热泵用于热电循环水中的低位热能回收利用(2)

2019-08-20 19:38

附件:外供厂用抽汽热量用于不同的加热方式效能对比:

外供厂用抽汽热量可以直接加热、通过吸收式溴化锂热泵加热、通过机械压缩式热泵加热对比如下:

国产引进型300 MW 汽轮机的厂用抽汽来源是汽轮机的四级抽汽, 在额定工况下厂用抽汽的流量为45 t/ h定为me4,

这部分蒸汽中包含的可用热量为Qe4 =me4 ( he4 - hx ) ; 式中me4为厂用抽汽流量; he4为四级抽汽的焓;

hx为做功(发电或加热)后的蒸汽的焓; 1.这部分蒸汽如果直接加热供热: Qe42 = ?me4 ( he4 – hx1 )

hx为做工后的蒸汽的焓; hx是加热器的上端差,温度应该大于36度(我厂为139℃);

因此, 这部分热量并没有被用户充分利用, 并且在减温减压和能量交换过程中还损失掉了其中的一部分。 2.若采用加热泵的方式向外供热:

则外供抽汽在汽轮机中就可以继续膨胀做功, 这部分功率计算为: P a =( he4 – he0 )*me4ηqj */3600

式中? P a 为外供抽汽用来做功时增加的功率;

me4为厂用抽汽流量;

he4为四级抽汽的焓;

he0为凝汽器饱和水的焓; (真空度95%,温度36℃)

η

qj:

汽轮机低压缸的效率按90% 计算;

产生的热量为Qe41=COP*P a= COP* ( he4 – he0 )*me4ηqj */3600 COP:为热泵的能效比,一般>1.5 – 4.5;

Qe41/ Qe42=(COP *( he4 - he )*me4ηqj */3600)/(( he4 - he )*me4ηjr */3600)

=(COP *( he4 - he )*me4ηqj)/(( he4 - he )*me4ηqj) 吸收式溴化锂热泵加热

一般:COP=1.7-2.5倍;实际能达到1.5左右; 机械压缩式热泵加热

一般:COP=3.0-4.5倍;实际能达到3.0左右;

因此,机械压缩式热泵加热/溴化锂热泵加热/直接加热=(3.0-4.5)/(1.7-2.5)/(0.9-1); 结论:

用蒸汽直接加热供热,效率< 1,

通过吸收式溴化锂热泵加热 效率=1.7-2.5(实际能达到1.5左右), 通过机械压缩式热泵加热 效率=3.0-4.5(实际能达到3.0左右)。

附件2:对机组流量及功率的影响

对于串联耦合式的循环水热泵利用方式, 循环水经热泵利用后会使温度降低, 循环水温度的下降会引起汽轮机排汽温度及所对应的饱和压力的下降, 从而导致排汽压力的降低( 也即真空度的提高) , 影响机组的通流量及功率。

内部收益率

以溴化锂为基准计算: 投资为 NT 收益为 Ns

回收年限为:Ts 则 Ns * Ts =NT

机械压缩式热泵投资为2*NT

收益为〔( 3-1)/(1.7-1)〕=(2/0.7)*NT

回收年限: Ts2=NT2/Ns2=2*NT /(2/0.7Ns)= Ts *7/10 ;

假如以设备运行20年计算,方案2远远高于方案1;还不考虑燃料的继续涨价的因素;

两个方案的抽象比喻为用两种皮带运送土方: 第一种能运送 1.7倍,投资为N, 第二种能运送 3.5倍,投资为2N, 你如何选择?选择第一种或第二种?

结论:

用机械压缩式热泵加热高于直接加热:3.0-4.5倍; 溴化锂热泵加热高于直接加热 =1.7-2.5倍;

从长远收益率上来讲,应优先选择COP较高的机械压缩式热泵;

建议成立节能小组,可以先投入一半部分资金分期改造

华能营口热电有限责任公司设备部

娄爱宏 2011年10月11日

在国家大力推行节能减排能源政策的大背景 下 , 火电厂丰富的余热资源正引起人们越来越多的 关注。火电厂输入燃料总热量的 35 %左右转变为 电能 , 而 60 %以上的热能主要通过锅炉排烟和汽 轮机凝汽器的循环水散失到环境中。由于锅炉的排 烟温度较高 , 利用起来相对容易 , 因此它一直是电 厂和节能工作者关注的焦点。但由于凝汽器循环水 的温度一般只比环境温度高 10 ℃左右 , 品位不高 , 所以人们对它的利用远远不够 , 往往直接排放到大 气中 , 造成能源的浪费以及对环境的热污染。若以 电厂循环水为热源 , 利用热泵技术回收其余热 , 就

能够达到显著的节能效果。


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