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水源热泵在电厂余热利用


36-40 300-290
2009年全国平均供电标煤耗
342
注;括号内的数字为回收冷凝热的值
能效分析
小火电效率低煤耗高,而带供热的小热电 效率并不低,煤耗并不高,特别是能够回 收冷凝热的小热电效率之高,远高于大 (600MW及以上)火电;煤耗之低,远低 于大(600MW及以上)火电。呼吁对效率 高煤耗低的小热电要高抬贵手,不要把小 热电等同于小火电,高效节能的小热电应 该受到保护,要压的只能是高能耗的小火
汽机
53°C
凝水冷加却压水泵
离心热泵回水加压泵
排汽
吸收热泵
45°C
自来水 4°C
热用户
热用户
凝汽器
凝水 冷却循环泵
图3 方案3
洗浴 热水箱
图3 方案三
方案四 夏季供冷及洗浴集中供热系统
抽汽 进汽
105°C
92°C 汽水换热器 供热循环泵
63°C
洗浴 45°C
水水换热器
54°C
供冷
吸收冷水机组 37°C 冷却塔
190t/h
56.1MW 80t/h
35MW
34.4MW 57t/h
图10 供热工况2
热电厂效率 62.40%
锅炉热损失
发电机损失
11.00%
1.00%
管道汽机损失
2.00%
冷端损失 23.60%
图11 电厂供热工况2效率分析
凝气工况下电厂供电标煤耗 437g/kwh;供热工况1电厂供电标煤耗 279g/kwh;热回收供热工况1电厂供电标 煤耗160g/kwh;供热工况2电厂供电标煤 耗219g/kwh;热回收供热工况2电厂供电 标煤耗160g/kwh。2009年全国平均供电 标煤耗342g/kwh。供电标煤耗比较如图 12和图13所示。
同时 也严重地(热)污染了大气。火力发电厂冷凝热排
空,
设计思想
2对热泵的技术要求 电厂冷凝热品位低,必须用热泵提取之;冷凝
热量 大、集中,在电厂内或电厂附近一般难以找到足够
的稳 定的热用户,必须远距离集中供热,用大型高温水
大温 差水源热泵吸收冷凝热。以充分利用冷凝热和提高
系统
设计思想
3热源构成及功能 利用水源热泵吸收汽机排汽中的冷凝热,离心
热回收供热工况下机组年平均供电标煤耗270g/kwh。 (按机组年运行小时数6000,采暖季151天计算)
能效分析
60MW供热发电机组 锅炉效率89%,管道热损失1%,汽机损失 1%,发电机损失1%,发电60MW。
纯凝汽工况 进汽245吨/时,排汽184吨/时,电厂效率
仅为30.1%,冷端损失55.9%。供电标煤 耗:未回收冷凝热453g/kwh。工艺流程如 图14所示。
0.00%
1.28 1
09年全国供电标准煤耗 各工况供电标准煤耗
1
1
0.82
0.47
图13 供电标煤耗比较图
能效分析
可以看出,纯凝气工况下小机组供电标煤耗远高于 全国平均供电标煤耗,是全国平均供电标煤耗的 1.28倍; 供热工况1下小机组供电标煤耗低于全国平 均供电标煤耗,是全国平均供电标煤耗的82%;热回 收供热工况下小机组供电标煤耗远低于全国平均供 电标煤耗,仅为全国平均供电标煤耗的47%。
2.00%
热电厂效率 85.00%
图9 电厂热回收供热工况效率分析
能效分析
供热工况2 进汽190吨/时,抽汽80吨/时,排汽57 吨/时,
电厂效率62.4%,冷端损失23.6%,工艺流 程和
能效分析如图10、图11所示。回收冷凝热电 厂效
率可达85%,如图9所示。
145.9MW 锅炉
129.9MW 汽机
火力发电厂各项损失参考值[*]如表1所示,其中汽轮机排气热损失 (冷端损失)巨大。
现代火力发电厂各项损失参考值(%)
表1
项目
中参数
电厂初参数
高参数
超高参数
超临界参数
锅炉热损失
11
10
9
8
管道热损失
1
1
0.5
0.5
汽轮机机械损失
1
0.5
0.5
0.5
发电机损失
1
0.5
0.5
0.5
*热工手册汽任轮泽机霈排等气主热编 损机械失工业出版6社1.25002年11月5第7一.5版
水源热泵在电厂余热利用 中的应用
目录
◆ 概述 ◆ 设计方案 ◆ 冷凝热回收效益分析 ◆ 冷凝热回收前景预测 ◆ 小结
第一部分:概 述
1. 火(热)电厂冷凝热的特点与现状处理方法 2. 火(热)电厂与热负荷的基本情况 3. 设计思想
1.1.1火(热)电厂冷凝热的特点
经汽机作功后的蒸汽(排汽)冷凝(放热)成凝结水再经回 热后进入锅炉,锅炉产生的蒸汽在汽机中作功,在这个热媒的 循环过程中,需要放出大量的冷凝热。冷凝热的主要特点如下:
式热 泵将集中供热50℃的回水加热到60℃以上,吸收式
热泵 将60℃的回水加热到90℃以上,再用换热器将水温
提高 到热网供水温度,对城市集中供热。
热泵对电厂冷却水制冷,回收冷凝热,冷却水 无需
第二部分:方案设 计
方案一 冬季供暖集中供热系统1 方案二 冬季供暖集中供热系统2 方案三 冬季供暖及洗浴集中供热系统 方案四 冬季供暖夏季供冷四季洗浴集中供热系统
管道汽机损失 2.00%
发电机损失 1.00%
冷端损失 54.80%
图6 电厂凝气工况下效率分析
能效分析
供热工况1
进汽164吨/时,抽汽40吨/时,排汽79.3吨/ 时,电
厂效率49.0%,冷端损失37.0%,工艺流程如
图1279.所2MW 锅炉 示。
115.0MW 164t/h
汽机
28.3MW 40t/h
35MW
47.8MW 79.3t/h
图7 供热工况1
能效分析如图8所示。
热电厂效率 49.00%
锅炉热损失
发电机损失
11.00%
1.00%
管道汽机损失
2.00%
冷端损失 37.00%
图8 电厂供热工况1效率分析
回收冷凝热电厂能效分析如图9所示。
锅炉热损失 11.00%
发电机损失 1.00%
冷端损失 管道汽机损失 1.00%
3.2环境效益分析
供暖期 每年少排灰渣6.6万吨,烟尘238吨,二氧化 硫3002吨,氮氧化物1422吨,二氧化碳25.4万 吨。
供冷期 每年少排灰渣4万吨,烟尘145吨,二氧化硫 1831吨,氮氧化物867吨,二氧化碳15.5万吨。
合计: 每年少排灰渣10.6万吨,烟尘383吨,二氧
3.3经济效益分析
199.1MW 锅炉
177.2MW 245t/h
60MW 汽机
111.2MW 184t/h
图14 纯凝汽工况
能效分析
供热工况1
进汽330吨/时,抽汽150吨/时, 排汽103.9吨/时,电厂效率62.1%, 冷端损失23.9%,供电标煤耗: 220g/kwh。回收冷凝热电厂效率可以 达到85%,煤耗:回收冷凝热供电标 煤耗160g/kwh。工艺流程如图15所 示。
70°C 热用户
汽机
凝水
排汽
凝汽器
吸收热泵
凝水
冷却循环泵
53°C 供热循环泵 离心热泵
50°C
图2 方案二
图2 方案2
方案三 冬季供暖及洗浴集中供热系统
抽汽 进汽
105°C
92°C 汽水换热器 供热循环泵
63°C
供暖
水水换热器
பைடு நூலகம்
洗浴
50°C
50°C
80°C
水水换热器
45°C 40°C 60°C 55°C
138 164
0
31.1
437
40 49.0(85)279(160)
供热2 190
80 62.4(85)219(160)
60M 纯凝汽 W 供热1
245 330
0
30.1
453
150 62.1(85) 220(160)
供热2 341.5 170 65.2(85) 210(160)
600 纯凝汽 M W
纯凝汽工况 进汽138吨/时,排汽101.7吨/时,电厂
效率31.2%,冷端损失54.8%。凝气工况下 工艺流程和能效分析如图5、图6所示。
112.0MW 锅炉
99.7MW 138t/h
图5 纯凝汽工况
35MW 汽机
61.3MW 101.7t/h
热电厂效率 31.20%
锅炉热损失 11.00%
3.1节能节水分析
供暖期:151天 节能1761264GJ,节标准煤(按锅炉平均 运行效率60%估算)10万吨;节水52.85万 吨。
供冷期:92天 节能1073088GJ,节标准煤(按锅炉平均 运行效率60%估算)6.1万吨;节水32.2万 吨。
合计:年节能2834352GJ,节标准煤(按锅
汽机
53°C
凝水冷加却压水泵
离心热泵回水加压泵
排汽
吸收热泵
45°C
凝汽器
洗浴 热水箱
凝水 冷却循环泵
图4 方案4
9°C
冷用户 17°C
31°C 自来水
图4 方案四
第三部分:冷凝热回收效益分析
举例说明,某电厂装机容量2x35+1x60MW 冷凝热回收135MW;日节水3500吨。 • 节能节水分析 • 环境效益分析 • 经济效益分析 • 能效分析
500
450
400
350
342
300
09年全国供电标准煤耗
437
凝汽工况供电标准煤耗
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