關于電廠回收余熱改造工程的必要性探討

張美麗ZHANG Mei-li；平永凱PING Yong-kai

（①河北電力勘測設計研究院，石家莊 050031；②北京中景昊天工程設計有限公司石家莊分公司，石家莊050000）（①Hebei Electric Power Design and Research Institute，Shijiazhuang 050031，China；②Beijing Zhongjing Haotian Engineering Design Co.，Ltd.，Shijiazhuang Branch，Shijiazhuang 050000，China）

0 引言

隨著城市化進程的快速發展，供熱面積的需求會迅速增加。在國家嚴格控制燃煤機組的同時，大力提倡節能減排，電廠有很多余熱可以利用，內部挖潛是解決供熱問題的一個有效途徑?；厥绽秒姀S余熱，能有效地降低電力企業生產能耗，提高電廠經濟效益，提高能源利用率，節約能源，減少廢物排放，符合國家的節能環保政策。而熱泵技術因其具有高效節能環保的特性，已經引起國家和地方政府的高度重視，并出臺了一系列法律法規和具體政策以促進其發展。

1 工程簡介

某電廠一期工程建設規模為2×300MW 單抽采暖供熱機組。改造前廠內設換熱首站，通過熱網水管道向熱用戶提供130°C 高溫熱水，回水溫度70°C。2×300MW 抽凝供熱機組，配2×1025t/h 燃煤鍋爐，額定采暖抽汽量2×500t/h，最大采暖抽汽量2×550t/h，電廠額定供熱能力為653MW。改造后增建熱泵房，吸收式熱泵房采用兩層鋼筋混凝土框架結構，建筑面積1520.4m2，一層為熱泵機組房間，共布置2 臺熱泵機組，同時設水工專業循環水升壓泵坑；二層布置4 臺熱泵機組，三層局部布置電氣、熱控用房間。熱泵房尺寸縱向為29m，共3 跨；橫向為20m，共2 跨。

2 經濟效益探討

電廠增加吸收式熱泵回收凝汽器乏汽余熱，年發電量不變，通過減少運行成本和增加供暖熱量的方式實現經濟效益。經濟效益計算中最關鍵一步為每年可節約標煤耗量計算，通過其可折算出運行成本、增加供熱量（面積）以及節能減排其他數據。本文引用國內某電廠已運行電廠的數據說明增加吸收式熱泵后電廠可節約的標煤量來體現其經濟效益。計算吸收式熱泵機組節約標煤量，一方面考慮凝汽器背壓升高，會增加汽輪機熱耗，另一方面電廠年發電量保持一定，綜合比較改造前后電廠標煤耗量的變化?，F以上面所述某電廠為例簡述節約標煤量計算。因篇幅有限，本文僅就以下兩種情況進行改造前后技術對比。

2.1 供熱面積1360 萬平改造前后主要經濟指標對比

表1 供熱面積1360 萬平改造前后全廠主要熱經濟指標對比表

結論：通過表1 供熱面積1360 萬平改造前后全廠主要熱經濟指標對比表可以得出，如不增加熱泵機組，大唐豐潤熱電廠供暖能力不能滿足1360 萬平供暖面積的需求。熱泵機組投產后，增加采暖季總供熱量98 萬GJ，增加供暖面積172 萬平米，折合全年節約標煤量3.0 萬噸，此時為機組最大供熱能力的供熱收益。大唐豐潤熱電廠2×300MW 機組降低年均發電標煤耗率9.1g/kWh。

2.2 采暖抽汽量一定的情況下，改造前后技術對比

表2 為各個工況節煤量計算對比表。

本表格計算說明：①1 號機組年發電量不變。②1 號機組抽500t/h 采暖抽汽量不變。各個工況下主蒸汽流量不變。③平均供熱標準煤耗率采用統籌法計算數據38kg/GJ。

結論：在采暖抽汽量為500T/h 時，全年節約標煤量2.47～3.47 萬噸。

通過以上兩種運行狀態改造前后進行對比，增加吸收式熱泵機組后，電廠的運行成本降低，每年節約標煤2.47-3.47 萬噸。在機組不能滿足日益增長的供熱需求時，能增加172 萬平米的供熱面積。由此可見電廠增加熱泵式回收機組經濟性很顯著。

表2 500t/h 采暖抽汽改造前后技術對比表

3 環境效益分析

3.1 節能減排分析 利用熱泵回收循環冷卻水余熱進行供暖，在提供熱量的同時，無需消耗新的能源，相比常規供熱方案節約了大量能源，減少了煙塵、SO2和NOx等污染物的排放，不產生溫室氣體CO2，同時又減少了煤、灰渣在裝卸、運輸、貯存過程中對環境、交通及占地的影響，使城市環境空氣質量得到改善，具有非常明顯的環境效益。

本文中某電廠利用熱泵可回收循環水熱量，每年可節約標煤量、減排煙塵量、減排SO2量、減排NOx量及減排溫室氣體CO2量見表3。

3.2 CDM 申請 我國是溫室氣體減排潛力較大的發展中國家之一，加之具有良好的投資環境，開展CDM 合作的市場前景廣闊。某電廠該項目具備申請成為CDM 項目的基本條件，本項目建設方正委托咨詢單位開展CDM 項目申請。溫室氣體減排收益，根據目前碳市場上CO2的排放交易價格，按照10 歐元/t CO2計算，1 歐元兌換9 元RMB 計算，估計本工程CO2總減排收益見表4（單位萬元RMB）。

表3

4 結語

表4

綜上所述述，在不增加鍋爐和供熱機組的情況下，利用現有采暖抽汽，回收循環水余熱，某電廠熱泵機組投產后，回收余熱≥95MM，機組最大運行效益增加≥172 萬平的供暖面積,年增加供熱量≥98.1 萬GJ，折合標煤量為年節約≥3.0 萬噸，每年可減排煙塵35.73t、SO2272.15t、NOx481.12t，每年可減排溫室氣體CO299502.26t。由此可見，采用吸收式熱泵技術回收電廠機組乏汽余熱，降低了供熱能耗，節約煤耗和電耗，減少大氣污染物的排放，對加快市政建設、保障熱力供應、改善城市環境等有直接推動作用。某電廠通過增加吸收式熱泵回收凝汽器乏汽余熱效益顯著，并在工藝技術、建設條件和經濟上是可行的，節能效益、環保效益和經濟效益方面顯著。建議進一步開展工作，大力發展電廠中余熱回收工作。

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