节能技术之二十七热泵回收电厂冷端余热供热技术节能估算方法

撰稿：河北省电力公司电力科学研究院 郭江龙

电厂冷端余热泛指凝汽器循环水、空冷岛乏汽携带的热量，均属于低品位热源，直接向环境释放造成巨大的能源浪费，对其排放环境也会造成负面影响。随着热泵技术的快速发展，特别是热泵大型化技术日趋成熟，使得回收电厂冷端余热用于城市集中供热成为可能。由于工程建设造价较高，客观、准确估算节能量对这项新技术的推广应用是非常必要的。

问题提出：热泵驱动蒸汽来自于汽轮机供热采暖抽汽，其能效比COP值（Coefficient of Performance，供热量与所消耗热能的比值）可达到1.7左右，即一份抽汽热量可以回收0.7份的电厂冷端余热。这部分蒸汽的热量最终仍然进入到一次网中，因而所回收的余热从运行成本上看几乎是无代价的，这就是热泵技术应用于电厂冷端余热供热节能的关键所在。但是供热机组热、电2种产品同时生产，受成本分摊方法影响，其自身热、电成本核算就一直存在着争议。而热泵驱动蒸汽来自汽轮机供热采暖抽汽，产品又是热能，因此尽管这项技术节能是毋庸置疑的，但其节能收益估算却具有主观人为性，不同的计算边界条件，都会对节能收益估算产生较大影响。

推荐方法：工程节能收益一般可以按照折算增加的供热面积、节省的供热抽汽价格、发电负荷增加量、燃煤减少量等4种方法估算。推荐根据工程建设、投运后电厂实际供热需求变化情况，合理选择这些方法估算节能收益，特别在工程可研立项时要避免人为夸大收益估算值，误导工程投资建设的情况发生。

应用实例：以某热电厂冷端余热利用工程为例，汽轮机为 C300/246－16.7/0.35/537/537型，机组冷端余热回收量取100MW，按照折算增加的供热面积估算收益约4 100万元；按照节省的供热抽汽价格估算收益约2 800万元；按电负荷增加量估算收益为2 400万元；按照燃煤减少量估算，若供热煤耗采用热量法，则收益约3 100万元；若供热煤耗采用实际焓降法，则收益约1 300万元。即在不考虑热泵本身性能变化情况下，不同节能收益估算方法计算结果最小为1 300万元，最大为4 100万元，差别极大。

建议：电厂冷端余热是发电过程中伴生废热资源，应用热泵技术回收用于城市集中供热的投资回收年限与工程建设、投运后电厂供热需求变化关系极大，针对具体工程采用合理的节能收益估算方法是决定工程是否投资建设的先决条件。