸汽需要從本機(jī)組抽取，另外能夠從乏汽中提取熱量與乏汽在凝汽器出口的溫度有著直接的關(guān)系，因此為滿足將乏汽中的熱量提取出來(lái)同時(shí)還要滿足機(jī)組對(duì)外供熱的條件時(shí)，其抽汽量與低壓缸排汽量之間存在著相匹配的關(guān)系。經(jīng)過(guò)對(duì) XX 電廠近期熱負(fù)荷以及目前機(jī)組所連接熱網(wǎng)的分析，由于短期內(nèi)供熱面積還達(dá)不到設(shè)計(jì)值，因此初步選取其額定抽汽工況和實(shí)際供熱運(yùn)行參數(shù)作為熱泵選型的基礎(chǔ)，在主汽進(jìn)汽量為額定時(shí)，回收乏汽的部分余熱，在其它工況可以通過(guò)調(diào)整主蒸汽的進(jìn)汽量或乏汽進(jìn)熱泵機(jī)組等措施滿足機(jī)組和熱泵安全、平穩(wěn)的運(yùn)行，保證供熱的需求。XX 熱電廠現(xiàn)有 2330MW 機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組額定采暖抽汽工況下，采暖抽汽來(lái)自于五段抽汽，其流量分別為 370t/h，汽輪機(jī)排汽量 630t/h。根據(jù) XX 電廠的帶供熱面積的發(fā)展情況，即 2022 年接帶 170 萬(wàn) m2，2022 年保守估計(jì)接帶450 萬(wàn) m2，2022 年保守估計(jì)接帶 800 萬(wàn) m2，本項(xiàng)目首先考慮在供熱面積達(dá)到450 萬(wàn) m2 的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一期余熱回收，利用現(xiàn)有 1 機(jī)組的部分五段抽汽（）回收一臺(tái)機(jī)組的部分排汽冷凝熱 （），并用來(lái)加熱熱網(wǎng)回水，來(lái)達(dá)到滿足新增供熱面積的要求。當(dāng)供熱面積達(dá)到 1200 萬(wàn) m2 時(shí)，進(jìn)行二期的乏汽余熱回收工作，進(jìn)一步回收乏汽冷凝熱 （），來(lái)滿足最終的供熱需求。 系統(tǒng)工藝原則流程圖1）原系統(tǒng)供熱工藝流程圖圖 原系統(tǒng)供熱工藝流程圖2）吸收式熱泵供熱工藝流程圖圖 吸收式熱泵供熱工藝流程圖 余熱回收方案 一期余熱回收方案（滿足 450 萬(wàn) m2 供熱需求） 為滿足近期接入首站的供熱面積 450 萬(wàn) m2 的供熱需求，同時(shí)盡可能的多回收乏汽以用來(lái)供熱，減少采暖抽汽的流量，以提高電廠的整體效率和經(jīng)濟(jì)性。本方案利用部分現(xiàn)有的五段采暖抽汽（，240℃，）作為吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)汽源，回收1 汽輪機(jī)組的乏汽余熱 （8Ka，℃，） ，用于加熱熱網(wǎng)水，使 4500t/h 的一次網(wǎng)熱網(wǎng)回水從 55℃提升到 ℃，用于滿足采暖期的基本負(fù)荷，在高寒期時(shí)，再通過(guò)原有首站的熱網(wǎng)加熱器進(jìn)行調(diào)峰加熱，來(lái)滿足最終的供熱需求。 一期余熱回收工藝流程 一期余熱回收熱泵主要參數(shù)本方案熱泵通過(guò)咨詢熱泵廠家，熱泵的主要性能性能參數(shù)見(jiàn)表 表 雙良蒸汽型吸收式熱泵性能參數(shù) 型 號(hào) (55/)kW 41010制 熱 量104kcal/h 2625進(jìn)出口溫度 ℃ 55→流 量 t/h 1300熱水阻力損失 mH2O 接管直徑（DN） mm 450進(jìn)出口溫度 8進(jìn)出口溫度 ℃ 流 量 t/h 乏汽接管直徑（DN） mm 1000x2壓 力(表壓) MPa 125耗 量 kg/h 凝 水 溫 度 ℃ 凝 水 背 壓（表壓） MPa ≤90汽管直徑（DN） mm ≤蒸汽凝水管直徑（DN） mm 350x2電 源 3Φ 380V 50Hz電 流 A 155電氣功率容量 kW 50長(zhǎng) 度 9500寬 度 9000外形高 度mm6800注：(一) 技術(shù)參數(shù)表中各外部條件 蒸汽 、熱水、余熱水均為名義工況值，實(shí)際運(yùn)行時(shí)可適當(dāng)調(diào)整。(二) 蒸汽壓力 （表壓）指進(jìn)機(jī)組壓力，不含閥門(mén)的壓力損失。熱水出口溫度允許最高 95℃。(三) 制冷量調(diào)節(jié)范圍為 20~100%，余熱水流量適應(yīng)范圍為 60~120%。(四) 熱水、余熱水側(cè)污垢系數(shù) (h℃ /kcal)。(五) 熱水、余熱水水室設(shè)計(jì)承壓 （表壓）。(六) 機(jī)組運(yùn)輸架為上浮式，運(yùn)輸架高度增加 280mm。(七) 機(jī)組所有對(duì)外接口法蘭標(biāo)準(zhǔn)按 HG/T205922022。 二期余熱回收方案（滿足 1200 萬(wàn) m2 供熱需求） 當(dāng)首站實(shí)際接帶的供熱面積達(dá)到 1200 萬(wàn) m2 時(shí)，在一期方案實(shí)施的基礎(chǔ)上，進(jìn)