吸收式熱泵乏汽余熱回收的方式與設(shè)計(jì)

2013-05-07 劉明軍 大連三洋制冷有限公司

  余熱回收方式主要有直接回收和間接回收2種。從熱量利用角度考慮,直接回收更好,但實(shí)際采用哪種方式回收還需看熱電廠具體情況。對(duì)于水冷機(jī)組可采用回收乏汽的直接回收,也可采用回收冷卻循環(huán)水的間接回收,但采用直接回收,汽輪機(jī)低壓缸與凝氣器直接相連,系統(tǒng)改造較困難,而且系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需對(duì)乏汽和冷卻循環(huán)水同時(shí)調(diào)節(jié),運(yùn)行也不方便,因此對(duì)水冷機(jī)組更適合采用間接回收方式。而對(duì)于空冷機(jī)組,采用直接回收方式更合理。

  乏汽余熱回收設(shè)計(jì)時(shí)需注意以下幾點(diǎn):

(1) 關(guān)于余熱回收量的考慮

  采用吸收式熱泵供熱實(shí)際上是抽氣和乏汽同時(shí)供熱,如圖4 所示,供暖負(fù)荷隨氣溫的一般變化情況如圖5 所示,供熱設(shè)計(jì)必須滿足最大供熱負(fù)荷要求,當(dāng)抽氣量達(dá)到最大時(shí),供熱量達(dá)到最大負(fù)荷,此時(shí)乏汽量最小,吸收式熱泵應(yīng)該回收最小乏汽余熱。這樣在供暖最大負(fù)荷時(shí),吸收式熱泵回收全部乏汽余熱,涼水塔可關(guān)閉,但在供暖部分負(fù)荷時(shí),需考慮汽輪機(jī)工作的穩(wěn)定性,一種方法是調(diào)節(jié)主蒸汽量,保證乏汽余熱可全部被吸收式熱泵回收,另一種是主蒸汽量不變時(shí),可通過(guò)吸收式熱泵及原冷卻裝置(涼水塔或空冷島) 的共同工作,通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入冷卻裝置的乏汽量適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化,從而保證汽輪機(jī)工作的穩(wěn)定性。

  另外,對(duì)空冷機(jī)組,按最小乏汽量回收設(shè)計(jì)時(shí),要考慮空冷島防凍問(wèn)題,冬季空冷島運(yùn)轉(zhuǎn)有最小防凍流量要求,如果最小乏汽流量不能保證,空冷島會(huì)發(fā)生凍結(jié),這是不允許發(fā)生的。

吸收式熱泵供熱流程

圖4 吸收式熱泵供熱流程

供暖負(fù)荷隨氣溫變化情況

圖5 供暖負(fù)荷隨氣溫變化情況

(2) 抽汽壓力對(duì)系統(tǒng)的影響

  汽輪機(jī)抽汽作為吸收式熱泵驅(qū)動(dòng)熱源對(duì)系統(tǒng)的影響是: 熱網(wǎng)水溫度不變時(shí),抽汽壓力越高,吸收式熱泵可將熱網(wǎng)水加熱的溫度越高,同時(shí)系統(tǒng)投資經(jīng)濟(jì)性越好。實(shí)際機(jī)組運(yùn)行中,熱網(wǎng)水溫度是隨室外氣溫變化的,如圖6 所示,不同的熱網(wǎng)水溫度對(duì)抽汽壓力的要求也不一樣,如圖7 所示。而汽輪機(jī)供暖抽汽一般為可調(diào)抽汽(一般300MW機(jī)組抽汽壓力調(diào)節(jié)范圍為0.2 ~0.5MPa(G) ,因此可在室外氣溫較低供暖負(fù)荷較大時(shí),將抽汽壓力調(diào)節(jié)高,而在供暖負(fù)荷較小時(shí),采用一般的抽汽壓力,這樣可降低系統(tǒng)投資。

熱網(wǎng)供回水溫度隨室外氣溫變化

圖6 熱網(wǎng)供回水溫度隨室外氣溫變化

熱網(wǎng)水溫度與抽汽壓力的關(guān)系

圖7 熱網(wǎng)水溫度與抽汽壓力的關(guān)系

(3) 冷卻循環(huán)水溫度對(duì)系統(tǒng)的影響

  冷卻循環(huán)水溫度是影響吸收式熱泵供暖系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù),因?yàn)樵搮?shù)既對(duì)吸收式熱泵影響較大又對(duì)熱電廠發(fā)電及運(yùn)行影響也大,下面分別闡述。冷卻循環(huán)水對(duì)吸收式熱泵的影響是,該溫度越高,吸收式熱泵可將熱網(wǎng)水加熱的溫度越高,同時(shí)回收的冷卻循環(huán)水熱量也越高,吸收式熱泵供熱能力越大,因吸收式熱泵供熱系統(tǒng)的節(jié)能性主要體現(xiàn)在吸收式熱泵回收冷卻循環(huán)水余熱上,因此冷卻循環(huán)水溫度越高,吸收式熱泵供熱能力越大,系統(tǒng)投資回收期越少,如圖8; 而冷卻循環(huán)水溫度對(duì)熱電廠的主要影響是,該溫度越高汽輪機(jī)背壓越高,如圖9,發(fā)電煤耗越高。

 冷卻循環(huán)水溫度對(duì)吸收式熱泵供熱系統(tǒng)的投資回收期影響

圖8 冷卻循環(huán)水溫度對(duì)吸收式熱泵供熱系統(tǒng)的投資回收期影響

冷卻循環(huán)水溫度對(duì)汽輪機(jī)背壓的影響

圖9 冷卻循環(huán)水溫度對(duì)汽輪機(jī)背壓的影響

  經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目計(jì)算,提高冷卻循環(huán)水溫度對(duì)熱電廠的煤耗提高收益減小的影響要遠(yuǎn)小于對(duì)供暖系統(tǒng)的收益增加的影響,因此在保證熱電廠運(yùn)行安全的前提下,提高冷卻循環(huán)水溫度對(duì)采用吸收式熱泵的熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行是大有好處的。另外,不同的熱網(wǎng)水溫度對(duì)冷卻循環(huán)水溫度的要求也不一樣,如圖10 所示。

冷卻循環(huán)水溫度與熱網(wǎng)水溫度的關(guān)系

圖10 冷卻循環(huán)水溫度與熱網(wǎng)水溫度的關(guān)系

  可通過(guò)對(duì)冷卻循環(huán)水溫度的調(diào)節(jié)達(dá)到整個(gè)采暖季的更經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,當(dāng)室外氣溫較低供暖負(fù)荷較大時(shí),將冷卻循環(huán)水溫度向上調(diào)節(jié),而在供暖負(fù)荷較小時(shí),向下調(diào)節(jié),這樣還可進(jìn)一步減少發(fā)電煤耗的收益損失,從而使系統(tǒng)更節(jié)能。

(4) 做好余熱在熱泵與冷卻裝置間調(diào)節(jié)

  在供熱負(fù)荷變化的同時(shí)保證汽輪機(jī)運(yùn)行安全穩(wěn)定性,需要余熱在熱泵與冷卻裝置間具有良好的調(diào)節(jié)性,當(dāng)供熱負(fù)荷較大時(shí),余熱盡可能被吸收式熱泵回收,當(dāng)供熱負(fù)荷較小時(shí),吸收式熱泵回收余熱減少,此時(shí)需要一部分余熱進(jìn)入冷卻裝置冷卻。對(duì)于水冷機(jī)組,需做好冷卻循環(huán)水量在熱泵與涼水塔間調(diào)節(jié); 對(duì)于空冷機(jī)組,需做好乏汽在吸收式熱泵與空冷島間的調(diào)節(jié)。