節能技術之二十七熱泵回收電廠冷端余熱供熱技術節能估算方法

撰稿：河北省電力公司電力科學研究院 郭江龍

電廠冷端余熱泛指凝汽器循環水、空冷島乏汽攜帶的熱量，均屬于低品位熱源，直接向環境釋放造成巨大的能源浪費，對其排放環境也會造成負面影響。隨著熱泵技術的快速發展，特別是熱泵大型化技術日趨成熟，使得回收電廠冷端余熱用于城市集中供熱成為可能。由于工程建設造價較高，客觀、準確估算節能量對這項新技術的推廣應用是非常必要的。

問題提出：熱泵驅動蒸汽來自于汽輪機供熱采暖抽汽，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入到一次網中，因而所回收的余熱從運行成本上看幾乎是無代價的，這就是熱泵技術應用于電廠冷端余熱供熱節能的關鍵所在。但是供熱機組熱、電2種產品同時生產，受成本分攤方法影響，其自身熱、電成本核算就一直存在著爭議。而熱泵驅動蒸汽來自汽輪機供熱采暖抽汽，產品又是熱能，因此盡管這項技術節能是毋庸置疑的，但其節能收益估算卻具有主觀人為性，不同的計算邊界條件，都會對節能收益估算產生較大影響。

推薦方法：工程節能收益一般可以按照折算增加的供熱面積、節省的供熱抽汽價格、發電負荷增加量、燃煤減少量等4種方法估算。推薦根據工程建設、投運后電廠實際供熱需求變化情況，合理選擇這些方法估算節能收益，特別在工程可研立項時要避免人為夸大收益估算值，誤導工程投資建設的情況發生。

應用實例：以某熱電廠冷端余熱利用工程為例，汽輪機為 C300/246－16.7/0.35/537/537型，機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；按照節省的供熱抽汽價格估算收益約2 800萬元；按電負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，不同節能收益估算方法計算結果最小為1 300萬元，最大為4 100萬元，差別極大。

建議：電廠冷端余熱是發電過程中伴生廢熱資源，應用熱泵技術回收用于城市集中供熱的投資回收年限與工程建設、投運后電廠供熱需求變化關系極大，針對具體工程采用合理的節能收益估算方法是決定工程是否投資建設的先決條件。