摘要:结合实际,以热泵技术为研究对象,分析该技术在集中供热系统中的应用,首先从热泵供热方式的确定出发,在分析热泵的特点基础上,结合项目实例对热泵技术应用过程中涉及内容进行分析,希望分析后能够给相关工作人员提供一些参考,从而促进我国电厂事业的发展。
关键词:集中供热;系统;热泵;技术;应用
0引言
当前我国电力生产能源终端利用率非常低,超过半数的热量都会直接被凝汽器内部的水份带走,这些热量再次利用率非常低,通过冷却塔直接放入到空气环境中,同时,有些循环冷却水直接被蒸发,导致的能源浪费比较严重,环境污染比较严重。为了可以全面的提升能源利用率,当前我国的电厂还在应用热电联产的方式,此时的循环冷却水带走的热量就是损失。对于这种情况,要合理的利用热泵余热回收技术,总结出通过吸收式热泵回收电厂循环冷却余热收集方法,从而利用这些热量进行供热处理。
1热泵供热方式的确定
热泵的主要工作原理就是通过低品位热能来进行高效节能的设备。热量会逐渐的从高温物体直接传输到低温物体中,但是却无法实现反向传输。热泵在正常工作的过程中需要实现上述的反方向传输,其是利用机械装置来实现该功能,可以更好的减少损失循环净功,从而能够获取更多的热量供应,以实现热能从低品位向高品位转移,从而达到节能的效果。热电厂蒸汽资源量非常大,就要充分的利用蒸汽吸收式热泵机组来实现能源的节约。从当前的热泵机组的分部位置来分析,主要可以分布式与集中式两种,因为循环水供回水温差比较小,不能完成远距离热量输送,所以可以应用集中式热泵供热,该方式主要分为如下几种:
(a)常见供热方式,即热泵所产生的热水直接传输到用户家中,温度下降导致制定的参数之后,将热量直接回传到热泵中进行再次加热,往复循环的方式来实现持续供热。这种方式所产生的热水温度比较低,末端用户通常都是应用低温供暖的方式,并且根本不能达到远距离供热的需要,所以需要结合实际情况来选择合适的供热方式。
(b)常见热泵与热网换热器的组合形式,这种方式的主要特性就是热泵在整个系统的作用是1级加热器,传热网的就是整个系统的2级加热器,采暖抽汽一部分驱动热泵回收循环冷却水所带的预热进行供热回暖,另外的一部分则直接进入到供热网,并且还能够通过汽-水换热器来进行供暖回水直到内部的水文达到了供应的需要,以满足供热需求。这种方式主要就是传统供热网的方式。
(c)大温差几种供热的形式,这种方式的主要特点就是电厂内使用热泵与传统热网的汽—水换热器组合的形式,主要就是将高温热水直接传输到热网内,在整个管网的末端中通过热水吸收式热泵与换热器组合的形式来进行剧烈的温差换热。这种方式在实际工作的过程中会存在比较大的温差,还能够有效的提升热网的传输能力,可以实现远距离输送,并且因为回水温度比较低、无保温与热力补偿等方面的问题,整个系统的成本都比较低。这种方式的缺陷在于工艺流程复杂度高,前期的设备投入比较高,在实践中进行有效的调节是比较困难的。经过全面的对比上述几种方式,在实践中需要结合使用工况、成本等因素来选择合适的组合形式,从而最终实现热量的正常供应且成本比较低。
2热泵的特点
由于热泵它是一个系统性的构造具备的特点功能较多, 比较明显的特点包含以下几点:
2.1热泵的节能效益
热泵技术的主要目的就是达到节能的效果,其一就是可以大大提升能源的利用率,同时还能够避免过度浪费能源,具备非常高的环保效果。经过多年的实践研究与分析,电动驱动热泵的制热系数处于3以上时,能量就会比具备相同热效率80%的锅炉要高很多。
2.2热泵的环境效益
热泵技术的成功应用可以大大节约能量,还能够降低二氧化碳、硫化物等等有害物质的排放,对于环境治理方面的效果也是非常明显的。热泵在系统中可以提供冷源与热源,其主要的动力就是整个工业系统内的废热,采用热力循环系统来实现冷量与热量的循环。热泵技术的成功应用可以大大提升能源利用率,以实现燃料的节约,还能够降低温室气体的排放量,环保效益非常高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在未来发展中,需要加强该技术的研发,从而可以有效的保护环境,实现可持续发展。
3实例概述
某电厂中的330MW单抽供热机组实现热量的供应,在实践应用的过程中通过平均供热的方式来进行参数的计算。通过平均供热参数来确认,选择蒸汽型第1类溴化锂,此时的系统内泵驱动热源是0.2~0.8MPa的蒸汽,所以的机组的平均COP为1.75~1.85,供水系统中的出水温度达到了100℃,此时可以通过汽轮机定流量的方式来进行。
4经济效益分析
在进行正常的采暖供应的条件下,以热泵冷凝器结构的出口处水温度为依据,选择使用5种不同的形式来进行温度的加热,然后在比较各个组成结构来确定其经济效益。具体的热网平均供水与回水温度以及5种加热形式的具体参数如下表4所示。从计算公式中可以发现,本次系统内热网循环水流量G=7000t/h,此时的供水、回水以及冷凝器的焓值分别为h1=387.8kJ/kg、h2=259.94kJ/kg、h'2=304.92kJ/kg。
4.1节约采暖抽汽量的计算
此时的热网系统内部的回水温度从t2到t'2,共需要加热热量Qa=G(h'2-h2)=8.75×104kW。按照热泵的COP=1.8,将其输入到Qg=Qa/COP,此时就能够计算得到泵驱动热量参数Qg=4.86×104kW,这样内部的回水从t'2到t1的温度上升需要汽轮机抽汽量G1=G×(h1-h'2)hc4-h'c4(hc4、h'c4就是在加热器进出口处的焓值,kJ/kg)。因为整个系统内部的加热器加热的蒸汽凝结后直接传输到除氧器内,为了避免造成工况状态的变化,家属热泵驱动蒸汽泵与加热器的两个部分凝结水是相同的,此时就可以将这两个部分的水全部一起传输到除氧器内,此时的泵驱动抽气量G2=Qg/(hc4-h'c4),最终可以计算得到G1=250.13t/h、G2=75.45t/h。
本次的热网供电机组中的供热状况主要应用的是热泵系统后,可以实现抽气量的下降,具体参数值为G'=G0-G1-G2。平均抽气量G0为337t/h,最终得到G'=11.42t/h。
4.2节煤量的计算
通过使用集中热泵供热系统能够造成汽轮机采暖抽气量的变动,从而导致了正常工作状况的变化,但是此时采暖抽气为第4段抽汽(中压缸排汽),此时可以选择顶流量的分析方式,这就需要对低压缸的工况实施计算确定。
4.3环保效益
选择上述的几种加热处理方式,本次的330MW机组在整个年度内的供暖过程中降低了废气的排放量,废渣排放也明显的建设,同时伴随着泵加热器出口位置温度的提升,大大节约了系统能源消耗量,满足了节能降耗的要求,具备非常高的环保效果,可以在大范围内推广使用。
5结论
从煤的消耗量方面分析,通过使用吸收热泵回收循环水的方式可以将低位的热量直接进行供热回水,并且还能够实现煤消耗量的节约,从而防止了温室效应,达到保护环境的目的;泵冷凝器出口温度的上升,热泵的供热效果所产生的经济效益也逐渐提升,所以在不导致汽轮机效率以及热泵性能的基础上,所以需要适当的提升冷凝器出口温度;经过合理的数据参数分析,并且结合大量的实践经验总结知道,本次方案的选择投资回收的期限不足4年,投资收益率比较高,所以可以在其他的电厂中推广使用。
参考文献
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论文作者:马贺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签:热泵论文; 方式论文; 热量论文; 回水论文; 集中供热论文; 系统论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第19期论文;