热电厂供热的新途径

热电厂增加对外供热量的新途径

随着我国城市化进程的加速发展，城镇人口快速增长，新建商业、住宅建筑以及旧房、棚户区的改造大规模展开，采暖面积和供热需求急剧增长，供热源和供热管网的改造已成为城市化发展的主要瓶颈之一。尽管有关方面都在为寻找发展环保高效的新能源和新的供热方式，如太阳能光热和光伏发电能源，分布式能源系统等，但是目前和今后较长一段时间热电厂仍然是主要供热源，而且鼓励新建热电机组单机容量300MW及以上机组。2009年底我国供热机组已达14464万KW，加上大型采暖锅炉房厂，仍是巨大的热源，但是热电厂一次能源的效率仅为45%左右，大量热量主要通过空冷机组的乏汽、水冷机组的循环冷却水和烟气排放损失。近年来在挖掘利用发（热）电厂余热，增加供热量扩大采暖面积和供热需求的研发工作中吸收式热泵技术被使用，并在单机100、200、300MW乃至500MW

的发（热）电厂的节能环保技改项目中实施。其具有增加供热量，减少建设集中供热小锅炉房，避免小锅炉效率低，燃料消耗量大，污染物排放量大的弊病；同时因吸收式热泵技术可以提高热源一次热源水、二次热源站热源水的供水温度，从而提高原有供热管网的供热能力，减少热网管线的改造。因此，受到政府、投资和发电企业的重视，正在迅速发展。

不增加电厂机组和锅炉容量情况下，采用吸收式热泵回收汽轮机乏汽余热、和循环水余热工程设计。有两项工程分别于2010年底和2011年3月投产，均收到了设计予想效果，达到节能减排目的，使汽轮机乏汽废热通过热泵将乏汽冷凝，回收这部分不能接利用的低品位热量，将其转换可为城市集中供热的高品位热量，不仅实现了电厂节能减排，而且可以使电厂的综合效率提高到70～80％，即利用1个单位蒸汽驱动热量，回收0.65～0.85个单位低品热量。该技术具有清洁环保、无污染、高效节能、符合国家政策、并可享受政策性国家补贴，目前该技术还刚刚起步，此项目已列入国家十二五期间节能减排名录，今年已开始在多个城市将实施，开始推广这项技术，我单位也为推广该技术作出微薄贡献。本文在此简介吸收式热泵技术在发（热）电厂余热节能环保技改项目的应用。

一、水冷机组的循环冷却水余热利用

采用带湿式冷却塔的二次循环冷却水供水系统的发（热）电厂，凝汽器循环冷却水排放大气的热量，约占发（热）电厂一次能源消耗的20% ；可以通过吸收式热泵回收循环冷却水中的热量。吸收式热泵以溴化锂溶液作为工作介质，即使泄漏也不会破坏大气臭氧层, 对环境没有影响，可以回收各种低参数的余热。溴化锂吸收式热泵由发生器，冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、屏蔽泵组成，使工作介质在设备中进行循环。它以蒸汽为驱动汽源，在发生器内择放热量Qg，吸收流经传热管内低温水（即循环水）的热量Qe；热网回水经吸收器、冷凝器升温后，再通过热电厂首站热网加热器加热 ,供给厂外热用户。

Cop ：热能利用率

XXX热电厂4×200MW抽汽凝汽机组循环水余热利用工程，电厂每小时通过冷却塔排放大气热量为1440GJ，相当于50吨标准燃煤量，大网循环水量9000t/n，热网回水通过吸收式热泵（驱动汽源160t/h）吸收循环水供回水温差4℃。吸收式热泵将热网回水温度由55℃提高到75℃，再将75℃回水加热到109℃，然后通过尖峰加热器提高到135℃供拾热用户。同时采暖抽汽量由810 t/n减少到538 t/n。为克服吸收式热泵阻力，循环水增设升压泵。该电厂原设计总供热量3669 GJ/h，增加吸收式热泵后供热量达到4181 GJ/h，增加供热量512 GJ/h(142MW) ，相应供热面积285万平方米。目前该电厂通过试运，节能效果较好。所不足的是由于吸收式热泵受于容量或选用吸收式热泵台数限制，未将循环水余热充分利用。凝汽器循环水出水供给吸收式热泵的水温为31℃，回水27℃进入凝结器,因该电厂只利用了部分循环水，而且利用循环水温差小。选用吸收式热泵10台,节约标准煤量只有3.5万吨，今后吸收式热泵循环水进出口温度应选用大温差。节能效果才显著。

二、空冷机组的乏汽余热利用

采用带干式冷却塔（空冷岛）乏汽冷却系统的发（热）电厂，干式冷却塔排放大气热量。汽轮机作完功后乏汽通过干式冷却塔排入到大气，热量相当于热电厂燃料总发热量的20%以上，。干式冷却塔排放热量也可通过吸收式热泵进行回收，吸收式热泵原理和上面介绍的大致相同。

XXX热电厂2x135mw（抽气凝气式）空冷机组乏汽余热利用工程，是利用采暖抽汽作为驱动汽源，在不改变发电量和排汽真空情况下，通过吸收式热泵回收排入干式冷却塔的乏汽。本工程进行了工业性试验，回收乏汽余热量与采暖抽汽热量的比例相当于1：1，其综合节能率达到50%，供热能耗降低50%；供热能力由268MW增加至383MW，采暖面积增加638万㎡；整个采暖期节约7.5万吨标煤，相当于1吨蒸汽可以回收排入大气热量70%。减少二氧化硫，烟尘率污染物排放50﹪。而且若厂外二级供热站换热器采用吸收式热泵技术，热网回水温度可降至20℃；若二级站仍采用原有热力站，热网回水温度在55℃，这样混合后热网回水温度降低到37℃，吸收式热泵热网供回水温度可采用大温差，即供热量加大，同时热网总的循环水量减少，减少了热网管道的投资。

三、设计、施工应注意的问题

1、目前吸收式热泵已有几个厂家生产，但对生产大容量吸收式热泵仍然缺少经验，由于吸收式热泵是一个新产品，设计容量、外型尺寸都不定型，每一个工程都需要根据电厂具体情况确定吸收式热泵容量和台数。吸收式热泵数量尽量减少，采用大容量大温差吸收式热泵，具体吸收式热泵容量和台数应和生产厂家商定。

2、吸收式热泵吸收循环水余热工程较为复杂，应增设循环水升压泵房和吸收式热泵房，需要在厂内选择合适位臵,使电厂从A列出来抽汽管道尽量短,一方面可减少投资另方面可减少压降损失,再有要方便和厂外来热网回水管道联接。循环水升压泵房，建议泵房内装设两台，每台泵容量按60%设臵。

3、吸收式热泵控制室和电力间尽量放在原有控制室和电力间内，如吸收式

热泵房距离主厂房较远可单独设臵控制室。

4、干式冷却塔乏汽旁路管设计要经过应力验算和分析，应力合格后方能正式设计。

5、干式冷却塔乏汽旁路管和第1个补偿器、关断门的施工，是乏汽利用这个项目关键点，关断门下部为支架，在施工时一般先将旁路管与乏汽管焊接好，然后再从内部将主管上与旁路管连接处管道挖掉，这样施工较为安全，而且施工也较方便。

6、循环冷却水因原循环水泵压力不足，要增设循环水升压泵，为保持吸收式热泵一定循环水入口温度，应在循环水入口和排水口上增加调节阀，即进入吸收式热泵循环水温高时自动控制排水，两个调节阀门之间应该连锁。

四、几点建议

1、吸收式热泵技术对解决目前电厂增大供热量是一个较为理想项目，即增大了供热量，又减少了排污量，应值得推广。

2、发（热）电厂余热利用项涉及发电企业、供热企业、投资企业之间在项目管理和经济利益等方面的关系。需要当地政府部门的大力支持和协调，各方面的积极配合，互相支持才能顺利实现。

3、由于老发（热）电厂总平面布臵都比较紧凑，余热空冷机组的乏汽、水冷机组的循环冷却水和烟气余热利用工程，因场地和空间窄小增加的设备和管道布臵比较困难，有时限制了余热利用量，建议在新建电厂时就考虑余热利用工程设备和管道布臵。