基于吸收式换热的电厂余热利用技术探讨

摘要:火电厂低温循环水的能量约占电厂耗能总量的30%以上,充分利用这部分能量可以最大限度提高能源利用率,拓宽供热市场,对企业发展是一个良好的机遇,基于吸收式换热的电厂余热利用技术就是能够利用火电厂的低温循环水的余热,来提高电厂的对外供热能力。文章介绍了
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  摘要:火电厂低温循环水的能量约占电厂耗能总量的30%以上,充分利用这部分能量可以最大限度提高能源利用率,拓宽供热市场,对企业发展是一个良好的机遇,基于吸收式换热的电厂余热利用技术就是能够利用火电厂的低温循环水的余热,来提高电厂的对外供热能力。文章介绍了吸收式热泵的工作原理和基于吸收式换热的电厂余热利用技术系统流程。
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  关键词:吸收式换热;热电联产;余热利用
  中图分类号:TU995 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)10-0053-02
  最近几年,为改善我们生活环境,减少能源利用时对环境的影响,同时为促进节约能源和优化用能结构,建设资源节约型、环境友好型社会,国家把节能作为了一项长期的战略任务,节约资源和能源综合利用保护环境也是当前我们国家的紧迫任务。目前,北方地区的供热能耗约占全国建筑能耗40%,是建筑节能的重点,对比水源热泵、燃煤锅炉和热电联产三种能耗,热电联产的能耗最低,因此,大力发展热电联产是我国集中供热系统热源节能改造的主要方向。
  大力发展热电联产可以采用上大压小,增上大容量供热机组,凝汽器火电厂改供热或加装供热机组等方法。对于已是热电联产机组,机组容量适中,如何增加供热能力,已成为一个共性问题。
  火电厂低温循环水的能量约占电厂耗能总量的30%以上,充分利用这部分能量可以最大限度提高能源利用率,拓宽供热市场,对企业发展是一个良好的机遇,基于吸收式换热的电厂余热利用技术就是能够利用火电厂的低温循环水的余热,来提高电厂的对外供热能力。本文就是对基于吸收式换热的电厂余热利用技术进行介绍并谈一下自己的看法。
  1 吸收式热泵的作用及原理
  吸收式热泵是余热利用的有效手段,可以对提高系统或过程的节能率发挥重要作用。吸收式热泵简单的说就是实现低温的热量和高温的热量之间的转换,通过泵来进行泵送形成循环,这套装置也就是我们所说的循环系统。达到了回收利用低温的热能的效果,节约了能源保护了环境。
  溴化锂吸收式热泵就是利用溴化锂溶液的物理特性浓度不同和水的蒸发、冷凝特性,实现循环过程中产生的传热作用,通过交换器把低温热源和高温热源接触实现了热量交换。随着蒸发温度不断的升高,蒸发压力与吸收压力也不断升高。溴化锂吸收式热泵主要组成部件有蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、溶液热交换器、溶液泵、工质泵、抽气装置、制热控制装置和安全装置。
  吸收式热泵的工艺流程及利用吸收式热泵利用工业或者电厂产生的大量中间的废热和低温热源的温度差,来进行制取那些热量少但温度又比较高的的废热,在这个过程中把一部分废热的参数提高。换句话简单来说就是我们把不同的溶液放在相同的蒸汽压力下,不同的溶液的饱和温度不一样来实现的吸收式热泵的连续制热。
  2 基于吸收式换热的电厂余热利用技术系统流程
  将吸收式热泵机组集中设置在电厂内部,系统流程如图1所示,采用吸收式热泵回收汽轮机排汽冷凝热,将一次网热水从60℃加热到90℃,热水90℃到120℃仍然使用汽轮机抽汽来加热;汽轮机排汽向循环水冷凝放热,循环水25℃进热泵,20℃出热泵,再进汽轮机凝汽器吸热升温,如此循环,将凝汽器排热输送给热泵;吸收式热泵需要使用部分0.4MPa的饱和蒸汽作为驱动热源。
  3 基于吸收式换热的电厂余热利用技术的优缺点及建议
  基于吸收式换热的电厂余热利用技术利用原本直接加热热网回水的供热把抽汽的热量作为驱动动力,电厂凝汽器中循环水余热作为热泵的低温侧热源,通过吸收式热泵泵送和热网加热器逐级加热一次网回水至设计温度。有助于大幅提高热电厂供热能力,同时提高供热系统综合能效。大量循环水余热资源得到回收后,能够提高电厂供热能力20%~50%,在供热负荷不变时可减少汽轮机的抽汽量,增加汽轮机的发电能力,提高系统整体能效,提高综合能源利用效率40%。缺点就是由于受热网回水温度高的制约,同时为了达到电厂回收余热利用为目的,需要的热泵容量大、体积大,导致电厂热网中热泵设备占地面积大,在多数电厂会缺少场地布置,只有在热网设计过程中充分考虑;同时由于热网回水温度相对较高,一般电厂回收余热要求更高汽轮机抽汽参数和余热参数才能到达一定效果,回收余热的比例较小,节能性受到限制。对于新疆区域内的热电联产机组,因冬季循环水温度低至20℃以下,因此回收余热的比例会更小,故如若在热电联产机组上一套吸收式换热机组纯供热使用,经济性会大打折扣。
  考虑到新疆区域冬季严寒天气的特殊情况,仅仅在冬季利用电厂余热使用吸收式换热机组供热是不经济的。由于用吸收式热泵回收汽轮机排汽冷凝热,能够将一次网热水从60℃加热到90℃,而仅仅利用25℃的循环水,在夏季,循环水温能够达到35℃~40℃,如果将这部分余热进行利用,用来加热凝结水或者热用户用水,将能够取得更好的经济性。在吸收式换热机组的基础上,只需增加管路设置,便能够实现,并能够在夏季、冬季实现切换,这样结合实际进行调节,将能实现吸收式换热机组最大效率的应用和电厂余热合理的利用。
  4 结语
  基于吸收式换热的电厂余热利用技术目前已在2008年赤峰富龙热电厂余热回收项目、2009年阳泉煤业集团第三热电厂项目、华电大同第一热电厂以及北京石景山热电厂得到了成功应用,取得了较好的效果。疆内也已有部分电厂采用了基于吸收式换热的余热利用技术。基于吸收式换热的电厂余热利用技术目前已经在各个热电联产机组大力推广,如果能够因地制宜的将基于吸收式换热的电厂余热利用技术优化运用,最大限度的提高吸收式换热机组有限使用率,将会达到更好的节能和经济效果。
  参考文献
  [1] 中国建筑节能年度发展报告.2009.
  [2] 基于吸收式循环的新型热电联产技术清华大学建筑节能研究中心.
  作者简介:王强(1982―),男,中电投新疆能源化工集团有限责任公司助理工程师,研究方向:火电发电。

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