基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)探討

摘要：火電廠低溫循環(huán)水的能量約占電廠耗能總量的30%以上，充分利用這部分能量可以最大限度提高能源利用率，拓寬供熱市場，對企業(yè)發(fā)展是一個(gè)良好的機(jī)遇，基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)就是能夠利用火電廠的低溫循環(huán)水的余熱，來提高電廠的對外供熱能力。文章介紹了吸收式熱泵的工作原理和基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)系統(tǒng)流程。

關(guān)鍵詞：吸收式換熱；熱電聯(lián)產(chǎn)；余熱利用

中圖分類號：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0053-02

最近幾年，為改善我們生活環(huán)境，減少能源利用時(shí)對環(huán)境的影響，同時(shí)為促進(jìn)節(jié)約能源和優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，國家把節(jié)能作為了一項(xiàng)長期的戰(zhàn)略任務(wù)，節(jié)約資源和能源綜合利用保護(hù)環(huán)境也是當(dāng)前我們國家的緊迫任務(wù)。目前，北方地區(qū)的供熱能耗約占全國建筑能耗40%，是建筑節(jié)能的重點(diǎn)，對比水源熱泵、燃煤鍋爐和熱電聯(lián)產(chǎn)三種能耗，熱電聯(lián)產(chǎn)的能耗最低，因此，大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)是我國集中供熱系統(tǒng)熱源節(jié)能改造的主要方向。

大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)可以采用上大壓小，增上大容量供熱機(jī)組，凝汽器火電廠改供熱或加裝供熱機(jī)組等方法。對于已是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，機(jī)組容量適中，如何增加供熱能力，已成為一個(gè)共性問題。

火電廠低溫循環(huán)水的能量約占電廠耗能總量的30%以上，充分利用這部分能量可以最大限度提高能源利用率，拓寬供熱市場，對企業(yè)發(fā)展是一個(gè)良好的機(jī)遇，基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)就是能夠利用火電廠的低溫循環(huán)水的余熱，來提高電廠的對外供熱能力。本文就是對基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)進(jìn)行介紹并談一下自己的看法。

1 吸收式熱泵的作用及原理

吸收式熱泵是余熱利用的有效手段，可以對提高系統(tǒng)或過程的節(jié)能率發(fā)揮重要作用。吸收式熱泵簡單的說就是實(shí)現(xiàn)低溫的熱量和高溫的熱量之間的轉(zhuǎn)換，通過泵來進(jìn)行泵送形成循環(huán)，這套裝置也就是我們所說的循環(huán)系統(tǒng)。達(dá)到了回收利用低溫的熱能的效果，節(jié)約了能源保護(hù)了環(huán)境。

溴化鋰吸收式熱泵就是利用溴化鋰溶液的物理特性濃度不同和水的蒸發(fā)、冷凝特性，實(shí)現(xiàn)循環(huán)過程中產(chǎn)生的傳熱作用，通過交換器把低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩唇佑|實(shí)現(xiàn)了熱量交換。隨著蒸發(fā)溫度不斷的升高，蒸發(fā)壓力與吸收壓力也不斷升高。溴化鋰吸收式熱泵主要組成部件有蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器、溶液熱交換器、溶液泵、工質(zhì)泵、抽氣裝置、制熱控制裝置和安全裝置。

吸收式熱泵的工藝流程及利用吸收式熱泵利用工業(yè)或者電廠產(chǎn)生的大量中間的廢熱和低溫?zé)嵩吹臏囟炔睿瑏磉M(jìn)行制取那些熱量少但溫度又比較高的的廢熱，在這個(gè)過程中把一部分廢熱的參數(shù)提高。換句話簡單來說就是我們把不同的溶液放在相同的蒸汽壓力下，不同的溶液的飽和溫度不一樣來實(shí)現(xiàn)的吸收式熱泵的連續(xù)制熱。

2 基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)系統(tǒng)流程

將吸收式熱泵機(jī)組集中設(shè)置在電廠內(nèi)部，系統(tǒng)流程如圖1所示，采用吸收式熱泵回收汽輪機(jī)排汽冷凝熱，將一次網(wǎng)熱水從60℃加熱到90℃，熱水90℃到120℃仍然使用汽輪機(jī)抽汽來加熱；汽輪機(jī)排汽向循環(huán)水冷凝放熱，循環(huán)水25℃進(jìn)熱泵，20℃出熱泵，再進(jìn)汽輪機(jī)凝汽器吸熱升溫，如此循環(huán)，將凝汽器排熱輸送給熱泵；吸收式熱泵需要使用部分0.4MPa的飽和蒸汽作為驅(qū)動熱源。

3 基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及建議

基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)利用原本直接加熱熱網(wǎng)回水的供熱把抽汽的熱量作為驅(qū)動動力，電廠凝汽器中循環(huán)水余熱作為熱泵的低溫側(cè)熱源，通過吸收式熱泵泵送和熱網(wǎng)加熱器逐級加熱一次網(wǎng)回水至設(shè)計(jì)溫度。有助于大幅提高熱電廠供熱能力，同時(shí)提高供熱系統(tǒng)綜合能效。大量循環(huán)水余熱資源得到回收后，能夠提高電廠供熱能力20%～50%，在供熱負(fù)荷不變時(shí)可減少汽輪機(jī)的抽汽量，增加汽輪機(jī)的發(fā)電能力，提高系統(tǒng)整體能效，提高綜合能源利用效率40%。缺點(diǎn)就是由于受熱網(wǎng)回水溫度高的制約，同時(shí)為了達(dá)到電廠回收余熱利用為目的，需要的熱泵容量大、體積大，導(dǎo)致電廠熱網(wǎng)中熱泵設(shè)備占地面積大，在多數(shù)電廠會缺少場地布置，只有在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中充分考慮；同時(shí)由于熱網(wǎng)回水溫度相對較高，一般電廠回收余熱要求更高汽輪機(jī)抽汽參數(shù)和余熱參數(shù)才能到達(dá)一定效果，回收余熱的比例較小，節(jié)能性受到限制。對于新疆區(qū)域內(nèi)的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，因冬季循環(huán)水溫度低至20℃以下，因此回收余熱的比例會更小，故如若在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組上一套吸收式換熱機(jī)組純供熱使用，經(jīng)濟(jì)性會大打折扣。

考慮到新疆區(qū)域冬季嚴(yán)寒天氣的特殊情況，僅僅在冬季利用電廠余熱使用吸收式換熱機(jī)組供熱是不經(jīng)濟(jì)的。由于用吸收式熱泵回收汽輪機(jī)排汽冷凝熱，能夠?qū)⒁淮尉W(wǎng)熱水從60℃加熱到90℃，而僅僅利用25℃的循環(huán)水，在夏季，循環(huán)水溫能夠達(dá)到35℃～40℃，如果將這部分余熱進(jìn)行利用，用來加熱凝結(jié)水或者熱用戶用水，將能夠取得更好的經(jīng)濟(jì)性。在吸收式換熱機(jī)組的基礎(chǔ)上，只需增加管路設(shè)置，便能夠?qū)崿F(xiàn)，并能夠在夏季、冬季實(shí)現(xiàn)切換，這樣結(jié)合實(shí)際進(jìn)行調(diào)節(jié)，將能實(shí)現(xiàn)吸收式換熱機(jī)組最大效率的應(yīng)用和電廠余熱合理的利用。

4 結(jié)語

基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)目前已在2008年赤峰富龍熱電廠余熱回收項(xiàng)目、2009年陽泉煤業(yè)集團(tuán)第三熱電廠項(xiàng)目、華電大同第一熱電廠以及北京石景山熱電廠得到了成功應(yīng)用，取得了較好的效果。疆內(nèi)也已有部分電廠采用了基于吸收式換熱的余熱利用技術(shù)。基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)目前已經(jīng)在各個(gè)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組大力推廣，如果能夠因地制宜的將基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術(shù)優(yōu)化運(yùn)用，最大限度的提高吸收式換熱機(jī)組有限使用率，將會達(dá)到更好的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國建筑節(jié)能年度發(fā)展報(bào)告.2009.

[2] 基于吸收式循環(huán)的新型熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.

作者簡介：王強(qiáng)（1982—），男，中電投新疆能源化工集團(tuán)有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：火電發(fā)電。