基于某电厂循环水余热利用技术改造项目的优化设计

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1、基于某电厂循环水余热利用技术改造项目的优化设计（中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司发电工程事业部北京100120）摘要：该循环水余热利用工程项目，属于某电厂的技术改造项目，利用现有的热网循环水系统以及热网抽汽系统，通过新增5×30MW等级吸收式热泵机组，回收热电冷联供700MW级燃气-蒸汽联合循环电站机组循环水的低品质热量，用于对外供热，同时减少污染物的排放。通过系统优化、管道布置优化以及支吊架优化等方式对实际项目进行改造设计，对节能减排、提高经济效益、改善生态环境只有重要的社会意义。关键词：吸收式热泵；循环水；余热利用；技术改

2、造Keywords:absorptionheatpump;circulatingwater;wasteheatrecovery;technologicalupdating引言在电力、治金、化工、纺织、采油、制药等行业的工艺生产过程中，一般会产生大量的废热（废蒸汽、废热水等），若不加以利用，不仅造成能源浪费，而且容易对环境产生污染。在众多的节能技术中，利用吸收式热泵回收电厂循环水余热越来越受到重视。吸收式热泵以蒸汽和溴化锂溶液作为工质，对环境没有污染，不破坏大气臭氧层，而且具有高效节能的特点[1],尤为引人注目。似受技术的限制，热泵技术回收电厂循环水

3、余热当前主要应用于小容量的热电机组，截至目前岡内仍然鲜有在热电冷联供工程700MW级燃气-蒸汽联合循环电站大容量机组中余热利用的实例。木文依托该实际技术改造项目，利用溴化锂吸收式热泵回收循环水余热，并进行了优化设计和实例分析。1吸收式热泵工作原理吸收式热泵（即增热型热泵），是一种能使热量从低温物体转移到高温物体的能量利用装置，图1为其工作原理示意图。图1溴化锂吸收式热泵的工作原理吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、热交换器、屏蔽泵（冷剂泵、溶液泵）和其他附件等。它以蒸汽为驱动热源，在发生器内释放热量，加热溴化锂稀溶液并产生冷剂蒸汽。冷剂蒸

4、汽进入冷凝器，释放冷凝热加热流经冷凝器传热管内的热水，自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内低温热源水的热量，使热源水温度降低后流出机组，冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽，进入吸收器。被发生器浓缩后的溴化锂溶液返冋吸收器后喷淋，吸收从蒸发器过来冷剂蒸汽，并放出吸收热，加热流经吸收器传热管的热水。热水流经吸收器、冷凝器升温后，输送给热用户［2〜4］。2改造中的优化设计2.1溴化锂吸收式热泵机组设计条件凝汽器循环水进水温度：30°C,凝汽器循环水出水温度：25°C；凝汽器循环水水质：中水（为城市再生水）；热

5、网循环水进水温度：55°C,热网循环水出水温度：75°C；热网循环水水质：集中供热热网冋水，水质符合城市热力网设计规范要求。2.2系统设计优化热泵机组在能量调节范围内的不同负荷下必须保证平稳运行。苏噪音、振动必须控制在标准范围内。热泵机组本体配备先进、冇效、完整的就地检测、自动检测、自动记录、故障诊断、自动联锁、自动报警、自动保护、手动控制和自动控制系统。该燃气热电冷联供工程700MW级燃气-蒸汽联合循环电站机组，蒸汽轮发电机配备3台热网循环泵，热网供热量465.2MW,总循环水量约6600t/h,设计外网供水温度130°C,设计外网冋水温度70°

6、C,一般外网实际冋水温度55°C左右，所以电厂现有换热条件达不到外网供水温度要求。故电厂新增5×30MW等级吸收式热泵机组，通过冋收热电冷联供700MW级燃气-蒸汽联合循环电站机组循环水的低品质热量，将外网冋水温度从55°C提高到75°C,满足电厂原有设计条件，进而满足外网供水温度130°C的设计要求，改造后的系统图见图2:图2热网循环水管道改造系统图其性能参数见表1:2.3布置设计优化从原电厂的热网循环水管道到热泵站距离较长，新改造管道分为厂区热网循环水管道和热泵站热网循环水管道两部分来设计。厂区内管道外径1020mm,壁厚20mm,

7、管道外径和壁厚比较大，管道比较硬，为便于应力计算，管道布置采用了打π形弯的方式，以便于管道膨胀，吸收热位移。管道的支吊架的热位移比较小，见下图计算结果：其中，接口编号100、200、300为3台热网循环水泵的回水接U。接口编号333、444、555、666、777为五台热泵的进水口，332、442、552、662、772五台热泵的出水口。3结论本文依托于电厂循环水余热利用技术改造项0,通过新增5×30MW等级溴化锂吸收式热泵机组，冋收循环水的低品质热量用于对外供热，得出以下结论：(1)吸收式热泵系统冋收电厂热网循环水余热，是实现电

8、厂节能减排和提高电厂经济效益的一种实用技术，为电厂技术改造提供了一种节能减排的有效手段，并成功应用于燃气热电冷联供工程70