摘 要：介绍热电厂凝汽器循环冷却水常规余热利用供热技术。对吸收式热泵机组与吸收式换热机组(吸收式换热机组将热水型吸收式热泵与板式换热器相结合，替代热力站的传统换热机组)联合供热方式的技术经济性进行了分析。
关键词：热电厂； 凝汽器； 冷却水； 吸收式热泵； 吸收式换热机组
Heating Technology Using Waste Heat from Circulating Cooling Water for Condenser in Cogeneration Power Plant
Abstract：The conventional heating technology using waste heat from circulating cooling water for condenser in cogeneration power plant is introduced．The technical and economical efficiencies of the heating mode combined absorption-type heat pump unit with absorption-type heat exchanger unit are analyzed．The absorption-type heat exchanger unit combines the hot-water absorption’type heat pump with plate-type heat exchanger to replace the conventional heat exchanger unit jn substation
Keywords：cogeneration power plant；condenser；cooling water；absorption-type heat pump；absorption-type heat exchanger unit
对于热电厂，大容量、高参数热电机组的乏汽余热利用并不理想，直接经凝汽器将热量排放到环境中的情况比较普遍。这部分余热的能量巨大，若加以回收利用，热电厂的供热能力将大幅提高。不仅可提高能源利用率，还能减少冷却水蒸发量，节省水资源，减小环境热污染，保护生态环境，具有显著的经济、环境效益[1-3]。本文对热电厂凝汽器循环冷却水余热利用供热技术进行探讨。
1 常规技术
1.1 低真空循环水直接供热
抽凝式汽轮机发电机组低真空运行，可提高汽轮机的排汽温度，将凝汽器的循环冷却水作为热网供水为用户供热，从而实现低真空循环水供热。但抽凝式汽轮机发电机组低真空运行需要提高机组凝气压力，从而降低热电厂的发电量，且循环冷却水供回水温差受限，供热范围仅限于热电厂周边的用户。
1.2 热泵技术
①热泵技术1
分布式电驱动热泵。将热泵机组设在各小区的热力站内，代替热力站内的水—水换热器。将热电厂凝汽器循环冷却水出水直接引入热力站内作为热泵机组的低温热源，放热后返回凝汽器，热泵机组冷凝器出水作为供水为用户供热。
各热力站分别设置热泵机组，可根据实际情况调节供热参数，较为灵活。热电厂凝汽器出水作为热泵机组低温热源比较合适，热泵机组效率较高。但受到热泵机组自身特点的限制，冷凝器出水温度仍较低，须增大热水循环流量及管道管径满足供热需要。导致输送能耗高，管网造价增大。因此，这种方式的供热范围受到限制。
②热泵技术2
集中式电驱动热泵。热泵机组集中设置在电厂内，凝汽器循环冷却水出水作为热泵机组低温热源，经热泵吸热降温后，返回凝汽器。一级管网70℃回水经热泵机组加热后温度升至80～90℃，但仍需经汽—水换热器加热至130℃，最终作为一级管网供水。由于热泵机组需采用高温型热泵机组，机组能效比较低，并增加电厂自用电量。
2 新型技术
2.1 系统流程
吸收式热泵机组与吸收式换热机组联合运行的系统流程见图1。在热电厂安装的多级吸收式热泵机组以抽凝式汽轮机抽汽作为高温热源，凝汽器循环冷却水作为低温热源，逐级加热一级管网回水[4-6]。
各热力站分别安装吸收式换热机组(结构见图2)，吸收式换热机组由热水型吸收式热泵、板式换热器构成，替代常规水—水换热器，在不改变二级管网供回水温度的前提下，可将一级管网回水温度由70℃降至25℃左右。一级管网供回水温差增大，降低了循环泵能耗及管网造价。二级管网回水一部分进入吸收式换热机组中的吸收式热泵，温度由50℃升至65℃，另一部分进入板式换热器与吸收式热泵发生器出水换热后温度升至80℃。两部分混合后温度为70℃，作为二级管网供水。
对于热电厂一侧，25℃的一级管网回水经换热器与凝汽器冷却水换热后温度升至30℃，被3台吸收式热泵机组逐级加热至90℃：第一级，双效吸收式热泵机组将热水温度加热至50℃左右；第二级，单效吸收式热泵机组将热水温度加热至65℃左右；第三级，由于此时热水温度较高，因此需采用高温型吸收式热泵机组将热水加热至90℃。最后，经汽—水换热器与抽凝式汽轮机抽汽换热后温度升至130℃作为一级管网供水。初末寒期可采用吸收式热泵机组单独供热，汽—水换热器不启动，当热泵机组出水温度不能满足要求时，启动汽—水换热器对吸收式热泵机组出水进行加热。
2.2 技术经济性分析
将传统热电联供方式(热网回水直接经汽—水换热器升温后为热用户供热，汽—水换热器热源来自抽凝式汽轮机抽汽，一级管网设计供、回水温度为130、70℃)与吸收式热泵机组与吸收式换热机组联合运行供热方式(以下简称联合供热方式)进行技术经济性比较。
一般大容量热电厂采用低压缸进汽前的抽汽作为加热一级管网回水的热源，抽汽压力范围为0.3～1.0MPa。传统热电联供方式的一级管网回水由70℃加热至130℃，温升较大，受汽轮机安全条件的限制，一般不会采用在低压缸实施多级抽汽。这就造成汽—水换热的温差很大，相应的不可逆损失也很大。为此，对一级管网回水的加热，引入吸收式热泵技术，采用分阶段梯级加热的方式逐级提高热水温度，提高了热电厂能源利用效率。
联合供热方式的应用一方面需要增加设备投资，但另一方面也因此减少热网投资。传统热电联供方式的一级管网供回水温度为130、70℃，联合供热方式为130、25℃，当供热负荷相同时，综合考虑回水温度降低带来的一级管网流量下降、回水管道保温和补偿要求下降等因素，保守测算联合供热方式的一级管网造价为传统热电联供方式的70％左右。
3 结语
①吸收式热泵机组与吸收式换热机组联合运行技术，相当于在不增加电厂容量情况下，扩大其供热能力，提高能源利用率，减少冷却水蒸发量，节省水资源，减少热污染，保护生态环境。具有显著的经济、社会与环境效益。具有显著的节能减排效果，符合国家节能减排的政策。
②值得注意的是，吸收式热泵机组与吸收式换热机组联合运行方式比较复杂，需要热电厂内的吸收式热泵机组与热力站内的吸收式换热机组共同配合，从而实现余热利用。
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