循环水温经济性分析

平永凯 PING Yong-kai；张美丽 ZHANG Mei-li

（①北京中景昊天工程设计有限公司石家庄分公司，石家庄 050030；②河北省电力勘测设计研究院，石家庄 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

现电厂余热利用中比较常见的是利用吸收式热泵吸收低位热能，以消耗一部分温度较高的高位热能为代价，从低温热源吸取热量供给用户。对于热泵选型而言，抽汽压力、循环水温度、热网回水温度是影响热泵设计的关键参数，抽汽压力、循环水温度参数的提高可以增加热泵的余热回收能力。但改造工程中一般抽汽压力、热网回水温度固定，因此循环水温成为最重要的影响因素。

1 简介

本文以某电厂为例，通过比较循环水温度变化，比较循环水稳温度变化所带来的经济效益差别。

如按照循环水28→20℃的条件，热泵可提供的供暖水进出水温度为55/70℃。相对于最终温度110℃来说，热泵所负责的区间只占整体的27.3%。因此整体的节能空间就相对狭小，余热回收量自然较小。

如按照循环水35→27℃的条件，热泵可提供的供暖水进出水温度为55/76℃。相对于最终温度110℃来说，热泵所负责的区间占整体的38%，同时余热回收量也较之前条件提高了。本文对这两种情况均作设计选型，并进行经济性比较。

2 热泵的影响

如果以循环水温度28→20℃的边界条件，那么热泵只是充当了冷却塔的角色，只要将循环水水量和温度调整好，运行稳定后，就不会对汽轮机产生任何实质性的影响。由于热泵负责的温度区间处于最低段，所以整个供暖季中，不论初末期还是尖峰期，热泵均处于全负荷运转工况，所以也不必担心负荷变化造成的循环水温度波动。

如果以循环水温度35→27℃的边界条件，在引入热泵后，需调整汽轮机背压，提升循环水温度。本方案的供暖面积不变，抽汽量降低，排汽量上升，发电量增大。为不增大发电量，就会略降低主蒸汽流量，从而减少了燃煤量。如果是要实现供暖面积扩容，供暖负荷增大，汽轮机的工况也产生相应变化。

3 热泵设计计算

项目的基本工艺流程为，由抽汽母管的蒸汽驱动吸收式热泵工作；循环水母管中的一部分进入热泵机组，在热泵中释放热量后返回母管；热网回水先进入热泵机组，升至一定温度，然后进入汽水换热器升温至110℃，再送往二级换热站。

按照以上分析得到的计算结果见表1。

表1 热泵汽水换热器系统计算结果

4 经济效益分析

企业通过节能改造，并不能实现发电量的增产，但能通过减少运行成本和增加供暖热量的方式实现经济效益。按照本方案的设计条件，热网水流量确定的，因此按照供暖面积不变，减少燃煤耗量的方式计算经济效益。热泵在整个过程中，最直接的节能点就是节省了0.35MPa的采暖蒸汽。为简化计算，现在直接将这部分减少的抽汽量折算为标煤量，再加以修正，从而计算经济效益。

前面提到需微调汽轮机工况，使冷却水出口温度由28℃提升至35℃。由于循环水所带走的热量绝大部分为乏汽的潜热，因此排汽饱和温度会非常接近28℃，为简化计算，就取28℃为乏汽的饱和温度，由此查表可知排汽压力3.8kPa。而饱和温度为35℃的乏汽压力为5.6kPa，即排汽压力提高1.8kPa。

由于汽轮机计算极其复杂，在此使用《排汽压力对功率的修正曲线》来估算。本项目汽轮机额定排汽压力为5.6kPa，供暖工况排汽量约为166t/h。为了增加发电量，实际运行中排汽压力调至3.8kPa。查图可知，调至3.8kPa时汽轮机相对额定排汽压力时的增发量为0.8%；如将排汽压力调至5.6kPa，相对3.8kPa时的减发量为0.8%。为保守估计，修正系数取值98%，用于修正改变背压造成的影响。将表1所计算的结果进行汇总，可以计算出本方案的经济效益（见表2）。

表2 经济效益分析估算表

5 结论

①在供暖面积不变的前提下，引入热泵可以使发电量增加或燃煤量下降。②以35→27℃的边界条件，要供给相同的供暖面积，在发电量不变的前提下，本方案较传统方式每年节省46万吨蒸汽，折合标煤后经济效益达3600余万元。③以28→20℃的边界条件，要供给相同的供暖面积，在发电量不变的前提下，本方案较传统方式每年节省33万吨蒸汽，折合标煤后经济效益达2577余万元。④要达到相同的供暖面积，以35→27℃的边界条件较28→20℃的来说，更能够提升热泵的节能空间，加大其节能量，经济效益更好。⑤分期投入时，该期的经济效益可按照该期投入规模占本方案所设计的总规模的比例来估算。

[1]徐淑清,王国学.变速电机在循环冷却水塔中的应用[J].油气田地面工程，1994(02).

[2]马宏明.循环水系统存在的水锤问题及对策[J].武钢技术，2002(04).

[3]张时芳.循环冷却水处理技术探讨[J].山西电力技术，1997(03).