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1、2010年第6期节能(总第335期)ENERGYCONSERVATION∀69∀吸收式热泵技术在热电联产供热系统中的应用吕向阳,吴华新(同方人工环境有限公司,北京100083)摘要:介绍热电联产相结合的吸收式热泵供热技术,并结合实例工程的计算与分析,指出该技术在理论和实际应用中的可行性,该方法可回收利用大量冷却水的低温余热,大大增加现有热源的供热能力。关键词:热电联产;吸收式热泵;冷却水;COP中图分类号:TK249;X706文献标识码:B文章编号:1004-7948(2010)06-0069-
2、03与付林教授等人在京能赤峰热电厂利用基于吸1问题的提出收式循环技术向城区供热工程可行性研究报告!热电联产集中供热方式具有很高的经济性和(2009年4月)中提出了基于热电联产的吸收式热[1]环保性,是目前我国城市集中供热的主要形式;泵供热技术,其原理如图2所示。同时我国北方地区的供热能耗巨大,是节能减排的重点。在城市的建设中,不断扩大的用供热规模与现有热源有限的供热能力、城市热网有限的输送能力之间的矛盾日益突出。如何在保证现有热源与现状热网不变的情况下,进一步增加热源供热能力和提高热网输送能力是广大工程技术人员需要思考的一个重要问题。先进的吸收式热泵供热技术的应用为此类
3、问题提供了一个重要的解决思路。2与热电联产相结合的吸收式热泵供热技术热电联产的供热方式主要分两种,即汽轮机的背压供热和抽气供热。背压供热汽轮机排汽压力需高于大气压力,如不考虑动力装置及管路的热损失,理论上其热能利用率可达100%,但由于热、电负荷相互制约等原因,在我国应用较少。抽气供热是热电联产领域主要的供热方式,它主要是通过汽轮机上可调节抽气量的的抽气口进行抽气,供热原理如图1所示。此方式依然有大量冷却水的低温余热通过冷却塔排向外界,若能对其加以再回收利用,则可在热电厂规模不变的情况下,大大提高冬季热源的供热能力;同时,该供热方式的设计供、回水温度一般为130/7
4、0、110/70、120/60等,若能将热网该技术不仅需在热电厂增加吸收式热泵机组,供回水温差提高至100以上,则热网的供热输送还需要改造传统的换热站,更换其中普通水-水换能力可提高约1倍基于此清华大学的江亿院士热机组为大温差吸收式换热机组目前该技术已节能2010年第6期∀70∀ENERGYCONSERVATION(总第335期)2在赤峰热电厂得到应用,在京能赤峰热电厂的基于一新建小区,采暖面积80万m,设计供/回水温吸收式循环供热技术实验工程项目鉴定报告中,鉴80/60。若新建锅炉房,则耗能高、污染大,属国定专家给出了很高
5、的评价,但其工艺复杂,易受投家限建项目。若以该热电厂为热源,则电厂热负荷2资、现场条件等多因素的制约。如果通过技术优化明显不足,抽气量仅可供45万m。调整,并结合热电厂实际工程、现场条件等特点,可通过分析,拟决定:在热电厂新设1个吸收式采取如图3、图4所示供热方式。热泵机房,回收冷却水余热,提供建筑采暖;敷设部分蒸汽管路和余热水管路,引入吸收式热泵机房;新敷设3km的外网系统,将吸收式热泵制取的80/60循环水接入用户管路系统。31计算分析与设备选型根据现场资料和行业规范:供热面积2280万m,热指标取60W/m,则用户采暖负荷共计48MW。根据低温余热水、用户侧热
6、水和蒸汽的参数可知:吸收式热泵制热系数COP约18,故热泵系统回收低温余热水的热量为:Q0=Q#(COP-1)/COP(1)式中:Q0∀低温侧吸热量,W;Q∀供暖负荷,W;COP∀吸收式热泵制热系数,由运行工况确定。低温余热水按10温差提取热量,则耗水量由式(2)计算:m=Q0/(C#T)(2)式中:m∀余热水耗水量,kg;C∀水的比热容,取4187kJ/(kg∃);T∀余热水提取温差,取10。经计算,设计工况下系统低温侧吸热量为3214MW,所需余热水1834m/h。而热电厂冷却水3水量2880m/h,水量足以满足需求。系统需敷设3km的外网系统,由负
7、荷可确定外网主干管管径为目前,图3系统在阳泉已有应用实例,而图4DN600。由于余热水管路和蒸汽管路敷设在热电系统在河北承德等地也有由同方人工环境有限公厂内,管线较短,下文分析初投资时已含在热泵机司成功实施的类似案例。它们的特点是:由于吸收房内。吸收式热泵系统的制热量需求为48MW,根式热泵机组回收了大量低温余热,可大幅度提高热据需要,选取该工况下制热量为12MW的吸收式源的供热能力;经过系统的调整优化,可大幅度拓热泵机组4台(型号和相关参数略)。宽吸收式热泵在热电联产领域的应用范围。32经济和环境效益分析3实例分析321初投资
