利用吸收式热泵回收余热技术介绍.pptx

,华电电力科学研究院,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,China HuaDian Electric Power,Research Institute,供热机组,回收,循环水（排汽）余热供热技术,介绍,1,华电电力科学研究院,2012,年,1,月,4,日,热泵回收余热技术原理,技术背景及供热现状分析,国内余热利用工程实例,专题研究及项目对集团公司意义,余热利用技术路线比较,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,集团内新上项目（案例）简要分析,2,能源是推动人类社会从一个文明迈向另一个更高文明的物质基础。能源的开发、利用极大地促进了人类社会和世界经济的繁荣发展。,世界性的能源问题越来越严重（涉及到战争、工业、交通、日常的生产生活等领域）；,我国政府制定的“坚持节约资源和保护环境”的基本国策以及“节能减排”战略的宏伟规划；,热泵技术具有高效、无污染、低成本以及技术本身的快速发展和成熟应用等优点；,电厂凝汽器的低温循环水，总能量多、品位低并且集中，适合运用热泵技术高效的回收利用特点。,一、技术背景及供热现状,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,（一）技术背景,3,我国城市供热当前仍以煤为主要燃料，全国采暖能耗达,1.8,亿吨标煤,/,年，占全国城市建筑能耗的,40%,；,不少地区仍采用锅炉房或者汽轮机直接抽汽供热的方式供热，不仅热效率低而且对环境的友好性也未改善，同时还存在供热不足的情况；,“十二五”时期，新开工建设火电规模将达,2.6,亿至,2.7,亿千瓦。,2011,年拟新开工火电,8000,万千瓦，火电还将继续扮演主力电源以及供电又供热的角色。,（二）供热现状,4,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,燃料总热量,100%,300MW,亚临界纯凝机组能流图,电力输出38,%,排汽冷凝废热45,%,（三）电厂（,300MW,机组）节能潜力分析,供热输出,30%,排汽冷凝废热20,%,其他损失2,0%,（由于供热新增,3%,）,新增供热,22%,电力输出,3,0,%,300MW,亚临界机组抽汽供热机组能流图,热泵回收余热的抽汽供热机组能流图,电力输出,28,%,其他损失,1,7,%,其他损失20,%(,由于供热新增,3%),能量利用率,6,0,%,能量利用率,38%,能量利用率,80%,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,5,（四）火电厂节能潜力,目前大型抽凝式供热机组大量的凝汽器余热被循环冷却水带走，这部分能量约占总能量,30%,以上，并且通过冷却塔排放掉使能量浪费很大；,汽轮机抽汽在加热一次网回水过程中存在很大的传热温差，大的传热温差造成了巨大的不可逆损失；,城市热网的供回水温差小，使热网输送能力受限，一次网与二次网的传热过程存在较为严重的不可逆损失；,利用传热温差作为驱动力，采用热泵技术回收低温循环水的余热，提高城市热网供回水的温差，可大幅提高能源利用效率实现大规模节能。,6,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,二、余热利用的主要技术路线比较,（一）汽轮机低真空（高背压）供热,实现方法：,提高冷凝式汽轮机背压；凝汽器变为热网加热器；采用抽汽尖峰加热,优点,:,系统简单；降低冷源损失,不足,:,以热定电；,高背压影响机组发电效率；,排汽工况变化可能会影响机组安全性；维护量大，寿命短。,7,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,实现方法：,采用新型供热机组；,低压缸可根据需要切除；,机组在抽凝与背压间转换,优点,:,机组在供热期和非供热期都有较高效率,不足,:,改造投资大，难度大；技术新，风险大；,背压时以热定电，热负荷变化时影响机组发电量。,8,（二）“,NCB,”新型供热机组,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,NCB,机组总体设计思想：,将原,300MW,汽轮机高中压和低压部分断开，各自带发电机；,高、中压汽轮机,+220MW,电机组成高中压机组；,低压汽轮机模块,+100MW,电机组成低压机组；,或者，高低压缸之间加装,SSS,离合器，发电机前置。,传统,300MW,抽汽机组：在最大抽汽时，低压缸需要“陪转”，需 要提供冷却流量（,150t/h,），,本机组可以在冬季最大采暖抽汽时，将低压缸停下来，高中压部分做背压机用。,9,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,实现方法：,以电或功作为驱动力，在电厂侧或用户侧，吸收循环水余热进行供热,优点,:,达到一定的节能效果,不足,:,耗电量大；,管道投资巨大，输送泵能耗高；,供热半径小（,3-5km,）。,10,（三）压缩式热泵回收余热技术,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,实现方法：,在电厂利用吸收式热泵将热网水一次加热至,90,，抽汽二次加热至,120,；,0.5MPa,饱和蒸汽驱动热泵,优点,:,利用吸收式热泵回收,余热，耗电低,不足,:,热泵容量大，占地多；,抽汽量大，对发电有影响,11,（四）集中设置吸收式热泵供热,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,实现方法：,利用吸收式热泵换热机组，通过对一、二次网进行换热，大幅实现降低热网回水温度。,优点,:,大幅提高热网的供热,能力，降低管网投资，,提高电厂热效率。,不足,:,需要与城市热网相关部门协调，难度较大。,12,（五）基于,Co-ah,循环的热电联产集中供热方法,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,几种技术路线的综合评价,优点有,：,（,1,）系统结构简单（,2,）投资省（,3,）技术易掌握（,4,）大幅度节能（,5,）降低管网投资等；,缺点有：,（,1,）改造难度大（,2,）对厂房的占地要求大（,3,）与相关部门的协调难度大（,4,）技术新、存在的风险也较大等。,因此，综合分析得出，根据电厂实际需要采用吸收式热泵或者低真空（高背压）供热技术是当下最适宜采用的技术。,13,以上五种技术路线各有优缺点：,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,热泵技术即一种利用高品位能量（电能、功）驱动，实现将热量从低温热源向高温热源转移的技术。,按热源分类：,空气源热泵,地源热泵,水源热泵（地下水、地表水等）,按工作原理分类：,压缩式热泵,吸收式热泵（溴化锂）,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、热泵回收余热技术原理,14,热泵技术发展,国外：,20世纪40年,50年代,，主要发源于欧洲及美国。,20 世纪 70 年代初期开始，进一步发展。,国内：,始于80年代初,全国已经有400多家企业研发和生产热泵热水器。,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,15,热泵技术原理图,低温,驱动力,能量品位,高,中,低,中温热源,热泵,用户,空调,空调技术原理图,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,16,压缩式热泵工作原理,工质在不同压力下沸点不同的特性；,凝结放热、蒸发吸热的原理。,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,17,输入,1kW,的电能，从,30,40,余热中可制取,3.5kW,的,80,左右的高品位热能。,吸收式热泵工作原理,热力循环与溶液循环；,溴化锂极好的吸水性；,浓溶液稀释放热特性；,水在低压力“闪蒸”吸热特性。,输入,1kW,的,266,0.5MPa,蒸汽，可制取,1.7kW,的,80,左右的中低温热能（热网循环水）。,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,18,溴化锂吸收式机组的特征,可以利用各种热能，如以蒸汽、热水和燃料燃烧产生的烟气为驱动热源；,以各种低品位热源，如余热、排热、太阳能、地下热能、大气和江河湖水等为低温热源。,经济性好、能源利用率高，用于采暖供热与传统使用的锅炉相比，显然有热效率高、节能效果好等优点。,19,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,循环水,循环水,二次网供水,二次网回水,抽汽,电站锅炉,汽轮机,排汽,采暖用户,一次网供水,汽水,换热器,水水换热器,一次网回水,凝水,传统系统供热工艺流程图,吸收式热泵回收余热原理及流程,直接排放,20,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,凝水回锅炉,循环水,循环水,二次网供水,二次网回水,抽汽,电站锅炉,汽轮机,排汽,采暖用户,一次网供水,汽水,换热器,水水换热器,一次网回水,吸收式热泵,凝水,吸收式热泵系统供热工艺流程图,抽汽参数保持不变,余热回收,21,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,热能品位,高,中,低,理论基础：,“温度对口 梯级利用”,汽机输入热量,电,排汽,抽汽,供热,驱动力,温差,热用户,正卡诺循环,逆卡诺循环,正逆耦,合循环,T,S,T,S,22,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,1,）内蒙某热电厂,内蒙古某电厂余热利用项目是国内首个“基于吸收式循环技术”示范基地。利用此项技术通过改造由该热电厂现有的,1,台热电机组和该热电厂供热区的供热系统，新系统承担,16,万平方米 的小区住宅供暖任务。,四、国内余热利用工程实例,项目工艺流程,23,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,现场设备,24,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,2,）,山西某热电厂（,1,）,该余热项目一期工程为,6,台,30MW,溴化锂吸收式高温热泵，回收冷凝热,72MW,。电厂冷却循环水进热泵机组温度,40,，出口温度,30,；城市热网回水进热泵机组温度,60,，出口温度,90,。一期工程新增供热面积约,144,万平米。一期工程年节能,93.9,万,GJ,，节标准煤（按锅炉平均运行效率,60%,估算）,5,万吨；节水,52.85,万吨。每年少排二氧化碳,12.7,万吨。,25,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,现场设备,26,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,3,）山西某热电厂（,2,）,该热电厂乏汽余热利用示范工程，系采用基于吸收式循环的热电联产集中供热技术，回收电厂汽轮机乏汽的余热，大幅提高热电厂供热能力和能源利用效率，为城市棚户区和沉陷区进行集中供热的改造工程。改造后满足,2010,年冬季城市“两区”共计,638,万平方米的建筑采暖需求。本项目将供热能力增加了,140MW,，将电厂供热能力提高了,52%,。,27,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,现场照片,28,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,4,）山西某热电公司（,3,）,该余热回收集中供热技改项目由热泵厂家设计并提供,10,套,35MW,热泵机组。该热电公司节能技改工程是目前国内最大的热电厂余热回收供热项目，总容量达到,1035MW,，可满足电厂新增的,279.6,万平方米的供热需求。,29,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,现场照片,30,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,5,）北京某热电厂,该余热利用项目每年可节约标煤,3.4,万吨，减排,CO,2,排放量,8.8,万吨，减排,SO,2,排放量,285.6,吨，减排,NO,2,排放量,248.6,吨。目前，设备系统运行稳定，经测试热泵,COP,值,1.85,远远高于,1.68,设计值，单台热泵回收余热量约,64MW,，高于设计值,8.3MW,，工程实际节能效果远优于设计值。,31,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,现场照片,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,6,）北京某大型化工企业,该化工企业在合成橡胶生产过程中，凝聚环节所消耗的能量占总能耗的,60%,，采用,5000,千瓦吸收式热泵装置回收这部分大量的蒸汽余热，一年即可获得经济效益,300,多万元。之后，公司先后将两套吸收式热泵装置用在顺丁橡胶生产线上，此项技改一年可为企业增效,1000,多万元。,33,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,应用实例一览表,目前国内电厂凝汽余热利用情况一览,项目,回收循环水余热总,量,新增供热面积,年采暖收益,节省标煤量,二氧化碳减排,万,GJ/,年,万平方米,万元,万吨,/,年,万吨,内蒙古某电厂,4.9,16,96.04,0.3,0.5,山西地区某电厂（一）,93.9,144,3456,4.93,9.85,山西地区某电厂（二）,199.4,280,4194,6.8,17,山西地区某电厂（三）,190,317,3990,8,21,北京地区某电厂,147.5,246,10027,3.4,8.8,黑龙江地区某电厂,178.8,230,4827.6,7.67,19.2,34,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,五、集团内新上项目（案例）简要分析,35,以供热机组循环水余热供热利用为主要研究对象，对热能由循环水系统向热网系统转移的方式与应用技术进行研究，对系统整体运行可靠性、安全经济性进行研究。,技术路线,低温余热回收,技术的研究论证,热泵技术,性能分析,与机组、热网的匹配及系统,布置运行方式的研究论证,对发电机组安全,经济性影响研究,投资、效益,分析比较,技术方案,论证选择,具体可行性,研究,优化与工程,设 计,设计改进后的,系统分析,研究成果的,实 施,成果优化,改 进,投入应用与总结推广,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,对电厂现有供热状况以及未来供热规划进行调研，调研内容包括：（,1,）电厂的立项意愿；（,2,）电厂的基本情况；（,3,）电厂的供热现状、供热规划及外部的供热需求；（,4,）电厂的地质水文、及可用于建设的厂址条件；（,5,）与电厂在项目上的具体合作方式等。,在调研基础上,分别建立吸收式热泵的计算模型、计算分析并比较了利用压缩式热泵和利用吸收式热泵回收循环水低温废热的方案。通过分析比较，推荐选择利用吸收式热泵回收循环水低温废热的方案。,前期工作：,36,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,37,本,工程,设计,3,台吸收式热泵,，总容量,113MW,；,利用汽机四段抽汽,106t/h,（,0.34MPa/141,）,作为驱动汽源,；,回收一台机组,余热（,47.9MW,）；,循环水流量,10000t/h,，,供回水温度,36.0/31.5,；,热网循环水流量,5400t/h,，,热网水供,出,水温度,58/75.3,。,新增供热面积,80,万,m,2,；,供热量增加情况下可使单台机组煤耗下降约,70g/kWh,；,供热量不增加情况下单台机组煤耗下降约,18g/kWh,。,项目余热利用概况,1,）新疆苇湖粱电厂余热利用项目,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,38,增加电厂对外供热,47.9MW,，,新,增供热面积,80,万平方米,；,折算,每年节约,标煤为,2.58,万吨,，与,分散小锅炉供热,相比,年,可节约,供热标煤耗量,3.23,万吨,；,每年可节约循环冷却水,64,万吨；,项目动态投资,5951,万元，投资收益率达,16.06%,，投资回收期,6.23,年；,可申请中央节能奖励资金约,1000,万元。,经济效益,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,39,不新增化石燃料输入，不会带来新的污染物排放；,减少,CO,2,排放,8.46,万吨年,；,减少,SO,2,排放,275,吨年,；,减少,NO,X,排放约,239,吨年,；,减少灰渣排放,0.97,万吨,/,年,；,响应了国家节能减排的号召，,对推动经济转型有重,大的促进作用,。,环保效益,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,40,项目所取得的阶段性成果,项目类别,项目名称,成果颁发单位,专利授权证书,ZL 201120040670.8,一种电厂低温废热的回收装置,国家知识产权局,成果应用证明,苇湖梁电厂提供的项目经济和社会效益应用证明,华电新疆发电有限公司苇湖梁电厂,性能试验报告,新疆华电苇湖梁发电有限公司汽轮机组冷凝废热集中供热项目热力性能测试报告,西安热工研究院,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,41,本,工程,设计,8,台吸收式热泵,，总容量,307MW,；,回收一台,300MW,机组,余热（,130.59MW,）；,驱动蒸汽用量,267t/h,、,140,；,循环水量,12000t/h,，热泵,供,出,水温度,60/82,。,新增供热面积,225,万,m,2,；,项目余热利用概况,2,）佳木斯电厂余热利用项目,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,42,增加电厂对外供热,130.59MW,，,新,增供热,225,万平方米,；,折算,每年节约,标煤为,7,万吨,，与,分散小锅炉供热,相比,年,可节约,供热标煤耗量,8.75,万吨,；,项目动态投资,12666,万元，投资收益率达,26.27%,，投资回收期,5.6,年；,可申请中央节能奖励资金约,1500,万元。,经济效益,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,43,不新增化石燃料输入，不会带来新的污染物排放；,减少,CO,2,排放,14,万吨年,；,减少,SO,2,排放,730,吨年,；,减少,NO,X,排放约,800,吨年,；,减少灰渣排放,3.25,万吨,/,年,；,年节约江水,5000,万吨；,响应了国家节能减排的号召，,对推动经济转型有重,大的促进作用,。,环保效益,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,模型建立,设单位质量驱动蒸汽在额定工况下，汽轮机的出力为,P,1,，在热泵中的放热量为,Q,1,；单位质量低压缸排汽在循环水入口温度为,t,2,时，放热量为,Q,2,(t,2,),，在汽轮机的出力为,P,2,(t,2,),；,当,t,2,等于额定工况下的温度,t,0,时，,Q,2,(t,2,)=Q,2,，,P,2,(t,2,)=P,2,；,当循环水入口温度为,t,2,时，为了回收单位质量的汽轮机排汽减少的总出力为：,P=P,2,-P,2,(t,2,)+Q(t,2,)/(cop-1)/Q,1,P,1,；,六、专题研究及对集团公司的意义,专题研究,热泵系统优化,44,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,因,p,2,(t,2,),随着循环水入口温度,t,2,的增加减小,若热泵,COP,不随,t,2,变化，,尽量选取较小的,t,2,。,尽量选取较大的,t,2,。,实际上，热泵,COP,随,t,2,增加而减小,若,恒大于零,若存在 等于零,存在最优的,t,2,。,其中,45,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,热泵的,cop,随循环水入口温度,t,2,的变化,热泵特性,46,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,1kg/s,汽轮机排汽出力减少量,P,2,随循环水入口温度,t,2,的变化,300MW,亚临界额定抽汽量情况下,47,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,排汽出力减少量,P,2,和抽汽出力,P,1,随,t,2,的变化,48,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,回收,1kg,汽轮机排汽汽轮机出力减少与循环水入口温度的关系,总之，对于正逆耦合循环系统，,存在着一个最佳的低温循环水入口温度,，也即低压缸排汽压力，在本实施例中循环水温度的变化对供电煤耗的影响约,3.7g/kWh,，对系统效率的影响约为,0.56,个百分点。,49,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,锅炉效率,90%,主蒸汽温度,/,压力,537,/16.67MPa,再热蒸汽温度,/,压力,537,/3.34MPa,抽汽温度,/,压力,248,/0.4MPa,额定排汽压力,0.013Mpa,高,/,中,/,低压缸效率,0.887/0.932/0.872,循环水温升,10,凝汽器端差,4,热网回水温度,60,热网供水温度,90,热泵出口温度,84,热泵,COP,1.74,抽汽流量,403t/h,热泵用汽量,281t/h,优化后系统主要技术参数,50,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,纯凝工况,抽凝工况,新系统,输入能量（,MW,）,724.2,754.0,754.0,锅炉损失（,MW,）,72.4,75.4,75.4,汽机排汽损失（,MW,）,345.6,190.4,0.0,辅机能耗及其他（,MW,）,21.1,22.8,34.5,供电功率（,MW,）,285.0,237.4,214.0,供热量（,MW,）,-,228.0,430.1,能量利用率,39.4%,61.7%,85.4%,系统效率,37.9%,34.4%,35.1%,供热效率,-,46.8%,62.0%,发电煤耗,312.1,259.0,158.5,300MW,亚临界机组不同方案的性能比较,51,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,从纯凝工况下到额定抽汽量下：,1,）机组的能量利用率由,37.9,提高至,61.7%,汽轮机的排汽损失减少了约,155.2MW,；,2,）系统的,效率下降了,3.5,个百分点,汽轮机抽汽为品位：,248,、,0.4MPa,的中温蒸汽，而加热的热水仅从,60,加热到,90,，大温差造成了较大的,损失。,52,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,3,）系统的发电量减少了约,23.4MW,新系统将排汽压力提高至,13kPa,造成系统发电 功率下降,10.5MW,；,抽汽量增加使得系统发电功率减少,12.3MW,；,新增系统后热泵耗功，热网泵耗功等使得厂用电新增约,0.6MW,。,新系统相对于额定抽汽工况：,1,）系统的能量利用率提高至,85.4%,排汽余热全部被回收,2,）系统的效率提高了,1.7,个 百分点,供热,效率由原来的,46.8%,提高至,48.5%,利用热泵技术，以汽轮机中压缸抽汽作为驱动力，提高了汽轮机的排汽的品位，减少了换热温差。,53,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,如果在传统系统中以发电煤耗为,320g/kWh,，供热量,100%,计算：,一个供热期新系统增加供热量相当于约,10.7,万吨标煤，减少的发电量就相当于约,3.2,万吨标煤。,因此，通过对一台,300MW,的亚临界机组的节能改造，可每年节约煤炭约,7.5,万吨标煤。,节煤量分析,54,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,新系统具有较高的热力学性能，能量利用率达,85%,，,效率为,48.5%,。,相对于抽凝机组，能量利用率提高,23.7,个百分点，,效率提高,1.7,个百分点，年节煤量达到,7,万吨以上。,系统利用热泵技术，以蒸汽和热网水的换热温差作为驱动力，大大减少了供热系统的,损失，使供热系统佣效率由,46.8%,提高至,48.5%,。,系统通过热泵技术回收汽轮机的排汽热量用于供热，将原本电厂排放到环境中的热量用于城市供热，充分利用了电厂的低温热量，达到了很好的能量利用率和经济收益，具有广阔的推广前景。,小 结,55,其他重要专题,（,1,）热泵技术研究：,包括热泵种类、技术性能比较，热泵,类型选择与技术优化方向研究等，对蒸汽型溴化锂吸收式热泵技术性能开展重点研究；了解掌握当前先进热泵研发关键技术环节、工艺与发展方向。,56,56,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,（,2,）电厂余热条件下热泵技术参数选择和系统技术方案研究：,机组设计性能参数,热力网设计情况,实际运行状况,发电、供热条件,环境、发展要求,研究依,据,研,究,内容,驱动汽源影响,循环水影响,电、热负荷影响,安全与效率,变工况适应能力,主要边界,抽汽参数的设计边界,凝汽器热负荷的设计边界,热泵热网水的设计边界,不同技术方案合理性、节约性比较,归,纳,综,合,57,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,（,3,）主要辅机设备的技术校核及改进方案研究：,包括：对热泵、循环水泵、抽汽压力调节装置等的技术校核与改进方案研究。,热泵：参数选择后需根据现场需求进行优化设计，考虑进一步提高效率，提高实际运行能力（如：过热度利用、水质适应、运输、安装、检修条件改善等）；,循环水泵：新的余热水循环水泵与原有热网循环水泵应校核；,压力调节装置：设备选型、抽汽的改造研究与系统布置的改进提高。,58,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,安全性：,热,泵系统出现故障，应可切换原有热网供热系统运行，两套系统可以独立工作；,机组出现故障时，应可实现另一台机组循环水切换运行；,企业最低供热保证率不小于,70%,；,循环水系统、蒸气系统、疏水系统的设置均应满足事故工况运行条件；,循环水必须考虑防冻问题。,（,4,）网、源热力系统工艺设计研究：,主要包括对热力系统设计的安全性、经济性等进行研究。,59,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,采暖初末期与严寒期热负荷有较大差别，余热回收利用后将一定程度对机组发电功率产生影响，形成,“,以热定电,”,局面，系统设计方案的选择需综合考虑热、电两方面的需求和可通过调节手段努力实现最大程度的循环水余热全部回收,；,凝汽器循环水出口温度对机组以及热泵经济性有着重要影响，系统设计应考虑完善的温度可调整措施，保证在不同电、热负荷条件下，机组与热泵能在最佳的效率曲线附近运行,；,原有供热系统设备设施应充分考虑。,60,经济性：,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,（,5,）循环水余热供热运行方式及控制研究：,对余热回收利用系统正常运行调整及切换运行方式的研究；,对热泵自动控制系统的研究；,对系统就地与主控室控制、监视系统的研究；,制订指导性、可操作性强的运、检、维护规程等。,包括对运行方案、调整控制措施、运、检、维护规程等的研究,（,6,）投资与效益分析：,包括对投资方案、投资规模技术经济效益分析与综合比较等。,61,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,电站锅炉,蒸汽轮机,凝汽器,抽汽,凝水回锅炉,一次网供水,一次网回水,吸收式热泵,循环水,凝水,抽汽,汽水,换热器,86,流量：,10240t/h,水水换热器,二次网供水,二次网回水,采暖用户,压缩式热泵,（,7,）压缩式热泵与吸收式热泵相结合研究,特点一：,拓展了工作温区,特点二：,压缩式热泵具有很高的,COP,特点三：,增强了机组的稳定性,62,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,（,8,）热端温度的优化匹配（增加透平机或压力匹配器）；,（,9,）换热管表面受热面结垢问题研究；,（,10,）热泵系统适用范围的研究,63,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,64,技术应用价值及推广,在华电集团内推荐实施该技术对供热及煤耗的影响,项 目,主要指标影响,可新增供热面积,2900,多万平方米,300MW,等级改造机组全年平均供电煤耗下降,41g/kWh(11g/kWh),300MW,等级全部机组全年平均供电煤耗下降,8.6g/kWh(2.3g/kWh),全部火电机组的全年平均供电煤耗下降,2.8g/kWh(0.68g/kWh),对集团公司的意义,在华电集团内推荐实施该技术对供热及煤耗的影响,注：括号内的数据为集团公司修正公式后的数据。,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,如果在新建机组采用回收冷凝热技术可以避免排汽冷凝热的浪费，使供热机组的发电煤耗进一步降低,60g/kWh,以上；,对供热需求增加或由于热网安全性需要增加供热能力的电厂，利用本技术可取代经济性较差的热水炉；,采用本技术不仅可以使集团公司获得巨大的经济和社会效益，更能掌握该领域内的核心前沿技术，使集团在竞争中处于优势；,当前集团公司共有供热机组容量,1600,多万,kW,，如果供热机组的一半采用本技术，可使集团公司火电机组的平均发电煤耗下降约,7g/kWh,。,65,推广价值,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,华 电 电 力 科 学 研 究 院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,66,华电电力科学研究院,HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,2012.1.4,