溴化锂吸收式热泵技术在热电冷联产中的应用分析.docx

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1、溴化锂吸收式热泵技术在热电冷联产中的应用分析思想，解决火（热）电厂生产中枢部位的空调问题必须审计使用能源和原料的方式，力求减少损失，杜绝浪费并尽量不让废物进人环境。因此，火（热）电厂所采用的空调机组及其系统应该满足以下条件：空调机组及其系统能从火（热）电厂的生产过程中获取低火用热能（抽汽和排汽的热能），回收利用生产中废弃的低温余热（乏汽余热）。空调机组及系统对环境极少产生污染或不产生污染，并能降低火（热）电厂生产过程所造成的环境污染，例如能降低汽轮机乏汽余热的热污染。火（热）电厂擁有丰富的低火用热能而压缩式空调机组以高品位的电能为驱动能源。与压缩式空调机组不同的吸收式热泵机组是以热能为驱动能源

2、，它要求驱动热能的温度和压力并不高（双效型吸收式热泵机组的加热蒸气为火用用P=0.40.6MPa表压的饱和蒸汽），第一类溴化锂吸收式热泵空调机组在制热时，还有1/2左右的热能来自低温热源，低温热源的温度td60，因此，第一类吸收式热泵空调机组能够利用低火用热能（排热、余热、废热），特别是它具有回收利用低温余热的长处。如锅炉连续排污水扩容产生的二次蒸汽、轮机的抽汽及汽轮机乏汽的余热。采用吸收式热泵空调机组，能充分地将这些低火用热能利用起来，不仅节约了能源，使能源得到了经济合理的利用，而且还改善了汽轮机的运行工况，提高了汽轮机运行的经济性能，减少了乏汽对大气环境的热污染。因此，在低火用热能丰富的火

3、（热）电厂，使用吸收式热泵空调机组，相对于使用螺杆压缩式空调机组具有很大的节能优势。4溴化锂吸收式热泵技术的优势热电厂供热最大值出现在冬季，最小值出现在夏季，夏季用热负荷骤降是普遍规律。为解决这一热规律，采用溴化锂吸收式制冷机组，既可满足余热（乏气等）回收制冷又可达到提升电力生产，同时可填补热负荷在夏季出现低谷现象，以达到节省电力，降低能耗和提高电力效益。最显著的特征如下。（1）可利用生产工艺过程中的废（余）热制取冷水，节省了为获得低温冷水而需要消耗的电能等高品位能源，提高了能源利用率。机组同时具备制热、制冷两种功能，通过阀门和管路的的切换可以实现不同季节空调的需求，不仅方便且降低了空调系统的

4、初投资。（2）以水做制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，无臭、无毒，不存在氨或氟里昂等对环境的影响，属于绿色环保冷媒，符合国际环保要求。（3）机组运行几乎没有运动部件，运行安全可靠，噪音小（小于80dB（A，使用寿命长。（4）以溴化锂吸收式制冷机组制取冷水，对汽轮机进口空气进行预冷，可有效的提高电厂的经济效益。（5）机组操作方便，自动化程度高，易于管理5。以某电厂改造后一个运行季度为例计算了各部分对供暖贡献的数据（表1）。从表1可以看出，采用吸收式热泵可利用汽轮机乏汽向外供热量占到一个采暖季供热量的36.6%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，采用该技

5、术有以下三方面直接优势：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。利用汽轮机的乏汽向外供热为电厂提高了经济收。此部分供热代替原来的余热锅炉供热，减少了污染物排放所以采用此种技术，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溴化锂吸收式热泵技术的经济性能指标能量指标有3种，分别为：机组的性能系数COP（热力系数）、火用效率、和当量热力系数。对于制冷装置而言，能量指标是指所制取的冷量与耗用能量的比值，它可以衡量制冷机的经济性能6。热力系数是吸收式制冷机制冷量Q。与机制消耗的热量Qg冷量之间的关系，也用于评价制冷机的经济性，也称COP值，COP仅表示了获得单位

6、冷量需消耗的热能。火用效率虽然考虑了能量的品位，可以判断系统或设备内有效能的利用程度和不可逆程度。而我国目前利用的热能来自燃料，电能的绝大部分也是由火力发电产生。因此，用消耗单位数量的燃料可以产生的冷量当量热力系数作为评价指标，是最合理的。以S某26-115D蒸汽型双效吸收式制冷机和FLZ-1000离心压缩式制冷机两种机型为例（表2），由表2可以看出吸收式制冷机组的当量热力系数约为压缩式制冷机组的3倍。通过气水式换热器即可冷却燃气轮机的进口空气，使空气温度降低，质量流量增加，发电效率提高5。额定功率100MW的燃气轮机发电机组输出功率与环境空气温度的关系如图3所示。由图3可知当有效降低环境温度

7、（汽轮机进气口温度）时汽轮机组的输出功率会有所增加。6溴化锂吸收式热泵余热回收分析6.1以国电大武口热电有限公司为例国电大武口热电有限公司装设有8台RHP-331溴化锂吸收式热泵，热泵单元系统包括驱动蒸汽进汽系统，两路凝结水系统，余热水进、出水系统，热网水进、出水系统，抽真空系统，热泵本体等。现场运行结果表明，热泵系统工作稳定，节能效果明显。热能供热能量的分析表热如表3所示。国电大武口热电有限公司8台溴化锂吸收式热泵机组运行一个供热期（151d/3624h）带来巨大的经济效益和环境效益。（1）可回收余热量1336TJ供热高峰期回收余热=113.4某l033kW某1087h=443.7（TJ），

8、供热非高峰期回收余热=（97.7某l03）kW某2537h=892.2TJ折成标准煤约5.01某l04t。（2）减少排放COzl.448某l05t，减少排放S021200t。（3）机组按全年按5500h计算，机组全年发电标准煤耗降低5.01某104某l06g/（5500某2某330某l03kW）=13.8g/（kWh）。（4）传统供热模式供热标准煤耗为38.2kg/GJ，热泵供热标准煤耗22.6kg/GJ。6.2以温州龙湾燃机电厂为例温州龙湾300MW燃气一蒸汽联合发电厂选用美国通用电气公司（GE）的PG9117E型燃机2台，每台容量为100MW级，燃用原油，两台嫩气轮机的余热总量达1.8TJ

9、/h，为实现联合循环，设置了2台比利时CMI公司的余热锅炉和1台GE公司的100MW级的汽轮机。采用“2+1”方式运行（2台燃气机加1台蒸汽轮机组成一个单元）。余热锅炉为双压（低壓和中压）系统，具有旁通烟道的无补燃强制循环余热锅炉。低压蒸发器的出力40t/h此蒸汽压力0.42MPa（绝压），蒸汽饱和温度145.2。当环境空气温度为23、燃机为100%负时，空气的质量流量为398.65kg/，干空气的比定压热容约为1.005kJ/（kg.K）。将空气温度从39.4降低至23所需要的制冷量为：398.65kg/某1.005kj/（kg.K）某（39.4-23）=6570kW加热蒸汽为0.4MPa（

10、表压）的S某24系列蒸汽双效嗅化锉吸收式制冷机组的蒸汽消耗量约1.5kg/（kW.h）。故蒸汽总耗量为：6570kW某1.5kg/（kW.h）一9.855kg/h由图3可知，当环境空气温度为39.4时，燃气轮机的功率约83MW，当环境空气温度为23时，燃气轮机的功率约95MW，发电量可提高约12MW。一般1t低压蒸汽的发电量可按332kWh估算，则由于部分低压蒸汽用于驱动溴化锂吸收式制冷机制冷而减少的发电量约为：9.855kg/h某332kWh=3.272MW。采用溴化锂吸收式制冷机产生的冷量冷却燃气轮机进口空气，可净增发电量为：12-3.272=8.728MW。综上实例表明：电厂使用溴化锂吸

11、收式热泵技术不仅可以达到能源综合利用、节能减排的作用，同时也可以提高热电冷联产的经济效益，使用溴化锂吸收式热泵技术可提高电厂的综合效益，是实现节能减排、环境友好型生产方式的重要途径，也是未来电厂实现热电冷联合发展的经典模式。7总结溴化锂吸收式热泵技术可有效利用机组余热乏汽不仅可以提高电厂的经济效益，同时达到了能源综合利用和减少了污染物的排放，提高了社会经济效益。使用溴化锂吸收式机组可避免电厂夏季用热低谷现象。通过对汽轮机进气的预冷可有效提高电厂夏季的电量输出。充分利用低火用热能供冷可有效避免夏季用电高峰使用高位电能供冷的局面，从而缓解夏季电量紧张的现象，是未来区域采用电厂集中供热、供冷的主要趋势。使用溴化锂吸收式热泵技术可方便综合考虑当下电、燃料、冷热用量三者之间的经济利益，根据不同季节各自需求灵活方便的调整电厂输出，使效益最大化。