孫勝偉

摘 要：大同發(fā)電有限責(zé)任公司660MW超臨界空冷機(jī)組乏汽余熱利用采用的是溴化鋰循環(huán)熱泵技術(shù)，通過(guò)對(duì)乏汽余熱的再利用，可降低燃煤量和水量，減少二氧化硫排放，降低了熱能損失，提高了電廠能源綜合利用水平。通過(guò)對(duì)熱泵運(yùn)行三年來(lái)運(yùn)行狀況分析和數(shù)據(jù)研究，與設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對(duì)比。

關(guān)鍵詞：熱泵；乏汽余熱；經(jīng)濟(jì)效益；分析

1 概述

大同發(fā)電有限責(zé)任公司三期#9、#10機(jī)組為超臨界純凝直接空冷機(jī)組，采用熱泵和熱網(wǎng)加熱器聯(lián)合供熱，首先利用熱泵提取輔機(jī)循環(huán)水溫降產(chǎn)生的余熱（從35℃下降至27℃），將熱網(wǎng)回水由60℃加熱到90℃，再通過(guò)熱網(wǎng)加熱器，利用9、10號(hào)機(jī)組的0.98Mpa、355℃抽汽進(jìn)行加熱，將熱水溫度從90℃提高到110℃對(duì)外供熱。通過(guò)對(duì)電廠低位品位熱源輔機(jī)循環(huán)水冷卻余熱的利用，降低了供熱能耗，提高機(jī)組熱效率，節(jié)約了燃煤量和水。減少了二氧化硫排放，提高了電廠的綜合效益。

2 熱泵原理與流程

溴化鋰吸收式熱泵由取熱器、濃縮器、加熱器和再熱器四個(gè)組件構(gòu)成，以高品質(zhì)抽汽蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，水為制冷劑。在取熱器中利用水在低壓真空狀態(tài)下沸點(diǎn)降低便會(huì)低溫沸騰、氣化的的特性，形成低壓飽和水蒸汽。然后，將水蒸氣引入到加熱器，再以吸收輔機(jī)循環(huán)水熱量后的溴化鋰溶液噴淋，由于溴化鋰溶液具有強(qiáng)大的吸水性，吸收水蒸氣會(huì)產(chǎn)生大量的熱，從而將加熱器中熱網(wǎng)回水進(jìn)行加熱，使其溫度升高。濃縮器是用來(lái)對(duì)吸收水蒸氣后變稀的溴化鋰溶液再進(jìn)行濃縮，重新得到具有強(qiáng)大吸水性的溴化鋰濃溶液，從而再次進(jìn)行噴淋放熱。再熱器是通過(guò)對(duì)濃縮器內(nèi)蒸汽加熱濃縮溴化鋰稀溶液變成溴化鋰濃溶液這一過(guò)程蒸發(fā)出來(lái)的二次乏汽進(jìn)行利用，對(duì)上述循環(huán)管路中經(jīng)過(guò)加熱器加熱后的熱網(wǎng)回水進(jìn)行再加熱，從而達(dá)到更高的溫度。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)性效益

熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源為9、10號(hào)機(jī)組355℃、0.98MPa部分抽汽減壓至355℃、0.8 MPa的飽和蒸汽，熱泵起動(dòng)后提取輔機(jī)循環(huán)水溫降產(chǎn)生的余熱（從35℃下降至27℃），在采暖的初末寒期由于熱網(wǎng)循環(huán)水供水溫度只需90℃熱泵系統(tǒng)可以單獨(dú)運(yùn)行，不需要投入熱網(wǎng)加熱器，直接經(jīng)過(guò)熱泵將熱網(wǎng)回水由60℃加熱到90℃，對(duì)外集中供熱。在極寒期，聯(lián)合投入熱網(wǎng)換熱器，由熱網(wǎng)換熱器利用355℃、0.98Mpa的高品質(zhì)蒸汽抽汽加熱，將熱網(wǎng)回水溫度再由90℃加熱到110℃對(duì)外集中供熱。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用熱泵回收余熱量為130.27MW ，一個(gè)供熱季按165天計(jì)算，節(jié)省標(biāo)煤為6.95 萬(wàn)噸，節(jié)約用水量為79.84萬(wàn)噸。少排放SO2為0.17萬(wàn)噸。

4 實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性效益

以2012-2013供熱季為例，在供熱的初末寒期（11月、2月和3月）共計(jì)供熱197萬(wàn)吉焦，在實(shí)際運(yùn)行中單純的熱泵投入不能滿(mǎn)足供熱需求，所以也投入熱網(wǎng)加熱器，按溫度分?jǐn)偲渲袩岜梅謹(jǐn)?59萬(wàn)吉焦，熱網(wǎng)分?jǐn)?8萬(wàn)吉焦。除去熱泵驅(qū)動(dòng)蒸汽相當(dāng)于少抽0.98Mpa、355℃高品質(zhì)蒸汽322.7噸。在極寒期（12月和1月）共計(jì)供熱211萬(wàn)吉焦，采用熱泵與熱網(wǎng)加熱器串聯(lián)運(yùn)行才能滿(mǎn)足熱網(wǎng)循環(huán)水110℃的要求，按溫度分?jǐn)偲渲袩岜梅謹(jǐn)?4萬(wàn)吉焦，熱網(wǎng)分?jǐn)?37萬(wàn)吉焦。除去熱泵驅(qū)動(dòng)蒸汽相當(dāng)于少抽0.98Mpa、355℃高品質(zhì)蒸汽106.9噸。

按照將少抽的蒸汽轉(zhuǎn)換成節(jié)約的煤來(lái)計(jì)算，每100噸0.98Mpa、355℃蒸汽可發(fā)電21MW。在此供熱季的初末寒期平均煤耗為276 g/kwh，極寒期平均煤耗為263 g/kwh。節(jié)約標(biāo)煤量：

初末寒期：21MW *3.227百?lài)?24小時(shí)*105天*276（g/kwh）=47133噸（標(biāo)煤）

極寒期： 21MW *1.069百?lài)?24小時(shí)*60天*263（g/kwh）=8502噸（標(biāo)煤）

在此供熱季可節(jié)約標(biāo)煤5.56萬(wàn)噸，按在此供熱季平均標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)510元/噸計(jì)算，可節(jié)約燃煤費(fèi)用2836萬(wàn)元，

在此供熱季輔機(jī)平均循環(huán)水量：13475噸/小時(shí)，循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔的蒸發(fā)量為1.4%，由于循環(huán)水進(jìn)熱泵，在一個(gè)采暖期可少蒸發(fā)水量：13475*1.4%*165天*24小時(shí)= 74.7萬(wàn)噸。按噸水單價(jià)3.61元/噸計(jì)算，可節(jié)約水費(fèi)270萬(wàn)元。

此供熱季季共計(jì)節(jié)約費(fèi)用：3106萬(wàn)元。

在此供熱季入爐煤平均熱值為4486大卡，平均硫份1.22%，脫硫效率95%，少產(chǎn)生的二氧化硫量：5.56*7000/4486*1.22%=0.11萬(wàn)噸。

5 結(jié)論

從本文的分析可見(jiàn)，大同發(fā)電有限責(zé)任公司乏汽余熱的經(jīng)濟(jì)效益在實(shí)際運(yùn)行中并達(dá)到設(shè)計(jì)的高度，在供熱的初末寒期未能達(dá)到熱泵單獨(dú)供熱的要求，在極寒期分?jǐn)偟墓崃枯^少。但在電廠輔機(jī)循環(huán)水余熱屬于低位品位熱源，一般不進(jìn)行利用，直接釋放造成巨大的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，同時(shí)每年蒸發(fā)損失水量嚴(yán)重。利用熱泵技術(shù)，不僅有效的回收利用了電廠機(jī)組輔機(jī)冷卻水的余熱，降低了供熱能耗，提高機(jī)組熱效率，最主要的是在煤、水資源日益潰乏的今天，節(jié)約了燃煤量和水。減少了二氧化硫和二氧化碳排放，提高了電廠的社會(huì)效益，遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭海生.發(fā)電廠冷凝熱回收實(shí)例分析[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2011（08）.endprint