摘 要：介紹熱電廠凝汽器循環(huán)冷卻水常規(guī)余熱利用供熱技術。對吸收式熱泵機組與吸收式換熱機組(吸收式換熱機組將熱水型吸收式熱泵與板式換熱器相結合，替代熱力站的傳統(tǒng)換熱機組)聯(lián)合供熱方式的技術經濟性進行了分析。
關鍵詞：熱電廠； 凝汽器； 冷卻水； 吸收式熱泵； 吸收式換熱機組
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
對于熱電廠，大容量、高參數熱電機組的乏汽余熱利用并不理想，直接經凝汽器將熱量排放到環(huán)境中的情況比較普遍。這部分余熱的能量巨大，若加以回收利用，熱電廠的供熱能力將大幅提高。不僅可提高能源利用率，還能減少冷卻水蒸發(fā)量，節(jié)省水資源，減小環(huán)境熱污染，保護生態(tài)環(huán)境，具有顯著的經濟、環(huán)境效益[1-3]。本文對熱電廠凝汽器循環(huán)冷卻水余熱利用供熱技術進行探討。
1 常規(guī)技術
1.1 低真空循環(huán)水直接供熱
抽凝式汽輪機發(fā)電機組低真空運行，可提高汽輪機的排汽溫度，將凝汽器的循環(huán)冷卻水作為熱網供水為用戶供熱，從而實現低真空循環(huán)水供熱。但抽凝式汽輪機發(fā)電機組低真空運行需要提高機組凝氣壓力，從而降低熱電廠的發(fā)電量，且循環(huán)冷卻水供回水溫差受限，供熱范圍僅限于熱電廠周邊的用戶。
1.2 熱泵技術
①熱泵技術1
分布式電驅動熱泵。將熱泵機組設在各小區(qū)的熱力站內，代替熱力站內的水—水換熱器。將熱電廠凝汽器循環(huán)冷卻水出水直接引入熱力站內作為熱泵機組的低溫熱源，放熱后返回凝汽器，熱泵機組冷凝器出水作為供水為用戶供熱。
各熱力站分別設置熱泵機組，可根據實際情況調節(jié)供熱參數，較為靈活。熱電廠凝汽器出水作為熱泵機組低溫熱源比較合適，熱泵機組效率較高。但受到熱泵機組自身特點的限制，冷凝器出水溫度仍較低，須增大熱水循環(huán)流量及管道管徑滿足供熱需要。導致輸送能耗高，管網造價增大。因此，這種方式的供熱范圍受到限制。
②熱泵技術2
集中式電驅動熱泵。熱泵機組集中設置在電廠內，凝汽器循環(huán)冷卻水出水作為熱泵機組低溫熱源，經熱泵吸熱降溫后，返回凝汽器。一級管網70℃回水經熱泵機組加熱后溫度升至80～90℃，但仍需經汽—水換熱器加熱至130℃，最終作為一級管網供水。由于熱泵機組需采用高溫型熱泵機組，機組能效比較低，并增加電廠自用電量。
2 新型技術
2.1 系統(tǒng)流程
吸收式熱泵機組與吸收式換熱機組聯(lián)合運行的系統(tǒng)流程見圖1。在熱電廠安裝的多級吸收式熱泵機組以抽凝式汽輪機抽汽作為高溫熱源，凝汽器循環(huán)冷卻水作為低溫熱源，逐級加熱一級管網回水[4-6]。
各熱力站分別安裝吸收式換熱機組(結構見圖2)，吸收式換熱機組由熱水型吸收式熱泵、板式換熱器構成，替代常規(guī)水—水換熱器，在不改變二級管網供回水溫度的前提下，可將一級管網回水溫度由70℃降至25℃左右。一級管網供回水溫差增大，降低了循環(huán)泵能耗及管網造價。二級管網回水一部分進入吸收式換熱機組中的吸收式熱泵，溫度由50℃升至65℃，另一部分進入板式換熱器與吸收式熱泵發(fā)生器出水換熱后溫度升至80℃。兩部分混合后溫度為70℃，作為二級管網供水。
對于熱電廠一側，25℃的一級管網回水經換熱器與凝汽器冷卻水換熱后溫度升至30℃，被3臺吸收式熱泵機組逐級加熱至90℃：第一級，雙效吸收式熱泵機組將熱水溫度加熱至50℃左右；第二級，單效吸收式熱泵機組將熱水溫度加熱至65℃左右；第三級，由于此時熱水溫度較高，因此需采用高溫型吸收式熱泵機組將熱水加熱至90℃。最后，經汽—水換熱器與抽凝式汽輪機抽汽換熱后溫度升至130℃作為一級管網供水。初末寒期可采用吸收式熱泵機組單獨供熱，汽—水換熱器不啟動，當熱泵機組出水溫度不能滿足要求時，啟動汽—水換熱器對吸收式熱泵機組出水進行加熱。
2.2 技術經濟性分析
將傳統(tǒng)熱電聯(lián)供方式(熱網回水直接經汽—水換熱器升溫后為熱用戶供熱，汽—水換熱器熱源來自抽凝式汽輪機抽汽，一級管網設計供、回水溫度為130、70℃)與吸收式熱泵機組與吸收式換熱機組聯(lián)合運行供熱方式(以下簡稱聯(lián)合供熱方式)進行技術經濟性比較。
一般大容量熱電廠采用低壓缸進汽前的抽汽作為加熱一級管網回水的熱源，抽汽壓力范圍為0.3～1.0MPa。傳統(tǒng)熱電聯(lián)供方式的一級管網回水由70℃加熱至130℃，溫升較大，受汽輪機安全條件的限制，一般不會采用在低壓缸實施多級抽汽。這就造成汽—水換熱的溫差很大，相應的不可逆損失也很大。為此，對一級管網回水的加熱，引入吸收式熱泵技術，采用分階段梯級加熱的方式逐級提高熱水溫度，提高了熱電廠能源利用效率。
聯(lián)合供熱方式的應用一方面需要增加設備投資，但另一方面也因此減少熱網投資。傳統(tǒng)熱電聯(lián)供方式的一級管網供回水溫度為130、70℃，聯(lián)合供熱方式為130、25℃，當供熱負荷相同時，綜合考慮回水溫度降低帶來的一級管網流量下降、回水管道保溫和補償要求下降等因素，保守測算聯(lián)合供熱方式的一級管網造價為傳統(tǒng)熱電聯(lián)供方式的70％左右。
3 結語
①吸收式熱泵機組與吸收式換熱機組聯(lián)合運行技術，相當于在不增加電廠容量情況下，擴大其供熱能力，提高能源利用率，減少冷卻水蒸發(fā)量，節(jié)省水資源，減少熱污染，保護生態(tài)環(huán)境。具有顯著的經濟、社會與環(huán)境效益。具有顯著的節(jié)能減排效果，符合國家節(jié)能減排的政策。
②值得注意的是，吸收式熱泵機組與吸收式換熱機組聯(lián)合運行方式比較復雜，需要熱電廠內的吸收式熱泵機組與熱力站內的吸收式換熱機組共同配合，從而實現余熱利用。
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