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        循環(huán)水溫經(jīng)濟(jì)性分析

        2014-10-08 07:33:24平永凱PINGYongkai張美麗ZHANGMeili
        價值工程 2014年21期
        關(guān)鍵詞:熱網(wǎng)抽汽發(fā)電量

        平永凱 PING Yong-kai;張美麗 ZHANG Mei-li

        (①北京中景昊天工程設(shè)計(jì)有限公司石家莊分公司,石家莊 050030;②河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院,石家莊 050030)

        (①Beijing Zhongjing Haotian Engineering Design Co.,Ltd.Shijiazhuang Branch,Shijiazhuang 050030,China;②Hebei Electric Power Design&Research Institute,Shijiazhuang 050030,China)

        0 引言

        現(xiàn)電廠余熱利用中比較常見的是利用吸收式熱泵吸收低位熱能,以消耗一部分溫度較高的高位熱能為代價,從低溫?zé)嵩次崃抗┙o用戶。對于熱泵選型而言,抽汽壓力、循環(huán)水溫度、熱網(wǎng)回水溫度是影響熱泵設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù),抽汽壓力、循環(huán)水溫度參數(shù)的提高可以增加熱泵的余熱回收能力。但改造工程中一般抽汽壓力、熱網(wǎng)回水溫度固定,因此循環(huán)水溫成為最重要的影響因素。

        1 簡介

        本文以某電廠為例,通過比較循環(huán)水溫度變化,比較循環(huán)水穩(wěn)溫度變化所帶來的經(jīng)濟(jì)效益差別。

        如按照循環(huán)水28→20℃的條件,熱泵可提供的供暖水進(jìn)出水溫度為55/70℃。相對于最終溫度110℃來說,熱泵所負(fù)責(zé)的區(qū)間只占整體的27.3%。因此整體的節(jié)能空間就相對狹小,余熱回收量自然較小。

        如按照循環(huán)水35→27℃的條件,熱泵可提供的供暖水進(jìn)出水溫度為55/76℃。相對于最終溫度110℃來說,熱泵所負(fù)責(zé)的區(qū)間占整體的38%,同時余熱回收量也較之前條件提高了。本文對這兩種情況均作設(shè)計(jì)選型,并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。

        2 熱泵的影響

        如果以循環(huán)水溫度28→20℃的邊界條件,那么熱泵只是充當(dāng)了冷卻塔的角色,只要將循環(huán)水水量和溫度調(diào)整好,運(yùn)行穩(wěn)定后,就不會對汽輪機(jī)產(chǎn)生任何實(shí)質(zhì)性的影響。由于熱泵負(fù)責(zé)的溫度區(qū)間處于最低段,所以整個供暖季中,不論初末期還是尖峰期,熱泵均處于全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況,所以也不必?fù)?dān)心負(fù)荷變化造成的循環(huán)水溫度波動。

        如果以循環(huán)水溫度35→27℃的邊界條件,在引入熱泵后,需調(diào)整汽輪機(jī)背壓,提升循環(huán)水溫度。本方案的供暖面積不變,抽汽量降低,排汽量上升,發(fā)電量增大。為不增大發(fā)電量,就會略降低主蒸汽流量,從而減少了燃煤量。如果是要實(shí)現(xiàn)供暖面積擴(kuò)容,供暖負(fù)荷增大,汽輪機(jī)的工況也產(chǎn)生相應(yīng)變化。

        3 熱泵設(shè)計(jì)計(jì)算

        項(xiàng)目的基本工藝流程為,由抽汽母管的蒸汽驅(qū)動吸收式熱泵工作;循環(huán)水母管中的一部分進(jìn)入熱泵機(jī)組,在熱泵中釋放熱量后返回母管;熱網(wǎng)回水先進(jìn)入熱泵機(jī)組,升至一定溫度,然后進(jìn)入汽水換熱器升溫至110℃,再送往二級換熱站。

        按照以上分析得到的計(jì)算結(jié)果見表1。

        表1 熱泵汽水換熱器系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果

        4 經(jīng)濟(jì)效益分析

        企業(yè)通過節(jié)能改造,并不能實(shí)現(xiàn)發(fā)電量的增產(chǎn),但能通過減少運(yùn)行成本和增加供暖熱量的方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。按照本方案的設(shè)計(jì)條件,熱網(wǎng)水流量確定的,因此按照供暖面積不變,減少燃煤耗量的方式計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。熱泵在整個過程中,最直接的節(jié)能點(diǎn)就是節(jié)省了0.35MPa的采暖蒸汽。為簡化計(jì)算,現(xiàn)在直接將這部分減少的抽汽量折算為標(biāo)煤量,再加以修正,從而計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。

        前面提到需微調(diào)汽輪機(jī)工況,使冷卻水出口溫度由28℃提升至35℃。由于循環(huán)水所帶走的熱量絕大部分為乏汽的潛熱,因此排汽飽和溫度會非常接近28℃,為簡化計(jì)算,就取28℃為乏汽的飽和溫度,由此查表可知排汽壓力3.8kPa。而飽和溫度為35℃的乏汽壓力為5.6kPa,即排汽壓力提高1.8kPa。

        由于汽輪機(jī)計(jì)算極其復(fù)雜,在此使用《排汽壓力對功率的修正曲線》來估算。本項(xiàng)目汽輪機(jī)額定排汽壓力為5.6kPa,供暖工況排汽量約為166t/h。為了增加發(fā)電量,實(shí)際運(yùn)行中排汽壓力調(diào)至3.8kPa。查圖可知,調(diào)至3.8kPa時汽輪機(jī)相對額定排汽壓力時的增發(fā)量為0.8%;如將排汽壓力調(diào)至5.6kPa,相對3.8kPa時的減發(fā)量為0.8%。為保守估計(jì),修正系數(shù)取值98%,用于修正改變背壓造成的影響。將表1所計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行匯總,可以計(jì)算出本方案的經(jīng)濟(jì)效益(見表2)。

        表2 經(jīng)濟(jì)效益分析估算表

        5 結(jié)論

        ①在供暖面積不變的前提下,引入熱泵可以使發(fā)電量增加或燃煤量下降。②以35→27℃的邊界條件,要供給相同的供暖面積,在發(fā)電量不變的前提下,本方案較傳統(tǒng)方式每年節(jié)省46萬噸蒸汽,折合標(biāo)煤后經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3600余萬元。③以28→20℃的邊界條件,要供給相同的供暖面積,在發(fā)電量不變的前提下,本方案較傳統(tǒng)方式每年節(jié)省33萬噸蒸汽,折合標(biāo)煤后經(jīng)濟(jì)效益達(dá)2577余萬元。④要達(dá)到相同的供暖面積,以35→27℃的邊界條件較28→20℃的來說,更能夠提升熱泵的節(jié)能空間,加大其節(jié)能量,經(jīng)濟(jì)效益更好。⑤分期投入時,該期的經(jīng)濟(jì)效益可按照該期投入規(guī)模占本方案所設(shè)計(jì)的總規(guī)模的比例來估算。

        [1]徐淑清,王國學(xué).變速電機(jī)在循環(huán)冷卻水塔中的應(yīng)用[J].油氣田地面工程,1994(02).

        [2]馬宏明.循環(huán)水系統(tǒng)存在的水錘問題及對策[J].武鋼技術(shù),2002(04).

        [3]張時芳.循環(huán)冷卻水處理技術(shù)探討[J].山西電力技術(shù),1997(03).

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