1、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中間抽汽獲取 熱量。然而為了維持汽輪機尾部有足夠的蒸汽流量從而保證汽輪機正常運行，這類機組在按照供熱工況運行時，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2030C,不能直接供熱，因此必須設(shè)法適當(dāng)提高其溫度。目

2、前成熟的技術(shù)方法有兩個：一個方法是適當(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組低真空運行；另一個是采用熱泵技術(shù)從循環(huán)水中提取低位熱量用于供熱。1.凝氣器低真空運行的電廠循環(huán)水供熱方式傳統(tǒng)的低真空運行循環(huán)水供熱方式，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50C60C，此時汽輪機排汽壓力由0.040.06bar提高到0.3bar左右。這種供熱方式多年來已經(jīng)在各地不少小型機組和少數(shù)中型機組上成功運 行。如果對于現(xiàn)代大型機組進(jìn)行低真空運行改造，在變工況運行的同時， 還涉及排汽缸結(jié)構(gòu)、軸向推力的改變、軸封漏汽、末級

3、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，對大型機組的安全可靠高效運行由重要意義。大型機組循環(huán)水在凝汽器進(jìn)口允許的最高溫度一般在33C左右，對應(yīng)的出口溫度不超過 45 Co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)代大型機組的低真空運行方式，即在用戶側(cè)采用低溫供熱末端，如地板輻射采暖等，同時保持機組排汽壓力不超過廠家規(guī)定值，以40 C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)供熱熱量與冷卻系統(tǒng)排放熱量之比，實現(xiàn)熱電負(fù)荷的獨立調(diào)節(jié)。由于采用40 C左右的低溫水

4、供熱，因此必須單獨鋪設(shè)低溫供熱管網(wǎng)，與汽輪機中間抽氣 制備的高溫?zé)崴到y(tǒng)分開獨立地運行。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)， 否則會由于初投資和循環(huán)水泵運行費高而失去經(jīng)濟性。采用上述適合現(xiàn)代大型機組的低真空運行循環(huán)水供熱方式的主要優(yōu)點是對機組改造的投 資相對較小，經(jīng)濟性好，工程周期短見效快。除需要獨立的低溫?zé)峋W(wǎng)進(jìn)行低溫供熱外，低真空運行循環(huán)水供熱方式的致命缺點為：在 周邊用戶負(fù)荷偏低時，如果供熱熱量遠(yuǎn)小于機組的凝氣排熱量。此時大部分熱量從冷卻塔排走。而為了保證供熱溫度，凝汽器壓力又不能降低， 這就影響了

5、發(fā)電效率。 當(dāng)?shù)蜏毓釤崃空伎偟哪龤鉄崃恐鹊偷揭欢ǖ某潭葧r，這種方式從能源利用效率上看實際上是得不償失的。2,利用熱泵技術(shù)的電廠循環(huán)水供熱方式由于低真空運行循環(huán)水供熱方式固有的局限性，在更多的應(yīng)用場合，可以采用熱泵技術(shù)直接提取循環(huán)水中的低位熱量用于供熱。利用電廠循環(huán)冷卻水作為熱泵低位熱源進(jìn)行供熱的基本形式如圖3-10所示，汽輪機排汽經(jīng)過凝汽器后冷凝的凝結(jié)水被重新送到鍋爐去。根據(jù) 用戶側(cè)熱負(fù)荷需求的情況，直接將來自凝汽器的一部分循環(huán)水送入冷卻塔，完成正常的冷卻循環(huán)，另一部分通過循環(huán)水管網(wǎng)送入設(shè)置在用戶處的熱泵裝置的蒸發(fā)器作為熱泵的低位熱 源，驅(qū)動熱泵的高位能量加上從低位熱源提取的熱量作為熱泵產(chǎn)

6、熱用于加熱用戶側(cè)的二次網(wǎng) 回水。循環(huán)冷卻水在熱泵蒸發(fā)器放熱降溫后返回到凝汽器入口與流經(jīng)冷卻塔的冷卻水匯合， 再被送入凝汽器吸熱升溫。如此實現(xiàn)將電廠循環(huán)水低位余熱用于供熱的目的。1 一汽輪機f 一發(fā)電機；3凝汽器；4 一冷卻塔| 5-循環(huán)水池M循環(huán)水池；p 7旁通閥；8中央熱泵（吸收式或壓縮式）；9一用戶側(cè)循環(huán)水泵" I。一室內(nèi)末端（曖氣片、風(fēng)機盤管、低溫輻射采廢等）& 11一膨脹水箱；卜泵；13熱水供應(yīng)系統(tǒng)；14 一冷自來水管，15嫌泵型熱水器，- 圖3-10電廠循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)示意圖d利用熱泵技術(shù)的循環(huán)水利用方式與上述凝氣器低真空運行方式相比，機組的發(fā)電量和安 全運行不受影

7、響，同時供熱系統(tǒng)還可根據(jù)熱負(fù)荷的大小和分布來確定熱泵的配置和運行方 式。通過靈活的分布式熱泵形式，選擇不同的熱泵供熱溫度，可以滿足地板采暖、 風(fēng)機盤管、暖氣片等不同形式末端散熱設(shè)備的要求，從而使整個循環(huán)水余熱利用系統(tǒng)的運行更加高效。當(dāng)電廠循環(huán)水余熱的利用份額較小時， 這種熱泵回收循環(huán)水余熱的形式更加適合。 當(dāng)然，由 于需要增加熱泵設(shè)備， 使得這種供熱形式的投資較大。 當(dāng)電廠循環(huán)水余熱利用比例大、 供熱 溫度低的情況下，其能效不如凝氣器低真空運行方式高。與圖3-10中所示系統(tǒng)將熱泵置于用戶處的供熱方式略有不同，還可以采取將熱泵直接放置在電廠內(nèi)的供熱方式， 直接在電廠內(nèi)將循環(huán)水余熱提取出來用于加熱

8、熱網(wǎng)回水。這種方式便于利用電廠內(nèi)豐富的高溫高壓蒸汽資源，同時避免了敷設(shè)獨立的循環(huán)水管網(wǎng)，而可以直接并入高溫?zé)峋W(wǎng)中。在常規(guī)熱電廠系統(tǒng)中， 相對于熱網(wǎng)供回水溫度而言，汽輪機抽汽參數(shù)較高。例如，一般熱網(wǎng)供回水溫度在 120 C/60C,而汽輪機，尤其是大容量的汽輪機，用于供熱的抽汽壓力往往在410bar,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)動吸收式熱泵，可以回收電廠循環(huán)水的余熱，產(chǎn)生6090C熱量。用于這種工況下的吸收式熱泵COP為1.31.4,即一份抽汽熱量可以回收0.30.4份循環(huán)水余熱。由于汽輪機抽汽本來就用于加熱熱網(wǎng)，因而所回收的余熱從運行成本上看是無代價的。圖3-11

9、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 C加熱到一定溫度，然后再用抽汽加熱至要求的供水溫度，即 120Co12OT7120X：porXiV1207oiOT?0.4MP；i吸收式吸收式螺，20T?MS電廠凝汽器送往冷卻喏圖3-11利用吸收式熱泵回收電廠循環(huán)水余熱的示意圖由于熱泵制熱溫度相對較低，機組抽汽往往不能全部用于驅(qū)動熱泵回收循環(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給出了兩個典型容量的汽輪機組循環(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 C。熱泵制熱系數(shù)為 1.33。兩種機組抽汽壓力不同，其制熱溫度分別為 90C和80 Co可以看出，這兩種大機組的循環(huán)水余熱不能全部被吸收式 熱泵回收利用，可回收的比例只有50- 60%。當(dāng)然，有些機組循環(huán)水余熱量相對較少，例如小型供熱機組等，循環(huán)水余熱可能全部通過吸收式熱泵得以回收。因而循環(huán)水余熱可回收的比例取決于