吸收式热泵乏汽余热回收的方式与设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)大连三洋制冷有限公司 作者:刘明军
  余热回收方式主要有直接回收和间接回收2种。从热量利用角度考虑,直接回收更好,但实际采用哪种方式回收还需看热电厂具体情况。对于水冷机组可采用回收乏汽的直接回收,也可采用回收冷却循环水的间接回收,但采用直接回收,汽轮机低压缸与凝气器直接相连,系统改造较困难,而且系统运行时需对乏汽和冷却循环水同时调节,运行也不方便,因此对水冷机组更适合采用间接回收方式。而对于空冷机组,采用直接回收方式更合理。

  乏汽余热回收设计时需注意以下几点:

(1) 关于余热回收量的考虑

  采用吸收式热泵供热实际上是抽气和乏汽同时供热,如图4 所示,供暖负荷随气温的一般变化情况如图5 所示,供热设计必须满足最大供热负荷要求,当抽气量达到最大时,供热量达到最大负荷,此时乏汽量最小,吸收式热泵应该回收最小乏汽余热。这样在供暖最大负荷时,吸收式热泵回收全部乏汽余热,凉水塔可关闭,但在供暖部分负荷时,需考虑汽轮机工作的稳定性,一种方法是调节主蒸汽量,保证乏汽余热可全部被吸收式热泵回收,另一种是主蒸汽量不变时,可通过吸收式热泵及原冷却装置(凉水塔或空冷岛) 的共同工作,通过调节进入冷却装置的乏汽量适应供暖负荷的变化,从而保证汽轮机工作的稳定性。

  另外,对空冷机组,按最小乏汽量回收设计时,要考虑空冷岛防冻问题,冬季空冷岛运转有最小防冻流量要求,如果最小乏汽流量不能保证,空冷岛会发生冻结,这是不允许发生的。

吸收式热泵供热流程

图4 吸收式热泵供热流程

供暖负荷随气温变化情况

图5 供暖负荷随气温变化情况

(2) 抽汽压力对系统的影响

  汽轮机抽汽作为吸收式热泵驱动热源对系统的影响是: 热网水温度不变时,抽汽压力越高,吸收式热泵可将热网水加热的温度越高,同时系统投资经济性越好。实际机组运行中,热网水温度是随室外气温变化的,如图6 所示,不同的热网水温度对抽汽压力的要求也不一样,如图7 所示。而汽轮机供暖抽汽一般为可调抽汽(一般300MW机组抽汽压力调节范围为0.2 ~0.5MPa(G) ,因此可在室外气温较低供暖负荷较大时,将抽汽压力调节高,而在供暖负荷较小时,采用一般的抽汽压力,这样可降低系统投资。

热网供回水温度随室外气温变化

图6 热网供回水温度随室外气温变化

热网水温度与抽汽压力的关系

图7 热网水温度与抽汽压力的关系

(3) 冷却循环水温度对系统的影响

  冷却循环水温度是影响吸收式热泵供暖系统的关键参数,因为该参数既对吸收式热泵影响较大又对热电厂发电及运行影响也大,下面分别阐述。冷却循环水对吸收式热泵的影响是,该温度越高,吸收式热泵可将热网水加热的温度越高,同时回收的冷却循环水热量也越高,吸收式热泵供热能力越大,因吸收式热泵供热系统的节能性主要体现在吸收式热泵回收冷却循环水余热上,因此冷却循环水温度越高,吸收式热泵供热能力越大,系统投资回收期越少,如图8; 而冷却循环水温度对热电厂的主要影响是,该温度越高汽轮机背压越高,如图9,发电煤耗越高。

 冷却循环水温度对吸收式热泵供热系统的投资回收期影响

图8 冷却循环水温度对吸收式热泵供热系统的投资回收期影响

冷却循环水温度对汽轮机背压的影响

图9 冷却循环水温度对汽轮机背压的影响

  经过实际项目计算,提高冷却循环水温度对热电厂的煤耗提高收益减小的影响要远小于对供暖系统的收益增加的影响,因此在保证热电厂运行安全的前提下,提高冷却循环水温度对采用吸收式热泵的热电联产运行是大有好处的。另外,不同的热网水温度对冷却循环水温度的要求也不一样,如图10 所示。

冷却循环水温度与热网水温度的关系

图10 冷却循环水温度与热网水温度的关系

  可通过对冷却循环水温度的调节达到整个采暖季的更经济运行,当室外气温较低供暖负荷较大时,将冷却循环水温度向上调节,而在供暖负荷较小时,向下调节,这样还可进一步减少发电煤耗的收益损失,从而使系统更节能。

(4) 做好余热在热泵与冷却装置间调节

  在供热负荷变化的同时保证汽轮机运行安全稳定性,需要余热在热泵与冷却装置间具有良好的调节性,当供热负荷较大时,余热尽可能被吸收式热泵回收,当供热负荷较小时,吸收式热泵回收余热减少,此时需要一部分余热进入冷却装置冷却。对于水冷机组,需做好冷却循环水量在热泵与凉水塔间调节; 对于空冷机组,需做好乏汽在吸收式热泵与空冷岛间的调节。

  更多与 热泵 吸收式热泵 相关的文章请阅读:

  热泵http://www.chvacuum.com/heat-pump/