第４期（总第１８７期） ２０１４年８月 山西电力 Ｎｏ．４（Ｓｅｒ．１８７） Ａｕｇ．２０１４ ＳＨＡＮＸＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｐ０ＷＥＲ 溴化锂吸收式热泵在热电联产机组中的应用 郝相俊 ．耿卫众 （１．中国能源建设集团山西省电力勘测设计院，山西太原０３０００１； ２．西山煤电集团山西兴能发电有限责任公司，山西古交０３０２０６） 摘要：介绍了溴化锂吸收式热泵在热电联产机组中应用的背景，并以某工程的供热改造为实例， 阐述了溴化锂吸收式热泵在热电联产机组中应用的系统参数及系统流程，包括驱动蒸汽系统、 余热系统以及供热介质系统，并分析了溴化锂吸收式热泵技术在热电联产机组中应用取得的社 会效益、经济效益。 关键词：溴化锂；吸收式热泵；热电联产；乏汽余热 中图分类号：ＴＫ１２３；ＴＭ６１１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７１—０３２０（２０１４）０４—００６９—０４ Ｏ 引言 溴化锂吸收式热泵是利用溴化锂吸水放热的特 性，以一定数量的高品位热能作为驱动能量提取低 在这种情况下，能够利用部分余热向外供热的 溴化锂吸收式热泵技术在热电联产机组中得到了广 泛的应用。本文将以某电厂供热改造工程为实例介 绍溴化锂吸收式热泵在热电联产机组中的应用。 品位能量向外供中品位能量的一种装置［１１。在热电 联产机组中的利用主要是：以汽轮机的一定数量的 １ 某电厂供热改造概况 某热电联产机组承担的集中供热范围内的面积 为：７００万ｍ 建筑物的热负荷，采用常规热网加 热器进行加热热媒向外供热，额定工况耗汽量为 抽汽作为驱动蒸汽，利用溴化锂吸收式热泵提取汽 轮机乏汽余热或者其他低温热源的热量，向外供中 温热量。 随着城市的不断扩大，供热需求量也在不断地 增加，以及原来建设的一些效率比较低的区域供热 锅炉的拆除，使得高效率、大容量的热电联产机组 ４７２．１ ｔ／ｈ，机组最大供热抽汽量为６００ ｔ／ｈ。随着城 市的不断扩大以及低效率区域供热锅炉的拆除，本 的供热负荷不断的增加。但是由于热电联产机组原 设计供热负荷小，热电联产机组的供热抽汽不能满 足新增的供热负荷。在不增加原热电联产机组供热 抽汽的情况下，如何增加热电联产机组的供热能力 的问题越来越突出。而且国家在”十二五”规划中 工程供热范围内新增供热面积为５００万ｍ 建筑的 热负荷，由原来的７００万ｍ 增加到１ ２００万ｍ ， 这超出了原热电联产机组的供热能力。１ ２００万ｍ 供热负荷需要的供热抽汽量为８０９．４ ，但是本工 程原设计的汽轮发电机组能力供热抽汽量为６００ ｔ／ｈ， 不能满足新增的供热负荷，所以本工程采用基于吸 收式热泵技术，利用供热抽汽中的部分蒸汽作为高 指出： “以节能减排为重点，健全激励和约束机 制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式。” 品位热能提取汽轮机排汽中的部分低位热能向外供 热，以达到机组在能力供热抽汽工况下，满足一部 分新增建筑物供热负荷。 收稿日期：２０１４—０４—２８，修回日期：２０１４—０６—１２ 作者简介：郝相俊（１９７８一），女，山东济南人，２００５年毕业于重庆大 学动力工程专业，工程师，从事火力发电厂设计工作； 耿卫众（１９８０一），男，山西昔阳人，２００４年毕业于山西大 学工程学院热能与动力工程专业，工程师，从事火力发电 厂运行工作。 ２某电厂供热改造工程条件 ２．１ 环境条件 采暖期天数，１８０ ｄ；采暖室外计算温度，一１６℃； ・６９・ 山西电力 ２０１４年第４期 采暖室内计算温度，１８ ｏＣ；采暖期平均室外外温 度，一６．５℃。 根据目前电厂供热面积内的建筑物的类型和建 筑面积，以及电厂多年的供热经验，采暖综合指标 采用５Ｏ Ｗ／ｍ２。 根据中华人民共和国行业标准《喊镇供热管网 设计规范》 （ＣＪＪ３４－－２０１０）计算公式，一个采暖 季供热量计算如下。 Ｑ ＝０．０８６４ＮＱｈ（ｔｉ一 ａ）／ ｉ一￡ ｈ） 式中： 电厂原供热负荷为：７００ Ｘ １０ Ｘ ５０＝３５０ ＭＷ。 电厂现需热负荷为： （７００＋５００）Ｘ １０４ Ｘ ５０＝ ６００ ＭＷ。 电厂新增供热负荷为：５００×１０＇×５０＝２５０ＭＷ。 ２．３供热介质 ＿一采暖设计热负荷，ｋＷ； Ⅳ一—一采暖期天数，ｄ，取１８０ ｄ； 本工程供热介质为热水。一次网循环水设计供 回水温度为：１００℃／５０℃。 。采暖室外计算温度，℃，取一ｌ９ ｏＣ； ￡－一采暖室内计算温度，℃，取ｌ＿８℃； ￡ 一采暖期平均室外温度，ｃ（＝，取一６．５℃； ０．０８６ ４——公式简化和单位换算后的数值。 Ｑ ＝０．０８６ ４Ｘ１８０Ｘ６００ ０００Ｘ（１８＋６５）÷（１８＋１９＿）＝ ６１７．９×１０４ ＧＪ／ａ。 热负荷采用定流量质调节，一次网循环水量 为：１０ ３３５ ｔ／ｈ。热泵组其他参数见表２。 ２．４驱动蒸汽及余热蒸汽 本工程驱动蒸汽采用原供热抽汽，蒸汽参数： 工作压力为０。４ ＭＰａ；工作温度为２５８．９℃；余热 为汽轮机排汽，排汽绝压为１５ ｋＰａ；饱和温度为 ５３．９℃。 ２．２供热负荷 根据中华人民共和国行业标准《贼镇供热管网 设计规范》 （ＣＪＪ３４－－２０１０）中表２．１各类建筑物 采暖热指标推荐值，确定建筑物采暖热指标值 见表１。 表１ 本工程各类建筑采暖指标 本工程设２台１８０ ＭＷ热泵组，热泵组内包括 ２台９０ ＭＷ的热泵，利用原热网加热器作为尖峰 加热器，其参数见表３。 ３供热系统介绍 本工程的原则性热力系统图见图１所示。 ３．１热网循环水系统 热泵组的热网循环水从原热网站循环水泵前的 热网循环水回水母管上新增的隔离门前接出，分别 接至２台热泵组。经热泵组加热后，再接人原热网 表２热泵组参数 名称稻孙 热负荷 ／Ｍ器供Ｗ 绝压 ／Ｍ汽 Ｐ 加謦 水加 ，力 蝥 ，力 侃循，／ＭＷ ／ＭＰｎ 温度，℃ 温度，℃ （ｔ ） 水八 厦 外水出ｒ 温厦 蚧 ＇ 一数值 ２４０ ０．４ ２５８．９ ９５ ・７０・ ２０１４年８月 郝相俊，等：溴化锂吸收式热泵在热电联产机组中的应用 ３．２驱动蒸汽系统 每台热泵组的驱动蒸汽分别接自原供热蒸汽管 道。驱动蒸汽经过减温器减温后达到热泵组所需的 温度，进入热泵组，在热泵内完成回收乏汽余热， 与乏汽一并加热热网循环水。 热泵组 ３．３驱动蒸汽凝结水系统 经过在热泵组里交换热量后的驱动蒸汽凝结成 水，驱动蒸汽凝结水通过蒸汽系统与排汽装置的压 差自流至排汽装置。在排汽装置人口设多级水封。 ３．４乏汽凝结水系统 乏汽在热泵组里放热后凝结成水，利用乏汽系 图１某电厂供热改造工程原则性热力系统图 统的高差自流至排汽装置。 循环水回水管道新增的隔离门后，进人热网循环水 泵，经热网循环水泵加压后，进入热网加热器二级 加热，经过加热后的热网循环水向城市供热。 ４改造后的效益 ４。１ 改造后的供热量 本工程改造后一个采暖季供热量见表４所示。 表４某电厂供热改造后一个采暖季总供热量 ・７１・ 山西电力 ２０１４年第４期 一个采暖季本工程向外供热６１９．０万ＧＪ，其中 ａ）在机组供热抽汽量一定的工况下，能再增 加一定量供热负荷。 ｂ）利用汽轮机的乏汽向外供热为电厂提高了 ５０９．７万ＧＪ；尖峰加热器供热量为１０９．３万ＧＪ；吸 吸收式热泵余热回收机组一个采暖季的供热量为 收式热泵余热回收机组利用乏汽供热量为２２６．５ 万ＧＪ；驱动蒸汽供热量为２８３．２万ＧＪ。 ４．２各部分的供热贡献 一经济收益。 Ｃ）此部分供热代替原来的余热锅炉供热，减 少了污染物排放。 个采暖季各部分对供热的贡献见表５所示。 表５各部分供热贡献 所以采用此种技术，不但满足社会对供热、环 境的要求，而且也达到了电厂利用余热增加收益 的需求。 ５结论 溴化锂吸收式热泵技术特别适用在热电联产机 组不能再扩大供热负荷的情况下使用，采用此种技 术满足一部分新增供热负荷的同时，为电厂提高了 经济效益并减少污染物的排放，具有一定的社会效 从表５可以看出，采用吸收式热泵可利用汽轮 益。本文对其他同类供热机组的改造有一定参考 意义。 参考文献： ［１］吴佐莲，刘小春，王萌，等．利用热泵技术回收热电厂余热的 可行性与经济性分析［Ｊ］．山东农业大学学报（自然科学版）， ２００８，３９（１）：６２—６８． 机乏汽向外供热量占到一个采暖季供热量的 ３６．６％，这部分热量是由汽轮机的乏汽来实现的， 若不采用吸收式热泵提取这部分余热，这部分余热 是要排掉的，采用了此种技术后，有三方面的 收益。 Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｂｒｏｍｉｄｅ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｈｅａｔ Ｐｕｍｐ ｉｎ Ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔｓ ＨＡＯ Ｘｉａｎｇ－ｊａｎ ，ＧＥＮＧ Ｗｅｉ－ｚｈｏｎｇ２ （１．Ｓｈａｎｘｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０３０００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｘｉｓｈａｎ Ｃｏａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｇｒｏｕｐ Ｓｈａｎｘｉ Ｘｉｎｇｎｅｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｊｉａｏ，Ｓｈａｎｘｉ ０３０２０６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｉｎ ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ． Ｔａｋｉｎｇ ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｌｉｈｉｔｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｂｅｉｎｇ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ ａｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｔｅａｍ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｅｘｈａｕｓｔｅｄ ｓｔｅａｍ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｕｐｐｌｙ ｍｅｄｉｕｍ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｈｅ ａｐｐｌｔｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｌｓｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｈｉｕｍ ｂｒｏｍｉｔｄｅ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ；ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ｆｒｏｍ ｅｘｈａｕｓｔｅｄ ｓｔｅａｍ
