1、提出的背景及改造的必要性 1.1项目提出的背景
国电江南热电有限公司位于吉林市，于2011年竣工，已试运行近一年。装机容量330MW×2，设计供暖面积1060万平米，远期规划供暖面积1200万平米。随着城市的快速发展，实际需要的供暖面积很快超过电厂的设计供暖能力，如继续增加供暖面积，电厂热能输出不足。
目前电厂两台冷却塔冬季散失到大气中的余热量约452MW，利用现有的供暖系统的蒸汽作为驱动能源，通过吸收式热泵技术全部回收利用，理论上最大将增加900万平米的供暖面积。同时，由于回收了余热，减少了热损失，提高了煤炭利用率。
一方面，城市的快速发展有一个巨大的供暖缺口，另一方面，电厂冷却塔的热量白白散失掉，而目前又有成熟的技术可以将这部分余热用于供暖。冷却塔余热用于建筑供暖，对当地政府来说，减少了锅炉容量，减少了煤炭消耗，减少了有害气体的排放，对于完成地区节能指标有巨大的帮助；对当地百姓而言，冬季能保证供暖，生活有保障，同时，减少煤炭消耗，当地大气环境会有很大的改善；对于热电厂来说，没有增加煤炭消耗的情况下，增加了供热能力，降低了运行成本。
进行余热回收利用改造，政府、百姓和电厂三方都会受益，这就是江南热电厂提出节能改造的背景。
1.2项目进行的必要性
（1）随着城市的快速发展，供暖面积出现了较大的缺口，超出了原供暖设计能力。有供热潜力的企业，有必要进行节能改造，挖掘潜力，满足城市发展的需要。 （2）热电厂冷却塔余热白白散失掉，回收后用于供暖，降低了电厂综合煤耗，增大了电厂供暖能力，减少了区域二氧化碳等有害气体及粉尘的排放等，一举多得。
（3）利用吸收式热泵提取余热供暖技术是十分成熟的技术。 （3）经实地考察和论证，江南电厂完全具备节能改造的施工条件。
（4）节能公司愿意以合同能源管理形式投资建设，无需电厂筹集资金，风险由
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节能公司承担。电厂不承担风险，但参与节能收益分成。
1.3调查研究的主要依据、过程及结论
调研的主要依据：
电厂供暖设计参数、2011－2012年供暖季实际运行参数及供暖面积和指标、供暖计量和收费、供暖水流量、温差、蒸汽压力就流量记录表、电厂主要设备铭牌参数等、冷却塔循环水量及温差等。
江南热电厂去年供暖面积800万平米，供暖期10月25日到4月9日，共
166天。
2011-2012换热首站采暖季各个时段供、回水实际运行情况如下： 月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 份 温 度 供回水温度(℃) 60/37 70/38 85/40 90/40 75/30 60/32 50/30 1#机组抽汽压力0.12MPa(表压)，2#机组抽汽压力0.24MPa。
过程：
与电厂热工、供暖、运营方面的座谈、调阅汽轮机、供暖系统运行记录、实地调查厂房供暖设备及流程、管线情况、余热利用系统机房选址等。
结论：
冷却塔余热资源量巨大，两台冷却塔余热资源量最大可达452MW。 现有供暖系统所用蒸汽量可以用作吸收式热泵的驱动源。
考虑现有管线输送能力及供暖缺口，初步确定余热提取120MW，配备吸收式热泵300MW。热泵消耗蒸汽264吨/小时，原汽水换热器消耗蒸汽440吨。
改造后消耗704吨/小时蒸汽，供热能力可达623MW，按50W/m2的单位面积热负荷，可供暖面积约为1246万平米。
改造前，消耗同样的蒸汽，供热功率为519MW，供暖面积约为1038万平米。 改造后，不多消耗蒸汽的情况下，增加供暖面积240万平米。 技术可行。
现场具备施工条件。
投资19462万元，每年节能收益8290万元，静态投资回收期2.35年。
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1.4通过项目的实施解决哪些问题
通过利用吸收式热泵回收冷却塔余热，可以解决以下问题 （1）增加供暖面积240万平米； （2）可以关闭一个冷却塔；
（3）提高燃煤利用率，降低热电综合煤耗；
（4）每年节约标煤消耗60772吨，减排碳粉尘41325吨、二氧化碳151505吨、二氧化硫：45579吨、氮氧化物：2279吨。
2、方案论证
2.1节能改造方案描述
本项目选择第一类蒸汽型吸收式溴化锂热泵，应用于吉林市江南电厂2*330MW供热机组循环水余热供热利用项目，余热水为一台330MW热电联产汽轮发电机组循环冷却水，另一台机组循环冷却水做为备用可切换；驱动蒸汽从本机组采暖抽汽抽取，热泵承担基础负荷，原有热网加热器做为尖峰备用。驱动热泵后剩余机组采暖抽汽量可满足尖峰期加热器二次加热需求。 （1）冬季运行条件为：一台汽轮机按照最大采暖抽汽工况运行，一台机组满足工业抽汽，严寒期利用满足工业抽汽的汽轮机补充一定量的采暖抽汽。
（2）余热水
凝汽器循环水温差为10℃；设计循环冷却水循环温度为20/10℃；凝汽器总排汽热量负荷为：14018万kcal/h，即为163MW。
（3）蒸汽
抽汽绝对压力：0.34MPaA（用2号机组采暖抽汽），考虑沿程压力损失设计热泵入口蒸汽绝对压力为0.30MPaA。
最大采暖工况，汽轮机抽汽为500t/h×2。 （4）采暖水设计条件
现有城市供暖水管道为DN1200；以全部回收一套汽轮机排汽冷凝热为设计标准。
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一次网回水温度为：40℃，出水温度根据供暖负荷进行调整，出水温度要求越高越好。设计采暖热负荷指标50W/㎡
热泵参数条件:
余热水进水温度（℃） 20 余热水出水温度（℃） 10
五段抽汽压力（MPa绝压） 0.34（热泵进口按0.30） 五段抽汽温度（℃） 240.9 热网水回水温度（℃） 热网水热泵出口温度（℃）
40
≥65℃（二次加热≥90℃）
热网循环水量（t/h） ≤11500 热泵COP保证值
≥1.65
热泵单机供热量（MW） 30 热泵蒸汽疏水温度（ ℃ ） 饱和温度 余热水(城市中水)侧污垢系数（m2℃/kW） 0.172 热网(软化水)水侧污垢系数（m2℃/kW）0.086 耗电量(KW) ≤50
长×宽×高 ≤ 9200×3660×5500
方案思路：
按照尖峰负荷的设计参数，我们设计热网循环水的流量为10320t/h。供回水温度90/40℃，则热电厂的供热尖峰负荷为600MW。把热电厂的供热尖峰负荷600MW分成两个阶段。
第一个阶段：把热网40℃的回水加热到65℃，负荷为300MW，占热电厂供热尖峰负荷的50%，称为基本负荷，运行166天，由吸收式热泵机组来承担。热泵可回收的余热量为120MW；
第二个阶段：把65℃回水加热到90℃，负荷为300MW，占整个尖峰负荷的50%，称为尖峰负荷，其运行工况参数根据一次热网供热的实际情况进行调节，由尖峰加热器来承担。
采用同方的吸收式热泵机组，用电厂0.34MPa的五段抽汽作为驱动热源，从20℃/10℃的循环冷却水中提取热量，将热电厂首站换热器二次侧的40℃回水加
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热到65℃后再进入首站换热器，然后再用部分0.34MPa的五段抽汽将它们加热到90℃后去供暖。
根据回收循环冷却水的余热量120MW和进出水温度20/10℃来计算，则需要 的余热水的流量为10320t/h。即循环冷却水按照10320t/h、供回水温度20/10℃进行封闭运行。优化设计一下，也可以按照14000t/h、供回水温度20/12.6℃进行封闭运行。
设计一个塔的循环冷却水全部进热泵机组进行考虑,形成循环冷却水闭式循环。这样一方面可以最大程度地提取余热，另一方面，可以防止开式循环水质对热泵机组长期运行的影响,解决冷却塔飘水损失问题。
在流程设计方面，我们把两个供热阶段设计成串并联的方式，通过阀门切 换,既可以用热泵系统单独供暖,也可与原汽水换热器联合供暖。一旦余热回收机组出现故障,还可以恢复成原有的汽水换热器供暖。这样设计的流程就充分考虑了系统的安全性和灵活性。流程图如下：
供热系统参数设计
同方热泵系统设计参数如下：
总台数： 10台 总供热量： 300MW 热水进出口温度：40/65℃ 热水总流量：10320t/h
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