電廠循環(huán)水供熱

1、電廠循環(huán)水供熱 電廠循環(huán)水供熱我國大多數(shù)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠屬抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn)，在發(fā)電過程中通過對汽輪機(jī)中間抽汽獲取熱量。然而為了維持汽輪機(jī)尾部有足夠的蒸汽流量從而保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行，這類機(jī)組在按照供熱工況運(yùn)行時(shí)，仍需要由凝汽器冷卻末端乏汽，冷凝產(chǎn)生的大量低溫余熱通過冷卻塔排放掉。在供熱工況下此部分排出的熱量約占鍋爐總的產(chǎn)熱量的 20％，約占占熱電廠供熱量的 40％以上。如果這部分熱量能夠得以利用，將大幅度提高熱電廠產(chǎn)熱能力和能源轉(zhuǎn)換效率。我國目

2、前相當(dāng)多的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)目前熱源不足，合理的利用這部分熱量可以是這一問題得到緩解正常情況下此工況進(jìn)出凝汽器的循環(huán)水的溫度為 20～30℃，不能直接供熱，因此必須設(shè)法適當(dāng)提高其溫度。目前成熟的技術(shù)方法有兩個(gè)：一個(gè)方法是適當(dāng)降低凝汽器真空度，提高乏汽溫度，從而使循環(huán)水可直接通過熱網(wǎng)供熱，這就是通常所說的汽輪機(jī)組低真空運(yùn)行；另一個(gè)是采用熱泵技術(shù)從循環(huán)水中提取低位熱量用于供熱。1. 凝氣器低真空運(yùn)行的電廠循環(huán)水供熱方式傳統(tǒng)的低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱方

3、式，為了適應(yīng)采用傳統(tǒng)散熱器形式作為末端散熱設(shè)備的熱用戶，循環(huán)水在凝汽器中通常被加熱到 50℃～60℃，此時(shí)汽輪機(jī)排汽壓力由 0.04～0.06bar 提高到 0.3bar 左右。這種供熱方式多年來已經(jīng)在各地不少小型機(jī)組和少數(shù)中型機(jī)組上成功運(yùn)行。如果對于現(xiàn)代大型機(jī)組進(jìn)行低真空運(yùn)行改造，在變工況運(yùn)行的同時(shí)，還涉及排汽缸結(jié)構(gòu)、軸向推力的改變、軸封漏汽、末級葉輪的改造等多方面問題的限制。盡可能降低供熱系統(tǒng)的水溫，而不是惡化真空，提高凝汽器溫度，

4、對大型機(jī)組的安全可靠高效運(yùn)行由重要意義。大型機(jī)組循環(huán)水在凝汽器進(jìn)口允許的最高溫度一般在33℃左右，對應(yīng)的出口溫度不超過 45℃。此溫度水平恰好能夠滿足某些高效散熱器（如地板輻射采暖）的要求。因此可以采用適合于現(xiàn)代大型機(jī)組的低真空運(yùn)行方式，即在用戶側(cè)采用低溫供熱末端，如地板輻射采暖等，同時(shí)保持機(jī)組排汽壓力不超過廠家規(guī)定值，以 40℃左右的循環(huán)水直接供給采用低溫輻射采暖系統(tǒng)的熱用戶采暖，同時(shí)部分循環(huán)水仍然通過冷卻系統(tǒng)排放，調(diào)節(jié)供熱熱量與冷卻

5、系統(tǒng)排放熱量之比，實(shí)現(xiàn)熱電負(fù)荷的獨(dú)立調(diào)節(jié)。由于采用 40℃左右的低溫水供熱，因此必須單獨(dú)鋪設(shè)低溫供熱管網(wǎng)，與汽輪機(jī)中間抽氣制備的高溫?zé)崴到y(tǒng)分開獨(dú)立地運(yùn)行。低溫供熱供回水溫差遠(yuǎn)小于高溫?zé)崴到y(tǒng)，循環(huán)流量大，管道粗，循環(huán)泵能耗高。為此，低溫供熱系統(tǒng)的供熱半徑應(yīng)遠(yuǎn)小于常規(guī)的高溫供熱系統(tǒng)，否則會(huì)由于初投資和循環(huán)水泵運(yùn)行費(fèi)高而失去經(jīng)濟(jì)性。采用上述適合現(xiàn)代大型機(jī)組的低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱方式的主要優(yōu)點(diǎn)是對機(jī)組改造的投資相對較小，經(jīng)濟(jì)性好，工程周期短

6、見效快。除需要獨(dú)立的低溫?zé)峋W(wǎng)進(jìn)行低溫供熱外，低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱方式的致命缺點(diǎn)為：在周邊用戶負(fù)荷偏低時(shí)，如果供熱熱量遠(yuǎn)小于機(jī)組的凝氣排熱量。此時(shí)大部分熱量從冷卻塔排走。而為了保證供熱溫度，凝汽器壓系統(tǒng)中，相對于熱網(wǎng)供回水溫度而言，汽輪機(jī)抽汽參數(shù)較高。例如，一般熱網(wǎng)供回水溫度在120℃/60℃，而汽輪機(jī)，尤其是大容量的汽輪機(jī)，用于供熱的抽汽壓力往往在 4～10bar，遠(yuǎn)高于加熱熱網(wǎng)所需要的參數(shù)要求。為此，利用該參數(shù)下的抽汽驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵，

7、可以回收電廠循環(huán)水的余熱，產(chǎn)生60～90℃熱量。用于這種工況下的吸收式熱泵 COP 為 1.3～1.4，即一份抽汽熱量可以回收 0.3～0.4 份循環(huán)水余熱。由于汽輪機(jī)抽汽本來就用于加熱熱網(wǎng)，因而所回收的余熱從運(yùn)行成本上看是無代價(jià)的。圖3-11 給出了這種利用吸收式熱泵回收電廠循環(huán)水余熱的示意圖，熱泵將熱網(wǎng)回水由 60℃加熱到一定溫度，然后再用抽汽加熱至要求的供水溫度，即 120℃。圖 3-11 利用吸收式熱泵回收電廠循環(huán)水余熱的示意圖

8、由于熱泵制熱溫度相對較低，機(jī)組抽汽往往不能全部用于驅(qū)動(dòng)熱泵回收循環(huán)水余熱，而需要一部分抽汽進(jìn)一步加熱熱網(wǎng)供水以滿足要求的供水溫度。因此，受熱泵效率和制熱溫度的制約，為了保證熱網(wǎng)供水溫度的要求，系統(tǒng)可回收的余熱量與驅(qū)動(dòng)熱泵的抽汽量之間存在一定的匹配關(guān)系。表 3-9 給出了兩個(gè)典型容量的汽輪機(jī)組循環(huán)水余熱回收系統(tǒng)各熱量之間的匹配關(guān)系。其中熱網(wǎng)供水溫度為 120/60℃。熱泵制熱系數(shù)為 1.33。兩種機(jī)組抽汽壓力不同，其制熱溫度分別為 90℃