热泵在余热回收中的应用
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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，二氧化硫
80°C 热用户
汽机
凝水
55°C
排汽 凝水
凝汽器
吸收热泵 供热循环泵
Βιβλιοθήκη Baidu
冷却循环泵
图1 方案1
60°C
图1 方案一
方案二 冬季供暖集中供热系统2
进汽
抽汽
105°C
汽水换热器
92°C
105°C
63°C 水水换热器
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
◆品位低。排汽压力：水冷，4-8kPa；空冷，15kPa。冷凝 温度:水冷，29-41.5℃；空冷，54℃。
◆量大、集中。平均发电耗热约占总输入的32%左右。纯凝汽 工况排入大气的可回收冷凝热占50%以上，为发电耗热的1.5倍 以上；供热工况可回收冷凝热约为发电耗热的0.7-1.3倍。
火（热）电厂冷凝热的特点
1.2火（热）电厂与热负荷的基本情况
我国集中供热随着城镇化的建设发展迅速，2009年全 国集中供热面积已经达到35.6亿平方米。北方地区集 中供热热源日显不足，现有的热电联产供热能力有限， 在许多城市不得不新建大型区域锅炉房（热源厂）作 为集中供热热源。热源缺口较大。
正在集中供热的热电机组以及可资利用的火电机组的 冷凝热未被利用，冷凝热仍然通过空冷岛或凉水塔排 空，火（热）电机组，包括单机容量在300MW以上的 大型火电机组仍然在低效率高能耗的状态下运行。
热泵对热用户制热，冬季供暖，夏季供冷，四季提 供生活热水。
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
方案一 冬季供暖集中供热系统1
进汽
抽汽
105°C
汽水换热器
90°C 105°C 水水换热器
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
洗浴
50°C
50°C
80°C
水水换热器
45°C 40°C 60°C 55°C
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
1.3设计思想
１用热泵技术回收电厂冷凝热 火力发电厂冷凝热通过凉水塔或空冷岛排入大气，
形成巨大的冷端损失，是火力发电厂能源使用效率低下 的主要原因，不仅造成能量和水（或电）的浪费，同时 也严重地（热）污染了大气。火力发电厂冷凝热排空， 是我国乃至世界普遍存在的问题，是浪费，也是无奈。 然而，随着热泵技术的发展，特别是大型高温水源热泵 的问世，使得发电机组冷凝热回收将成为可能。
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 在冷却塔冷却，可减少能耗、水耗及其它运行费用。
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
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
冷用户 17°C
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
汽轮机排气热损失
61.5
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（按锅炉 平均运行效率60%估算）16.1万吨；节水 85.05万吨。
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。
9°C
供冷 吸收冷水机组
37°C 冷却塔
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
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。
57.5
*热工手册 任泽霈等 主编 机械工业出版社 2002年11月第一版
52.5
50.5
1.1.2火（热）电厂冷凝热现状处理方法
冷凝热排空(丢弃) 热电厂做功后的蒸汽需要冷凝成水回到锅炉。目
前普遍采用的方法是通过水冷或空冷冷凝蒸汽，冷凝 热排入大气。 冷凝热回收
由于冷凝热属于低品位热源，难以利用,除低真空 的背压机组外，极少回收。
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 的经济性为目标合理配置热泵机组。吸收式热泵工作在 高温段，离心式热泵工作在低温段，吸收式和离心式热 泵平均制热能效比COP分别在1.7和6以上 。
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：
合计: 每年少排灰渣10.6万吨，烟尘383吨，二氧化硫
80°C 热用户
汽机
凝水
55°C
排汽 凝水
凝汽器
吸收热泵 供热循环泵
Βιβλιοθήκη Baidu
冷却循环泵
图1 方案1
60°C
图1 方案一
方案二 冬季供暖集中供热系统2
进汽
抽汽
105°C
汽水换热器
92°C
105°C
63°C 水水换热器
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
◆品位低。排汽压力：水冷，4-8kPa；空冷，15kPa。冷凝 温度:水冷，29-41.5℃；空冷，54℃。
◆量大、集中。平均发电耗热约占总输入的32%左右。纯凝汽 工况排入大气的可回收冷凝热占50%以上，为发电耗热的1.5倍 以上；供热工况可回收冷凝热约为发电耗热的0.7-1.3倍。
火（热）电厂冷凝热的特点
1.2火（热）电厂与热负荷的基本情况
我国集中供热随着城镇化的建设发展迅速，2009年全 国集中供热面积已经达到35.6亿平方米。北方地区集 中供热热源日显不足，现有的热电联产供热能力有限， 在许多城市不得不新建大型区域锅炉房（热源厂）作 为集中供热热源。热源缺口较大。
正在集中供热的热电机组以及可资利用的火电机组的 冷凝热未被利用，冷凝热仍然通过空冷岛或凉水塔排 空，火（热）电机组，包括单机容量在300MW以上的 大型火电机组仍然在低效率高能耗的状态下运行。
热泵对热用户制热，冬季供暖，夏季供冷，四季提 供生活热水。
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
方案一 冬季供暖集中供热系统1
进汽
抽汽
105°C
汽水换热器
90°C 105°C 水水换热器
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
洗浴
50°C
50°C
80°C
水水换热器
45°C 40°C 60°C 55°C
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
1.3设计思想
１用热泵技术回收电厂冷凝热 火力发电厂冷凝热通过凉水塔或空冷岛排入大气，
形成巨大的冷端损失，是火力发电厂能源使用效率低下 的主要原因，不仅造成能量和水（或电）的浪费，同时 也严重地（热）污染了大气。火力发电厂冷凝热排空， 是我国乃至世界普遍存在的问题，是浪费，也是无奈。 然而，随着热泵技术的发展，特别是大型高温水源热泵 的问世，使得发电机组冷凝热回收将成为可能。
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 在冷却塔冷却，可减少能耗、水耗及其它运行费用。
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
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
冷用户 17°C
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
汽轮机排气热损失
61.5
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（按锅炉 平均运行效率60%估算）16.1万吨；节水 85.05万吨。
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。
9°C
供冷 吸收冷水机组
37°C 冷却塔
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
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。
57.5
*热工手册 任泽霈等 主编 机械工业出版社 2002年11月第一版
52.5
50.5
1.1.2火（热）电厂冷凝热现状处理方法
冷凝热排空(丢弃) 热电厂做功后的蒸汽需要冷凝成水回到锅炉。目
前普遍采用的方法是通过水冷或空冷冷凝蒸汽，冷凝 热排入大气。 冷凝热回收
由于冷凝热属于低品位热源，难以利用,除低真空 的背压机组外，极少回收。
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 的经济性为目标合理配置热泵机组。吸收式热泵工作在 高温段，离心式热泵工作在低温段，吸收式和离心式热 泵平均制热能效比COP分别在1.7和6以上 。
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：