基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術探討

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)展是一個良好的機遇，基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術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系統(tǒng)流程。

關鍵詞：吸收式換熱；熱電聯(lián)產；余熱利用

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：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，減少能源利用時對環(huán)境的影響，同時為促進節(jié)約能源和優(yōu)化用能結構，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，國家把節(jié)能作為了一項長期的戰(zhàn)略任務，節(jié)約資源和能源綜合利用保護環(huán)境也是當前我們國家的緊迫任務。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，對比水源熱泵、燃煤鍋爐和熱電聯(lián)產三種能耗，熱電聯(lián)產的能耗最低，因此，大力發(fā)展熱電聯(lián)產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)產可以采用上大壓小，增上大容量供熱機組，凝汽器火電廠改供熱或加裝供熱機組等方法。對于已是熱電聯(lián)產機組，機組容量適中，如何增加供熱能力，已成為一個共性問題。

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)展是一個良好的機遇，基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術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進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現(xiàn)低溫的熱量和高溫的熱量之間的轉換，通過泵來進行泵送形成循環(huán)，這套裝置也就是我們所說的循環(huán)系統(tǒng)。達到了回收利用低溫的熱能的效果，節(jié)約了能源保護了環(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，實現(xiàn)循環(huán)過程中產生的傳熱作用，通過交換器把低溫熱源和高溫熱源接觸實現(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)或者電廠產生的大量中間的廢熱和低溫熱源的溫度差，來進行制取那些熱量少但溫度又比較高的的廢熱，在這個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系統(tǒng)流程

將吸收式熱泵機組集中設置在電廠內部，系統(tǒng)流程如圖1所示，采用吸收式熱泵回收汽輪機排汽冷凝熱，將一次網熱水從60℃加熱到90℃，熱水90℃到120℃仍然使用汽輪機抽汽來加熱；汽輪機排汽向循環(huán)水冷凝放熱，循環(huán)水25℃進熱泵，20℃出熱泵，再進汽輪機凝汽器吸熱升溫，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的飽和蒸汽作為驅動熱源。

3 基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術的優(yōu)缺點及建議

基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術利用原本直接加熱熱網回水的供熱把抽汽的熱量作為驅動動力，電廠凝汽器中循環(huán)水余熱作為熱泵的低溫側熱源，通過吸收式熱泵泵送和熱網加熱器逐級加熱一次網回水至設計溫度。有助于大幅提高熱電廠供熱能力，同時提高供熱系統(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%，在供熱負荷不變時可減少汽輪機的抽汽量，增加汽輪機的發(fā)電能力，提高系統(tǒng)整體能效，提高綜合能源利用效率40%。缺點就是由于受熱網回水溫度高的制約，同時為了達到電廠回收余熱利用為目的，需要的熱泵容量大、體積大，導致電廠熱網中熱泵設備占地面積大，在多數(shù)電廠會缺少場地布置，只有在熱網設計過程中充分考慮；同時由于熱網回水溫度相對較高，一般電廠回收余熱要求更高汽輪機抽汽參數(shù)和余熱參數(shù)才能到達一定效果，回收余熱的比例較小，節(jié)能性受到限制。對于新疆區(qū)域內的熱電聯(lián)產機組，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)產機組上一套吸收式換熱機組純供熱使用，經濟性會大打折扣。

考慮到新疆區(qū)域冬季嚴寒天氣的特殊情況，僅僅在冬季利用電廠余熱使用吸收式換熱機組供熱是不經濟的。由于用吸收式熱泵回收汽輪機排汽冷凝熱，能夠將一次網熱水從60℃加熱到90℃，而僅僅利用25℃的循環(huán)水，在夏季，循環(huán)水溫能夠達到35℃～40℃，如果將這部分余熱進行利用，用來加熱凝結水或者熱用戶用水，將能夠取得更好的經濟性。在吸收式換熱機組的基礎上，只需增加管路設置，便能夠實現(xiàn)，并能夠在夏季、冬季實現(xiàn)切換，這樣結合實際進行調節(jié)，將能實現(xiàn)吸收式換熱機組最大效率的應用和電廠余熱合理的利用。

4 結語

基于吸收式換熱的電廠余熱利用技術目前已在2008年赤峰富龍熱電廠余熱回收項目、2009年陽泉煤業(yè)集團第三熱電廠項目、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用，取得了較好的效果。疆內也已有部分電廠采用了基于吸收式換熱的余熱利用技術?；谖帐綋Q熱的電廠余熱利用技術目前已經在各個熱電聯(lián)產機組大力推廣，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優(yōu)化運用，最大限度的提高吸收式換熱機組有限使用率，將會達到更好的節(jié)能和經濟效果。

參考文獻

[1] 中國建筑節(jié)能年度發(fā)展報告.2009.

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

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