内蒙古电力技术  2014, Vol. 32 Issue (4): 33-36   PDF    
供热机组乏汽余热回收系统在设计背压下的运行经济性分析
萨仁高娃1, 包七十三1, 郭刚2    
1. 内蒙古国电能源投资有限公司电力工程技术研究院, 呼和浩特 010080;
2. 内蒙古锡林浩特热电厂, 内蒙古 锡林浩特 026000
摘要:某热电厂利用机组现有抽汽作为驱动热源,采用吸收式热泵技术对1台300 MW机组供热系统进行了改造,实现了对汽轮机乏汽热能的回收。通过计算、分析机组在设计背压(8 kPa)下各工况的运行经济性,说明乏汽余热回收系统在机组中、高负荷下的运行状态较好,节能效果更明显。
关键词汽轮机乏汽     余热回收系统     吸收式热泵     背压     热网     循环水     驱动蒸汽    
Operation Economic Analysis of Unit Exhaust Steam Waste Heat Recovery System under Designing Pressure
Sarengaowa1, Bao Qishisan1, Guo Gang2    
1. Inner Mongolia Electric Power Engineering Research Institute, Hohhot 010080;
2. Inner Mongolia Xilinhot Thermal Power Plant, Inner Mongolia Xilinhot 026000
Abstract:Using unit's existing steam as heating source, a 300 MW unit heating system was reformed with the absorption heat pump technology in a thermal power plant,recoveried the turbine exhaust steam heat energy. Through calculation and analysis of operation economic characteristics under the condition of design back pressure(8 kPa), thought that the exhaust steam waste heat recovery system of the unit operated in the good running state, and energy-saving effect was more obvious while the unit was in the high load condition.
Key words: exhaust waste     heat recovery system     heat pump     back pressure     heating network     circulating water     powered steam    
0 引言

目前我国火电机组装机容量超过了发电机组 总容量的70%,无论从发电量还是装机容量来说, 火力发电所占份额依然偏大。大型火电机组的发 电效率一般为35%~55%,而扣除厂用电后终端利 用效率只能达到30%~47%,大部分能量由烟气和 循环冷却水(或空冷岛)直接排放到了环境中。

现阶段,大型火电厂多采用热电联产的方式, 在发电的同时提供热能以提高能源利用率。虽然 热电联产的热利用效率可以达到80%左右[1, 2],但是 以乏汽形式排掉的低品位热能仍然无法得到有效 利用,而吸收式热泵技术则可将乏汽余热进行部分 回收,使这种情况得到改善。 1 余热回收系统简介

图 1为某台300MW机组采用的乏汽余热回收 供热系统。热泵站的驱动蒸汽及热网加热器的汽 源均为原采暖抽汽,热泵驱动蒸汽在热泵内做功后 凝结成疏水,由2台凝结水泵(1用1备)输送至5号 低加前的凝结水管道。余热回收系统主要设计技 术参数见表 1

图 1 乏汽余热回收供热系统

表 1 余热回收系统主要技术参数
2 余热回收系统热力计算 2.1 运行数据

由于该系统设计背压为8kPa,故选择了8kPa背压下6个运行工况的数据(见表 2)作为计算依据。

表 2 余热回收系统运行数据
2.2 热力计算 2.2.1 热泵性能系数

对于第1类溴化锂吸收式热泵来说,系统的供 热量为从余热中获得的热量与驱动热源能量之 和。热泵性能系数COP等于系统输出热量与输入 系统热量的比值,见公式(1)[3, 4, 5, 6]

式中Qg—驱动热源放热量,GJ;

Qe—热网水在乏汽中吸热量,GJ。 2.2.2 驱动热源放热量

计算方法见公式(2)[3, 4, 5, 6]

式中h00—驱动热源进热泵机组焓值,kJ/kg;

h01—驱动热源疏水出热泵机组焓值,kJ/kg;

qg—驱动热源介质流量(等于热网加热器疏水流量),kg/s。 2.2.3 汽轮机组乏汽放热量

计算方法见公式(3)[3, 4, 5, 6]

式中Qe—乏汽放热量,GJ; h10—乏汽进热泵机组焓值,kJ/kg; h11—乏汽疏水出热泵机组焓值,kJ/kg; qe—乏汽流量,kg/s。 2.2.4 热泵机组总回收余热量

计算方法见公式(4)[3, 4, 5, 6]

式中W1—热泵总回收余热量,GJ。 2.3 热力计算结果

不同工况下热泵运行参数的热力计算结果汇 总见表 3,热泵运行参数对比见图 2

表 3 余热回收系统热力计算结果汇总

图 2 各工况热泵运行参数对比(背压8kPa)
3 计算结果分析

(1)机组负荷较低时,乏汽利用量很低。例如 机组负荷为179MW时,乏汽利用量仅为36.60t/h。 低负荷工况热网吸收热量主要由驱动蒸汽来负担, 系统运行状况不符合余热回收系统设计目的[7, 8]

(2)机组负荷由179MW向220MW增加时,余 热回收系统的COP值呈明显上升趋势,但未能达到 设计值,即系统未达到最佳运行状态。

(3)负荷≥220MW时,余热回收系统COP值 基本保持稳定。

(4)机组发电负荷为275MW、背压为9.5kPa 时,投运乏汽余热回收系统后,热网吸收热量试验 值为155.02MW/h;热泵性能系数COP的试验值为 1.707;驱动蒸汽流量为123.21t/h,乏汽凝结水流量 为94.78t/h。从运行数据可以看出,系统基本运行 在最佳状态。 4 结语

利用现有抽汽作为驱动热源,采用吸收式热泵 能够实现汽轮机排汽热能的部分回收。在8kPa设 计背压下,乏汽余热回收系统在机组中、高负荷状 态下的运行状态较好,节能效果明显。

参考文献
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