撰稿:河北省電力公司電力科學(xué)研究院 郭江龍
電廠冷端余熱泛指凝汽器循環(huán)水、空冷島乏汽攜帶的熱量,均屬于低品位熱源,直接向環(huán)境釋放造成巨大的能源浪費(fèi),對其排放環(huán)境也會造成負(fù)面影響。隨著熱泵技術(shù)的快速發(fā)展,特別是熱泵大型化技術(shù)日趨成熟,使得回收電廠冷端余熱用于城市集中供熱成為可能。由于工程建設(shè)造價較高,客觀、準(zhǔn)確估算節(jié)能量對這項(xiàng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用是非常必要的。
問題提出:熱泵驅(qū)動蒸汽來自于汽輪機(jī)供熱采暖抽汽,其能效比COP值(Coefficient of Performance,供熱量與所消耗熱能的比值)可達(dá)到1.7左右,即一份抽汽熱量可以回收0.7份的電廠冷端余熱。這部分蒸汽的熱量最終仍然進(jìn)入到一次網(wǎng)中,因而所回收的余熱從運(yùn)行成本上看幾乎是無代價的,這就是熱泵技術(shù)應(yīng)用于電廠冷端余熱供熱節(jié)能的關(guān)鍵所在。但是供熱機(jī)組熱、電2種產(chǎn)品同時生產(chǎn),受成本分?jǐn)偡椒ㄓ绊?,其自身熱、電成本核算就一直存在著爭議。而熱泵驅(qū)動蒸汽來自汽輪機(jī)供熱采暖抽汽,產(chǎn)品又是熱能,因此盡管這項(xiàng)技術(shù)節(jié)能是毋庸置疑的,但其節(jié)能收益估算卻具有主觀人為性,不同的計算邊界條件,都會對節(jié)能收益估算產(chǎn)生較大影響。
推薦方法:工程節(jié)能收益一般可以按照折算增加的供熱面積、節(jié)省的供熱抽汽價格、發(fā)電負(fù)荷增加量、燃煤減少量等4種方法估算。推薦根據(jù)工程建設(shè)、投運(yùn)后電廠實(shí)際供熱需求變化情況,合理選擇這些方法估算節(jié)能收益,特別在工程可研立項(xiàng)時要避免人為夸大收益估算值,誤導(dǎo)工程投資建設(shè)的情況發(fā)生。
應(yīng)用實(shí)例:以某熱電廠冷端余熱利用工程為例,汽輪機(jī)為 C300/246-16.7/0.35/537/537型,機(jī)組冷端余熱回收量取100MW,按照折算增加的供熱面積估算收益約4 100萬元;按照節(jié)省的供熱抽汽價格估算收益約2 800萬元;按電負(fù)荷增加量估算收益為2 400萬元;按照燃煤減少量估算,若供熱煤耗采用熱量法,則收益約3 100萬元;若供熱煤耗采用實(shí)際焓降法,則收益約1 300萬元。即在不考慮熱泵本身性能變化情況下,不同節(jié)能收益估算方法計算結(jié)果最小為1 300萬元,最大為4 100萬元,差別極大。
建議:電廠冷端余熱是發(fā)電過程中伴生廢熱資源,應(yīng)用熱泵技術(shù)回收用于城市集中供熱的投資回收年限與工程建設(shè)、投運(yùn)后電廠供熱需求變化關(guān)系極大,針對具體工程采用合理的節(jié)能收益估算方法是決定工程是否投資建設(shè)的先決條件。