我國熱電聯(lián)產(chǎn)中循環(huán)水余熱利用的發(fā)展應用

近年來(lái)，隨著(zhù)能源供求關(guān)系的緊張以及傳統化石能源燃燒對生態(tài)環(huán)境造成破壞的加劇，熱電聯(lián)產(chǎn)因其良好的節能環(huán)保效益而逐漸受到各國的親睞，展現出良好的發(fā)展勢頭。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，其利用形式也從常規的抽汽供熱，向低真空、NCB以及循環(huán)水余熱利用等技術(shù)形式發(fā)展。

這其中，又以循環(huán)水余熱利用技術(shù)最有發(fā)展價(jià)值，因而得到了廣泛應用。這主要是因為電廠(chǎng)中，排放的循環(huán)冷卻水所帶走的熱量巨大，可占到系統總輸入能耗的50%以上，約為發(fā)電能耗熱量的1.5倍;此外，巨大的熱量散失伴隨著(zhù)水蒸氣的飄散，因而冷卻塔往往是冬季霧霾形成的一個(gè)源頭。通過(guò)循環(huán)水余熱的回收利用，不僅可提高系統供熱能力30%以上，顯著(zhù)提高電廠(chǎng)的熱效率，此外可以降低冷卻塔對環(huán)境造成的負面效應，由此帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，是一種值得推廣的新技術(shù)。

1 各種供熱方式技術(shù)對比分析

2 熱泵在熱電聯(lián)產(chǎn)中的應用

熱電廠(chǎng)余熱利用發(fā)展的初期，常規抽凝機組供熱的形式因其技術(shù)成熟而得到了廣泛應用，但是其系統熱損失較大，同時(shí)大量的抽氣會(huì )導致系統發(fā)電的效率降低;汽輪機低真空供熱及NCB技術(shù)則受到機組及用戶(hù)側負荷的影響，受限制較大;基于Co-ah循環(huán)的熱電聯(lián)產(chǎn)應用相對較少，這主要是因為其初投資較大，系統較為復雜。近年來(lái)，為了與熱電廠(chǎng)相關(guān)聯(lián)，更有效地利用電廠(chǎng)循環(huán)水余熱，熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)相結合的技術(shù)形式應運而生。吸收式熱泵機組COP一般在1.65～1.85左右，壓縮式熱泵機組COP一般在4左右，可見(jiàn)熱泵在熱電廠(chǎng)供暖中具有較大的節能優(yōu)勢。

在國家大力推進(jìn)節能減排、使用綠色能源的背景下，熱泵在余熱利用方面越來(lái)越受到關(guān)注。從該技術(shù)起步以來(lái)，我國已經(jīng)先后建成世界首套大型6×30MW吸收式熱泵電廠(chǎng)余熱回收系統、世界單機制熱量最大的華能呼和浩特科林項目、世界總制熱量最大的紅陽(yáng)熱電廠(chǎng)吸收式熱泵項目等。以國陽(yáng)新能的吸收式熱泵電廠(chǎng)余熱回收項目為例：該系統配備6臺單機制冷量30MW的吸收式熱泵機組，總供熱能力達到了180MW。該系統可實(shí)現年回收余熱93.2GJ，新增供暖面積144萬(wàn)平方米;年節水量44.9萬(wàn)噸，全年節約標煤4.93萬(wàn)噸，直接經(jīng)濟效益可達3456萬(wàn)元。

2.1熱電廠(chǎng)與熱泵聯(lián)合應用技術(shù)指標

目前我國電廠(chǎng)中應用的熱泵形式主要有兩種，一種是電驅動(dòng)壓縮式熱泵，一種是蒸汽驅動(dòng)吸收式熱泵。吸收式熱泵的應用相對較多，這主要是因為壓縮式熱泵的實(shí)際運行COP在4.0左右，吸收式熱泵的實(shí)際運行COP在1.7左右。以某亞臨界參數鍋爐為例，從能量轉換的角度考慮，若吸收式熱泵COP為1.7時(shí)，壓縮式熱泵的COP需要達到5.1時(shí)，兩者的經(jīng)濟性才相等。所以在熱泵與熱電廠(chǎng)聯(lián)合應用時(shí)，吸收式熱泵的經(jīng)濟性較好。

隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，我國吸收式熱泵的單臺容量最高已達50MW，設備設計驅動(dòng)蒸汽壓力為0.2～0.8Mpa，最大可提升60℃，最高出水溫度在95℃左右。在實(shí)際工程設計中，設計驅動(dòng)蒸汽壓力一般在0.28～0.7Mpa之間;采暖水進(jìn)口溫度一般在50～60℃，通過(guò)熱泵提升20～40℃，達到75～90℃。熱泵提升溫度越高，COP值越低，因而實(shí)際運行時(shí)20～40℃的溫升較為理想。

2.2熱電廠(chǎng)與熱泵聯(lián)合應用的經(jīng)濟指標

表3以單位MW循環(huán)水余熱利用量為基準，對運行成本、投資等進(jìn)行評價(jià)。

一般來(lái)說(shuō)壓縮式熱泵較吸收式熱泵設備投資小，A、B兩個(gè)壓縮式熱泵電廠(chǎng)單位設備費用顯著(zhù)高于C、D、E三個(gè)吸收式熱泵電廠(chǎng)，此外C、D、E三個(gè)吸收式熱泵電廠(chǎng)單位設備費用也逐漸降低，這主要是因為技術(shù)的發(fā)展，主要設備價(jià)格在逐漸降低，未來(lái)熱泵在熱電聯(lián)產(chǎn)中應用的經(jīng)濟性會(huì )越來(lái)越好。

C、D、E電廠(chǎng)熱泵機組根據不同的建設規模，項目單位投資在105～152萬(wàn)元/MW之間，單位設備費用在65～82萬(wàn)元/MW之間，小時(shí)節水量在0.86～1.58t/MWh之間;此外，吸收式熱泵的能源成本顯著(zhù)低于壓縮式熱泵。

結論

與傳統熱電聯(lián)產(chǎn)方式相比，采用吸收式熱泵結合的技術(shù)，可大幅增加供熱效率，提高冬季供熱能力。同時(shí)該技術(shù)符合國務(wù)院關(guān)于加強節能工作決定中所指出的大力推進(jìn)節能技術(shù)進(jìn)步，全面實(shí)施重點(diǎn)節能工程、區域熱電聯(lián)產(chǎn)及余熱余壓利用的方針，是一種值得大力推廣的節能供熱新技術(shù)。