电厂循环水吸收式热泵供热系统经济性分析.pdf

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1、第36卷第1期东北电力大学学报Vol_36．No．12016年2月JournalOfNortheastDianliUniversityFeb．，2016文章编号：1005—2992(2016)0卜0047—04电厂循环水吸收式热泵供热系统经济性分析周振起，崔春晖(东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012)摘要：利用吸收式热泵回收电厂循环水余热，能够提高机组的热效率和供热能力，降低机组的冷源损失。以某300MW供热机组为例，确定两种计算方案，对抽汽供热与循环水吸收式热泵供热的联产机组经济性进行对比分析。计算结果表明：利

2、用热泵回收电厂循环水余热具有良好的社会效益和经济效益。关键词：吸收式热泵；循环水；余热利用；经济性中图分类号：TP29文献标识码：A随着全球经济的快速发展，对能源的需求也越来越多。由于煤、石油、天然气等储量有限，而且燃烧会带来环境问题。近几年，新能源的开发与各种节能技术越来越受到人们的重视。其中，溴化锂吸收式热泵因具有制热温度高、能效比高、可靠性和环保性好等特点，尤为引人注目¨。当前，火力发电厂能源综合利用率较低，大量的低温余热被汽轮机乏汽携带，通过冷却塔排人大气或随循环水排人江河，造成能源的浪费以及对环境的热污染，这部分能量约

3、占电厂总能耗的30％以上]。若利用溴化锂吸收式热泵回收循环水余热，将这部分热量用于供热，在电厂机组容量和污染物排放量不变的条件下，扩大了热源的供热能力，提高了电厂的综合能源利用效率；具有良好的经济和环境效益]。以300MW机组为例，分别探讨分析了采用热泵供热前后机组供热负荷、发电负荷不变的情况下的效益测算，并对系统的经济性进行分析。1回收循环水余热的热泵供热方式循环水热泵供热是利用热泵直接提取循环水中的低品位热量来进行供热的一种方式。如图1所示，利用汽轮机低压抽汽作为驱动热源，电厂循环冷却水作为低温热源。通过这种方式，一方面回收

4、低品位余热减少了机组冷端热损失，提高了机组热效率；另一方面减少了供暖抽汽量，使得高品质能量的损失减少，提高电厂能源利用效率。利用溴化锂吸收式热泵回收电厂循环水余热，能够实现能量的阶梯利用，符合能源的“温度对口，阶梯利用”原则。2溴化锂吸收式热泵技术2．1溴化锂吸收式热泵原理溴化锂吸收式热泵以蒸汽作为驱动热源，溴化锂浓溶液为吸收剂，水作为工质，利用水在低压真空状态下低沸点的特性，回收循环水余热供热，实现热量从低温热源向高温热源的传递，主要由吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器以及相应的泵和阀门等构成，其工作原理如图2所示。

5、汽轮机抽汽收稿日期：2015-09—12作者简介：周振起(1963一)，男，吉林省白山市人，东北电力大学能源与动力工程学院教授，硕士，主要研究方向：电厂节能理论与节能技术．48东北电力大学学报第36卷主作为驱动热源进入发生器，加热溴化锂稀溶液，使溴化锂稀溶液变成浓溶液，并产生高压水蒸汽，高压蒸汽进入冷凝器，在冷凝器中变成冷凝水，放出冷凝热，经节流降温后流人蒸发器，冷凝水在蒸发器中蒸发产生的水蒸汽进入吸收器，而发生器中产生的溴化锂浓溶液则经溶液交换器预热进入发生器的稀溶液后流入吸收器，吸收来自蒸发器的水蒸汽，变成溴化锂稀溶液，如此

6、反复循环。图1循环水热泵供热示意图2．2热力性能评价若忽略泵功以及系统与周围环境热交换等带给系统的热量，整个系统的热平衡为Q+Q=Q+Q，(1)式中：Q为发生器热负荷，即驱动蒸汽在发生器中的放热量；Q为吸收器热负荷，即热网水在吸收器中的吸热量；为冷凝器热负荷，即热网水在冷凝器中的吸热量；Q为蒸发器热负荷，即热泵从电厂循环冷却水中提取的热量。吸收式热泵性能系数等于热网水吸收热量与驱动蒸汽热量之比，即COP：：：1+．f21图2溴化锂吸收式热泵工作原理图QQgQ《根据不同的工况条件，且当前技术条件下，第一类吸收式热泵的COP一般为1

7、．65—1．85[8]。2．3与抽凝供热机组比较热电厂直接抽汽对外供热，用户得到的热量Q=m(hj一，。)叼叼^，(3)式中：Q为用户得到的热量，kW；m为抽汽流量，ks；hj为抽汽焓，kJ／kg；hj为抽汽疏水焓，kJ／kg；叼为热网效率；叼为热网加热器效率。采用吸收式热泵供热，用户得到的热量Q：Q·COP·叼f=m(hj一)·COP·叼z，(4)式中：Q为热泵供热用户得到的热量，kW；Q为驱动蒸汽热量，kW；COP为吸收式热泵热力性能系数。由公式(3)、公式(4)式可知，相同抽汽量的情况下，采用热泵供热方式供热量要高于直接抽

8、汽供热方式供热量。当供热负荷不变时，安装热泵系统后，由于回收了部分循环水余热量，使汽轮机组供暖抽汽量减少，节省的抽汽可在汽轮机低压缸中继续做功，使机组功率增加／tW：△D，(，一h)'7叼，(5)式中：△为节省抽汽所做的功，kW；ADj为节省的抽汽量，kg／s；