發(fā)電廠熱泵應(yīng)用技術(shù)

1、發(fā)電廠熱泵技術(shù)應(yīng)用匯報(bào)發(fā)電廠熱泵技術(shù)應(yīng)用匯報(bào)目錄目錄電力電力熱泵是將熱量從低溫?zé)嵩磦鬟f給高溫?zé)嵩吹脑O(shè)備。熱泵是將熱量從低溫?zé)嵩磦鬟f給高溫?zé)嵩吹脑O(shè)備。根據(jù)驅(qū)動(dòng)能量的不同主要分為電熱泵和吸收式熱泵。根據(jù)驅(qū)動(dòng)能量的不同主要分為電熱泵和吸收式熱泵。1985年l 溴化鋰吸收式設(shè)備進(jìn)入開發(fā)階段溴化鋰吸收式設(shè)備進(jìn)入開發(fā)階段1995年l 1010萬大卡萬大卡/ /小時(shí)的溴化鋰吸收式熱泵樣機(jī)組并通過專家鑒定小時(shí)的溴化鋰吸收式熱泵樣機(jī)組并通過專家鑒定 2005年l 溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組在石化行業(yè)投入使用。 2002年l 溴化鋰吸收式熱泵通過國家鑒定，評價(jià)為達(dá)到國際領(lǐng)先水平2009年l 6臺(tái)單機(jī)制熱量30MW（25

2、71kcal/h)的熱泵機(jī)組在山西陽泉國陽新能第三熱電廠 回收冷凝熱用于集中供熱,并于2010年春投入運(yùn)行。2010年 10臺(tái)單機(jī)制熱量35MW（3000kcad/h)的熱泵機(jī)組將裝備在國電大同二電廠三期供熱改造工程中，用于回收電廠輔機(jī)循環(huán)水的余熱,集中供熱,預(yù)計(jì)明年初投入運(yùn)行。 溴化鋰吸收式熱泵由取熱器、濃縮器、加熱器和再熱器四個(gè)部分組成。以蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，水為以蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，水為制冷劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點(diǎn)沸騰的特性，提取低制冷劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點(diǎn)沸騰的特性，提取低品位廢熱源中的熱量，通過回收轉(zhuǎn)換制取采暖用高品位的熱水品位廢熱源

3、中的熱量，通過回收轉(zhuǎn)換制取采暖用高品位的熱水。制取比余熱溫度高40左右100 以下的熱源驅(qū)動(dòng)余熱需求熱需求中約40%熱量來自余熱，是熱泵節(jié)能的體現(xiàn) 采用熱泵和熱網(wǎng)加熱器供熱方式，以采用熱泵和熱網(wǎng)加熱器供熱方式，以9、10號(hào)機(jī)組號(hào)機(jī)組0.98MPa、355部分抽減溫減壓至部分抽減溫減壓至0.8 MPa、355的飽的飽和蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，利用熱泵機(jī)組提取和蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，利用熱泵機(jī)組提取9、10號(hào)機(jī)組輔機(jī)循號(hào)機(jī)組輔機(jī)循環(huán)水余熱，進(jìn)、出熱泵的輔機(jī)循環(huán)水溫度分別為環(huán)水余熱，進(jìn)、出熱泵的輔機(jī)循環(huán)水溫度分別為35、27。熱網(wǎng)回水先經(jīng)過熱泵由。熱網(wǎng)回水先經(jīng)過熱泵由60加熱到加熱到90，再通過汽，再通過汽水換熱

4、器，利用水換熱器，利用9、10號(hào)機(jī)組的號(hào)機(jī)組的0.98Mpa、355抽汽加熱抽汽加熱，將熱水溫度提高到，將熱水溫度提高到110對外供熱。與在建的新増對外供熱。與在建的新増9、10號(hào)機(jī)組供熱首站、管網(wǎng)配套滿足號(hào)機(jī)組供熱首站、管網(wǎng)配套滿足2010年新増年新増1000104m2供熱面積，其系統(tǒng)流程圖如下所示。供熱面積，其系統(tǒng)流程圖如下所示。型 號(hào)XRI8-35/27-3489(60/90)制 熱 量 kW34890104kcal/h3000熱水進(jìn)出口溫度60 90流 量t/h1000阻力損失mH2O16.5接管直徑（DN）mm400余熱水進(jìn)出口溫度35 27流 量t/h1503阻力損失mH2O10接

5、管直徑（DN）mm450 蒸 汽壓 力MPa0.8耗 量kg/h31266凝 水 溫 度87汽管直徑（DN）mm2X200凝水管直徑（DN）mm2X100電氣電 源3 - 380V - 50Hz 電 流A98.8功率容量kW30外形長 度mm11000寬 度8000高 度5700運(yùn) 行 重 量t216運(yùn) 輸 重 量179 序號(hào) 供熱方式項(xiàng)目方案一熱網(wǎng)加熱器方案二熱泵+熱網(wǎng)加熱器備注1蒸汽設(shè)計(jì)參數(shù)蒸汽0.98Mpa，355；疏水溫度熱網(wǎng)加熱器：0.98Mpa，355； 熱泵：0.9Mpa的飽和蒸汽（0.98Mpa，降溫降壓后）；熱網(wǎng)加熱器疏水溫度95，熱泵疏水溫度87，混合后疏水溫度91.272

6、輔機(jī)循環(huán)水額定參數(shù) 總余熱量189MW(小機(jī)141MW，閉式換熱器48MW)；輔機(jī)循環(huán)水總量20295t/h(溫差)；入口溫度，出口溫度3熱網(wǎng)供回水參數(shù)溫度60/110/,流量9335t/h；4熱泵設(shè)計(jì)參數(shù) 余熱水余熱水：入口溫度,出口溫度，流量1500t/h；熱網(wǎng)水：熱網(wǎng)水：入口溫度,出口溫度，流量1000t/h；驅(qū)動(dòng)蒸汽：驅(qū)動(dòng)蒸汽：流量30.7t/h（過熱蒸汽26.87t/h），疏水溫度；COP值：1.66675熱網(wǎng)供水溫度110投入熱網(wǎng)加熱器投入熱泵和熱網(wǎng)加熱器5.1總供熱量（MW）542.8542.85.2主機(jī)抽汽量（t/h）693.29538.595.3小汽機(jī)進(jìn)汽量(t/h)0+15

7、.55.4回收余熱量0130.3 MW /185.72萬GJ5.5主機(jī)發(fā)電功率(MW)0+29.245.6發(fā)電總量(MW)0+29.245.7節(jié)約循環(huán)水量（萬噸）079.84 序號(hào) 供熱方式項(xiàng)目方案一熱網(wǎng)加熱器方案二熱泵+熱網(wǎng)加熱器備注6熱網(wǎng)供水溫度90投入熱網(wǎng)加熱器僅投入熱泵6.1總供熱量（MW）325.68325.686.2主機(jī)抽汽量（t/h）416250.86.3小汽機(jī)進(jìn)汽量(t/h)0+15.5與方案一比較6.4余熱回收量0130.3 MW /185.72萬GJ6.5發(fā)電總量(MW)031.44與方案一比較6.6節(jié)約循環(huán)水量（萬t）079.847節(jié)能環(huán)保分析7.1回收余熱量（萬GJ）0

8、185.727.2節(jié)約標(biāo)煤量（萬t）06.957.3供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗(kg/GJ)節(jié)能指標(biāo)歸供熱節(jié)能指標(biāo)歸發(fā)電熱網(wǎng)供水110工況 38.229.0338.2熱網(wǎng)供水90工況38.222.9238.27.4發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率g/kWh熱網(wǎng)供水110工況 268.7275.3242.48熱網(wǎng)供水90工況280.6287.7232.69序號(hào) 供熱方式項(xiàng)目方案一熱網(wǎng)加熱器方案二熱泵+熱網(wǎng)加熱器備注7.5少排放CO2（萬t）019.427.6少排放SO2（萬t）00.177.7節(jié)水量（萬噸）079.848經(jīng)濟(jì)收益8.1節(jié)能收益（萬元）0+4266.4與方案一比較節(jié)煤收益（萬元）0+3822.5與方案一比較節(jié)水收

9、益（萬元）0+443.9與方案一比較8.2發(fā)電收益（萬元）0+4054.9/+4325.9110工況/90工況熱網(wǎng)供水110工況 0+3611與方案一比較熱網(wǎng)供水90工況0+3882與方案一比較節(jié)水收益（萬元）0+443.9與方案一比較8.3按實(shí)際運(yùn)行工況3個(gè)半月工況，2個(gè)月工況（供熱高峰期按照2個(gè)月考慮）多發(fā)電總收益（萬元）+4227.4與方案一比較序號(hào)項(xiàng)目名稱單位指標(biāo)1工程靜態(tài)總投資（含價(jià)差）萬元161252建設(shè)期利息萬元380.883工程動(dòng)態(tài)總投資萬元16505.884財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（全部投資）%16.615財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（全部投資）萬元18195.676投資回收期（全部投資）年6.757財(cái)

10、務(wù)內(nèi)部收益率(自有資金)%55.768財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(自有資金)萬元18419.659投資回收期(自有資金)年2.7910財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(業(yè)主)%40.3711財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(業(yè)主)萬元16533.0612投資回收期(業(yè)主)年3.5413資本金凈利潤率(%)%47.8314總投資收益率(%)%15.56國電大同第二發(fā)電廠余熱回收集中供熱工程研究的主要進(jìn)展如下： 2010年7月，公司啟動(dòng)大同二電廠項(xiàng)目的研究工作； 2010年9月，技術(shù)方案通過國電電力組織的專家評審； 2010年10月，國電集團(tuán)批準(zhǔn)為技改科技項(xiàng)目； 2010年11月，現(xiàn)場開工； 2011年3月16日15點(diǎn)47分，第一臺(tái)熱泵機(jī)組投入試運(yùn)行，

11、17點(diǎn)熱網(wǎng)換熱首站退出運(yùn)行。熱泵機(jī)房外觀熱泵機(jī)房內(nèi)部 2011年3月16日15點(diǎn)47分，部分熱泵機(jī)組投入運(yùn)行。17點(diǎn)，換熱首站退出運(yùn)行，由熱泵機(jī)組獨(dú)立帶熱網(wǎng)負(fù)荷。 調(diào)試階段，熱泵驅(qū)動(dòng)蒸汽用#10機(jī)組采暖抽汽；#5凝結(jié)水泵投運(yùn)，為蒸汽提供減溫水。 首先啟動(dòng)熱泵機(jī)組，隨著熱泵進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的慢慢開啟，熱網(wǎng)水出口溫度逐漸提高，熱泵機(jī)組負(fù)荷達(dá)到預(yù)期，供熱效果良好，#10機(jī)組各參數(shù)無明顯變化，機(jī)組運(yùn)行安全。 投運(yùn)后根據(jù)熱負(fù)荷的變化，#9和#8熱泵機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間較長，初步數(shù)據(jù)較為完整。9號(hào)熱泵機(jī)組運(yùn)行狀況號(hào)熱泵機(jī)組運(yùn)行狀況#9 熱泵機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù) 此工況下機(jī)組供熱量為27.6MW，達(dá)到80%額定負(fù)荷（額定

12、負(fù)荷為34.89MW）。 熱網(wǎng)首站能提供的熱網(wǎng)水流量為602t/h，熱網(wǎng)水通過熱泵后，由45.3加熱到84.8，溫升達(dá)到39.5； 進(jìn)熱泵的蒸汽壓力0.294MPa； 余熱水通過熱泵后，由26.5下降到18.3，溫降達(dá)到8.2，提取余熱量為11MW。 熱泵的性能系數(shù)COP為到1.67，達(dá)到了設(shè)計(jì)值。 8號(hào)熱泵機(jī)組運(yùn)行狀況號(hào)熱泵機(jī)組運(yùn)行狀況#8 熱泵機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù) 此工況下機(jī)組供熱量為35.3MW，達(dá)到101%額定負(fù)荷（額定負(fù)荷為34.89MW）。 熱網(wǎng)首站能提供的熱網(wǎng)水流量為697t/h，熱網(wǎng)水通過熱泵后，由46.3加熱到89.8，溫升達(dá)到43.5； 進(jìn)熱泵的蒸汽壓力0.392MPa； 余熱

13、水通過熱泵后，由31下降到22.8，溫降達(dá)到8.2，提取余熱量為14.1MW。 熱泵的性能系數(shù)COP為到1.67，達(dá)到了設(shè)計(jì)值。 熱泵機(jī)組歷史運(yùn)行數(shù)據(jù) 從上圖可以看出熱泵機(jī)組基本在額定負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行了8個(gè)小時(shí)。運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 綜合8號(hào)和9號(hào)熱泵機(jī)組的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)表明： 余熱回收利用成功，余熱回收利用成功，熱泵機(jī)組可以在熱泵機(jī)組可以在30%105%負(fù)荷范圍負(fù)荷范圍運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 余熱熱源：取自汽輪機(jī)乏汽余熱熱源：取自汽輪機(jī)乏汽,減少空冷島對空排放熱量減少空冷島對空排放熱量; 系統(tǒng)變化：增設(shè)凝汽器系統(tǒng)變化：增設(shè)凝汽器(間接空冷噴汽式凝汽器間接空冷噴汽式凝汽

14、器),提取部提取部分冷凝熱分冷凝熱,補(bǔ)充到集中供熱系統(tǒng)補(bǔ)充到集中供熱系統(tǒng). 技術(shù)優(yōu)勢：在不影響汽輪機(jī)背壓的前提下技術(shù)優(yōu)勢：在不影響汽輪機(jī)背壓的前提下,回收余熱集回收余熱集中供熱中供熱;熱泵效率穩(wěn)定熱泵效率穩(wěn)定. 前提條件前提條件:冬季循環(huán)水水溫較低，如果滿足熱泵運(yùn)行條冬季循環(huán)水水溫較低，如果滿足熱泵運(yùn)行條件，需要提高循環(huán)水溫度件，需要提高循環(huán)水溫度,余熱利用的同時(shí)，影響汽輪機(jī)背余熱利用的同時(shí)，影響汽輪機(jī)背壓的，提高發(fā)電煤耗壓的，提高發(fā)電煤耗. 采暖抽汽量直接影響項(xiàng)目的節(jié)能效果：前面分析的前提采暖抽汽量直接影響項(xiàng)目的節(jié)能效果：前面分析的前提是機(jī)組運(yùn)行在額定抽汽工況是機(jī)組運(yùn)行在額定抽汽工況(500t/h)，如果采暖抽汽量小于，如果采暖抽汽量小于200t/h，上述工況并不節(jié)能。，上述工況并不節(jié)能。 濕冷供熱機(jī)組是否適合采用熱泵回收循環(huán)水冷凝熱，濕冷供熱機(jī)組是否適合采用熱泵回收循環(huán)水冷凝熱，用于集中供熱，需要根據(jù)具體工程情況具體分析。用于集中供熱，需要根據(jù)具體工程情況具體分析。 在集團(tuán)的指導(dǎo)與統(tǒng)一安排下，有序的推進(jìn)熱泵項(xiàng)目的推廣和在集團(tuán)的指導(dǎo)與統(tǒng)一安排下，有序的推進(jìn)熱泵項(xiàng)目的推廣和研究研究. 1）余熱回收利用的成功，可能產(chǎn)生新的節(jié)能增效亮點(diǎn)。有）余熱回收利用的成功，可能產(chǎn)生新的節(jié)能增效亮點(diǎn)。有序的開展工程應(yīng)用，才能保證集團(tuán)利益和工程效果。序的開展工程應(yīng)用，才能保證集團(tuán)利