駱志磊 曹亮

遠(yuǎn)大豐臺(tái)嘉園吸收式熱泵煙氣余熱深度回收項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首例以合同能源管理模式應(yīng)用于供熱中心的嘗試。該項(xiàng)目每年為豐臺(tái)供熱所節(jié)省天然氣113萬(wàn)立方，節(jié)省能源費(fèi)用300余萬(wàn)元，減排CO22264噸，投資回收期小于3年，節(jié)能同時(shí)有效消除冬季鍋爐白煙對(duì)環(huán)境的影響，為北方鍋爐煤改氣提供了一條更加節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、全新的技術(shù)途徑，值得行業(yè)借鑒和推廣。該案例入選了2017年重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用典型案例。

北京節(jié)能環(huán)保中心高工柳曉雷評(píng)價(jià)到，遠(yuǎn)大吸收式熱泵技術(shù)是利用通過(guò)高效煙氣板式換熱器搭配吸收式熱泵回收鍋爐煙氣中水蒸氣的汽化潛熱，將鍋爐100℃煙氣降至30℃以下，再將低溫余熱升溫用于集中供熱，鍋爐效率提高8%以上，節(jié)氣、節(jié)水、節(jié)能率高，環(huán)境友好。

一、項(xiàng)目背景

2013年9月國(guó)務(wù)院出臺(tái)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，提出大氣防治十項(xiàng)措施，其中最關(guān)鍵的一條就是實(shí)施燃煤鍋爐改造，加快推進(jìn)集中供熱“煤改氣”“煤改電”工程建設(shè)。同年《北京2013—2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)任務(wù)分解》發(fā)布，明確到2015年實(shí)現(xiàn)城六區(qū)無(wú)燃煤鍋爐，消減燃煤120萬(wàn)噸。為北京市千萬(wàn)平方米建筑提供供熱服務(wù)的豐臺(tái)供暖所為響應(yīng)號(hào)召于2015年年底啟動(dòng)“煤改氣”工程。

二、技術(shù)案例項(xiàng)目情況

大規(guī)?！懊焊臍狻睘槲帐綗岜脽煔庥酂嵘疃然厥绽眉夹g(shù)提供了平臺(tái)。大型燃?xì)忮仩t的排煙溫度約為100℃及以上，煙氣余熱量占燃?xì)獾臀粺崃康?0%—12%（每立方天然氣排煙熱量約為1kW），即使采用常規(guī)煙冷器余熱回收方法也只能回收少部分顯熱（煙氣溫度降至約60℃），大部分熱量以水蒸氣潛熱的形式排至環(huán)境中，并產(chǎn)生“白煙”效應(yīng)。吸收式熱泵煙氣余熱深度回收利用技術(shù)的使用能將煙氣的溫度進(jìn)一步降低至 30℃以下，回收煙氣中顯熱的同時(shí)能把大部分水蒸氣汽化潛熱進(jìn)行回收用于集中供熱，并消除煙囪“白煙”。

北京豐臺(tái)供熱所嘉園小區(qū)鍋爐房將原燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t進(jìn)行集中供熱。該鍋爐房主要負(fù)責(zé)156萬(wàn)平米建筑采暖供熱，安裝4臺(tái)以天然氣為燃料、供熱能力為29MW的燃?xì)鉄崴仩t，總供熱能力為116MW。根據(jù)以往采暖季情況，初末寒期供熱負(fù)荷 25MW，嚴(yán)寒期共熱負(fù)荷45MW，若按156萬(wàn)平米供熱面積，20W/m2指標(biāo)估算，基礎(chǔ)供熱負(fù)荷為30MW。改造過(guò)程采用遠(yuǎn)大一臺(tái)型號(hào)為BZ300XD-60/45-12/20-600-R1直燃熱泵機(jī)組回收燃?xì)忮仩t和直燃熱泵機(jī)組自身的排煙余熱量。

三、系統(tǒng)流程

熱水流程：熱網(wǎng) 45℃回水分成兩部分，一部分進(jìn)入直燃熱泵升溫，溫度由45℃提高至60℃后與另一部分熱網(wǎng)回水混合再進(jìn)入燃?xì)忮仩t；一部分回水進(jìn)入鍋爐煙道上的一級(jí)煙氣板交回收少部分煙氣熱量，煙氣溫度由100℃降至50—60℃。升溫后的熱水再與另一部分熱網(wǎng)回水混合進(jìn)入燃?xì)忮仩t加熱至供熱溫度送入熱網(wǎng)，該流程充分體現(xiàn)品位對(duì)口、梯級(jí)利用的原則。

低溫水流程：12℃低溫水出熱泵后分為兩分支：一部分進(jìn)入燃?xì)忮仩t的二級(jí)煙氣板交回收燃?xì)忮仩t大部分低溫?zé)煔鉄崃?，煙氣溫度降溫?0℃以下；另一部分進(jìn)入熱泵機(jī)組直燃煙道的煙氣板交回收煙氣熱量，煙氣溫度直接由160℃降至30℃以下，同時(shí)12℃低溫水被加熱至20℃后作為低溫?zé)嵩唇?jīng)循環(huán)泵送回直燃熱泵。

煙氣流程：燃?xì)忮仩t的煙氣溫度經(jīng)一級(jí)煙氣板交后由100℃降至50—60℃，再經(jīng)二級(jí)煙氣板交后煙氣溫度降至30℃以下；直燃熱泵機(jī)組自身的煙氣溫度經(jīng)煙氣板交后由160℃降至30℃以下。

四、經(jīng)濟(jì)效益

燃?xì)忮仩t總制熱量為30MW，滿負(fù)荷時(shí)燃?xì)夂牧繛?379m3/h（燃?xì)忮仩t效率92%），煙氣量約為36896Nm3/h；直燃熱泵滿負(fù)荷時(shí)燃?xì)夂牧?16Nm3/h，煙氣量約為9288m3/h。煙氣經(jīng)煙氣板交降溫至30℃時(shí)可回收煙氣熱量3489kW，相當(dāng)于每小時(shí)可節(jié)約 393Nm3（按8300kcal/m3）天然氣。如按采暖季120天，天然氣價(jià)格2.67元/Nm3 計(jì)算，年節(jié)省天然氣約113萬(wàn)立方，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用約302萬(wàn)元。項(xiàng)目改造投資回收期小于3年。

豐臺(tái)嘉園燃?xì)忮仩t煙氣余熱深度回收利用項(xiàng)目的成功應(yīng)用為鍋爐煤改氣提供了一個(gè)更節(jié)能、更經(jīng)濟(jì)又能消白煙的全新解決方案，為北方燃?xì)忮仩t供暖提供了新的方向。

（駱志磊，遠(yuǎn)大空調(diào)有限公司北部技術(shù)工程部副部長(zhǎng)。曹亮，遠(yuǎn)大能源利用管理有限公司技術(shù)主管）