發(fā)電廠熱泵應(yīng)用技術(shù)

發(fā)電廠熱泵技術(shù)應(yīng)用匯報目錄熱泵技術(shù)介紹供熱機組熱泵應(yīng)用分析國電大同二電廠余熱利用簡介工作匯報熱泵技術(shù)介紹熱泵應(yīng)用范圍電力熱泵機組熱泵是將熱量從低溫?zé)嵩磦鬟f給高溫?zé)嵩吹脑O(shè)備。根據(jù)驅(qū)動能量的不同主要分為電熱泵和吸收式熱泵。溴化鋰吸收式熱泵技術(shù)發(fā)展歷程1985年溴化鋰吸收式設(shè)備進入開發(fā)階段1995年10萬大卡/小時的溴化鋰吸收式熱泵樣機組并通過專家鑒定

2005年溴化鋰吸收式熱泵機組在石化行業(yè)投入使用。

2002年溴化鋰吸收式熱泵通過國家鑒定，評價為達到國際領(lǐng)先水平2009年

6臺單機制熱量30MW（2571kcal/h)的熱泵機組在山西陽泉國陽新能第三熱電廠回收冷凝熱用于集中供熱,并于2010年春投入運行。2010年

10臺單機制熱量35MW（3000kcad/h)的熱泵機組將裝備在國電大同二電廠三期供熱改造工程中，用于回收電廠輔機循環(huán)水的余熱,集中供熱,預(yù)計明年初投入運行。

溴化鋰吸收式熱泵由取熱器、濃縮器、加熱器和再熱器四個部分組成。以蒸汽為驅(qū)動熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，水為制冷劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點沸騰的特性，提取低品位廢熱源中的熱量，通過回收轉(zhuǎn)換制取采暖用高品位的熱水。溴化鋰吸收式熱泵的工作原理熱泵流程圖用于余熱利用的吸收式熱泵熱平衡制取比余熱溫度高40℃左右100℃以下的熱源驅(qū)動余熱需求熱需求中約40%熱量來自余熱，是熱泵節(jié)能的體現(xiàn)驅(qū)動熱源1.0余熱源0.667輸出中溫?zé)嵩?.667熱泵外形圖片國電大同二電廠余熱利用簡介技術(shù)方案簡介采用熱泵和熱網(wǎng)加熱器供熱方式，以9、10號機組0.98MPa、355℃部分抽減溫減壓至0.8MPa、355℃的飽和蒸汽為驅(qū)動熱源，利用熱泵機組提取9、10號機組輔機循環(huán)水余熱，進、出熱泵的輔機循環(huán)水溫度分別為35℃、27℃。熱網(wǎng)回水先經(jīng)過熱泵由60℃加熱到90℃，再通過汽水換熱器，利用9、10號機組的0.98Mpa、355℃抽汽加熱，將熱水溫度提高到110℃對外供熱。與在建的新増9、10號機組供熱首站、管網(wǎng)配套滿足2010年新増1000×104m2供熱面積，其系統(tǒng)流程圖如下所示。系統(tǒng)流程圖型

號XRI8-35/27-3489(60/90)制

熱

量

kW34890104kcal/h3000

熱水

進出口溫度

℃60→90流

量

t/h1000阻力損失mH2O16.5接管直徑（DN）mm400余熱水

進出口溫度

℃35→27流

量

t/h1503阻力損失mH2O10接管直徑（DN）

mm450

蒸

汽

壓

力MPa0.8耗

量kg/h31266凝

水

溫

度℃≤87汽管直徑（DN）mm2X200凝水管直徑（DN）mm2X100電

氣電

源3Φ-380V-50Hz

電

流A98.8功率容量kW30外

形長

度

mm

11000寬

度8000高

度5700運

行

重

量t216運

輸

重

量179

熱泵技術(shù)參數(shù)表序號供熱方式項目方案一熱網(wǎng)加熱器方案二熱泵+熱網(wǎng)加熱器備注1蒸汽設(shè)計參數(shù)蒸汽0.98Mpa，355℃；疏水溫度熱網(wǎng)加熱器：0.98Mpa，355℃；熱泵：0.9Mpa的飽和蒸汽（0.98Mpa，降溫降壓后）；熱網(wǎng)加熱器疏水溫度95℃，熱泵疏水溫度87℃，混合后疏水溫度91.27℃2輔機循環(huán)水額定參數(shù)

／總余熱量189MW(小機141MW，閉式換熱器48MW)；輔機循環(huán)水總量20295t/h(溫差)；入口溫度，出口溫度3熱網(wǎng)供回水參數(shù)溫度60℃/110℃/,流量9335t/h；4熱泵設(shè)計參數(shù)

／余熱水：入口溫度,出口溫度，流量1500t/h；熱網(wǎng)水：入口溫度,出口溫度，流量1000t/h；驅(qū)動蒸汽：流量30.7t/h（過熱蒸汽26.87t/h），疏水溫度；COP值：1.66675熱網(wǎng)供水溫度110℃投入熱網(wǎng)加熱器投入熱泵和熱網(wǎng)加熱器5.1總供熱量（MW）542.8542.85.2主機抽汽量（t/h）693.29538.595.3小汽機進汽量(t/h)0+15.55.4回收余熱量0130.3MW/185.72萬GJ5.5主機發(fā)電功率(MW)0+29.245.6發(fā)電總量(MW)0+29.245.7節(jié)約循環(huán)水量（萬噸）079.84

綜合效益分析對比表序號供熱方式項目方案一熱網(wǎng)加熱器方案二熱泵+熱網(wǎng)加熱器備注6熱網(wǎng)供水溫度90℃投入熱網(wǎng)加熱器僅投入熱泵6.1總供熱量（MW）325.68325.686.2主機抽汽量（t/h）416250.86.3小汽機進汽量(t/h)0+15.5與方案一比較6.4余熱回收量0130.3MW/185.72萬GJ6.5發(fā)電總量(MW)031.44與方案一比較6.6節(jié)約循環(huán)水量（萬t）079.847節(jié)能環(huán)保分析7.1回收余熱量（萬GJ）0185.727.2節(jié)約標(biāo)煤量（萬t）06.957.3供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗(kg/GJ)節(jié)能指標(biāo)歸供熱節(jié)能指標(biāo)歸發(fā)電熱網(wǎng)供水110℃工況

38.229.0338.2熱網(wǎng)供水90℃工況38.222.9238.27.4發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率g/kWh熱網(wǎng)供水110℃工況

268.7275.3242.48熱網(wǎng)供水90℃工況280.6287.7232.69序號供熱方式項目方案一熱網(wǎng)加熱器方案二熱泵+熱網(wǎng)加熱器備注7.5少排放CO2（萬t）019.427.6少排放SO2（萬t）00.177.7節(jié)水量（萬噸）079.848經(jīng)濟收益8.1節(jié)能收益（萬元）0+4266.4與方案一比較節(jié)煤收益（萬元）0+3822.5與方案一比較節(jié)水收益（萬元）0+443.9與方案一比較8.2發(fā)電收益（萬元）0+4054.9/+4325.9110℃工況/90℃工況熱網(wǎng)供水110℃工況

0+3611與方案一比較熱網(wǎng)供水90℃工況0+3882與方案一比較節(jié)水收益（萬元）0+443.9與方案一比較8.3按實際運行工況3個半月工況，2個月工況（供熱高峰期按照2個月考慮）多發(fā)電總收益（萬元）+4227.4與方案一比較序號項目名稱單位指標(biāo)1工程靜態(tài)總投資（含價差）萬元161252建設(shè)期利息萬元380.883工程動態(tài)總投資萬元16505.884財務(wù)內(nèi)部收益率（全部投資）%16.615財務(wù)凈現(xiàn)值（全部投資）萬元18195.676投資回收期（全部投資）年6.757財務(wù)內(nèi)部收益率(自有資金)%55.768財務(wù)凈現(xiàn)值(自有資金)萬元18419.659投資回收期(自有資金)年2.7910財務(wù)內(nèi)部收益率(業(yè)主)%40.3711財務(wù)凈現(xiàn)值(業(yè)主)萬元16533.0612投資回收期(業(yè)主)年3.5413資本金凈利潤率(%)%47.8314總投資收益率(%)%15.56建設(shè)項目財務(wù)指標(biāo)一覽表

項目進展國電大同第二發(fā)電廠余熱回收集中供熱工程研究的主要進展如下：

2010年7月，公司啟動大同二電廠項目的研究工作；

2010年9月，技術(shù)方案通過國電電力組織的專家評審；

2010年10月，國電集團批準(zhǔn)為技改科技項目；

2010年11月，現(xiàn)場開工；

2011年3月16日15點47分，第一臺熱泵機組投入試運行，17點熱網(wǎng)換熱首站退出運行。熱泵機房外觀熱泵機房內(nèi)部

2011年3月16日15點47分，部分熱泵機組投入運行。17點，換熱首站退出運行，由熱泵機組獨立帶熱網(wǎng)負荷。

調(diào)試階段，熱泵驅(qū)動蒸汽用#10機組采暖抽汽；#5凝結(jié)水泵投運，為蒸汽提供減溫水。

首先啟動熱泵機組，隨著熱泵進汽調(diào)節(jié)閥的慢慢開啟，熱網(wǎng)水出口溫度逐漸提高，熱泵機組負荷達到預(yù)期，供熱效果良好，#10機組各參數(shù)無明顯變化，機組運行安全。

投運后根據(jù)熱負荷的變化，#9和#8熱泵機組穩(wěn)定運行時間較長，初步數(shù)據(jù)較為完整。調(diào)試進展9號熱泵機組運行狀況#9熱泵機組實時運行數(shù)據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)此工況下機組供熱量為27.6MW，達到80%額定負荷（額定負荷為34.89MW）。熱網(wǎng)首站能提供的熱網(wǎng)水流量為602t/h，熱網(wǎng)水通過熱泵后，由45.3℃加熱到84.8℃，溫升達到39.5℃；進熱泵的蒸汽壓力0.294MPa；余熱水通過熱泵后，由26.5℃下降到18.3℃，溫降達到8.2℃，提取余熱量為11MW。熱泵的性能系數(shù)COP為到1.67，達到了設(shè)計值。

數(shù)據(jù)分析8號熱泵機組運行狀況#8熱泵機組實時運行數(shù)據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)此工況下機組供熱量為35.3MW，達到101%額定負荷（額定負荷為34.89MW）。熱網(wǎng)首站能提供的熱網(wǎng)水流量為697t/h，熱網(wǎng)水通過熱泵后，由46.3℃加熱到89.8℃，溫升達到43.5℃；進熱泵的蒸汽壓力0.392MPa；余熱水通過熱泵后，由31℃下降到22.8℃，溫降達到8.2℃，提取余熱量為14.1MW。熱泵的性能系數(shù)COP為到1.67，達到了設(shè)計值。

數(shù)據(jù)分析熱泵機組歷史運行數(shù)據(jù)運行數(shù)據(jù)

從上圖可以看出熱泵機組基本在額定負荷穩(wěn)定運行了8個小時。運行穩(wěn)定，達到了設(shè)計要求。

綜合8號和9號熱泵機組的實時和歷史數(shù)據(jù)表明：余熱回收利用成功，熱泵機組可以在30%~105%負荷范圍運行，達到了設(shè)計要求。數(shù)據(jù)分析供熱機組熱泵應(yīng)用分析空冷機組供熱系統(tǒng)流程示意圖余熱熱源：取自汽輪機乏汽,減少空冷島對空排放熱量;系統(tǒng)變化：增設(shè)凝汽器(間接空冷噴汽式凝汽器),提取部分冷凝熱,補充到集中供熱系統(tǒng).技術(shù)優(yōu)勢：在不影響汽輪機背壓的前提下,回收余熱集中供熱;熱泵效率穩(wěn)定.

空冷機組熱泵應(yīng)用特點前提條件:冬季循環(huán)水水溫較低，如果滿足熱泵運行條件，需要提高循環(huán)水溫度,余熱利用的同時，影響汽輪機背壓的，提高發(fā)電煤耗.采暖抽汽量直接影響項目的節(jié)能效果：前面分析的前提是機組運行在額定抽汽工況(500t/h)，如果采暖抽汽量小于200t/h，上述工況并不節(jié)能。濕冷供熱機組是否適合采用