关于电厂回收余热改造工程的必要性探讨

张美丽ZHANG Mei-li；平永凯PING Yong-kai

（①河北电力勘测设计研究院，石家庄 050031；②北京中景昊天工程设计有限公司石家庄分公司，石家庄050000）（①Hebei Electric Power Design and Research Institute，Shijiazhuang 050031，China；②Beijing Zhongjing Haotian Engineering Design Co.，Ltd.，Shijiazhuang Branch，Shijiazhuang 050000，China）

0 引言

随着城市化进程的快速发展，供热面积的需求会迅速增加。在国家严格控制燃煤机组的同时，大力提倡节能减排，电厂有很多余热可以利用，内部挖潜是解决供热问题的一个有效途径。回收利用电厂余热，能有效地降低电力企业生产能耗，提高电厂经济效益，提高能源利用率，节约能源，减少废物排放，符合国家的节能环保政策。而热泵技术因其具有高效节能环保的特性，已经引起国家和地方政府的高度重视，并出台了一系列法律法规和具体政策以促进其发展。

1 工程简介

某电厂一期工程建设规模为2×300MW 单抽采暖供热机组。改造前厂内设换热首站，通过热网水管道向热用户提供130°C 高温热水，回水温度70°C。2×300MW 抽凝供热机组，配2×1025t/h 燃煤锅炉，额定采暖抽汽量2×500t/h，最大采暖抽汽量2×550t/h，电厂额定供热能力为653MW。改造后增建热泵房，吸收式热泵房采用两层钢筋混凝土框架结构，建筑面积1520.4m2，一层为热泵机组房间，共布置2 台热泵机组，同时设水工专业循环水升压泵坑；二层布置4 台热泵机组，三层局部布置电气、热控用房间。热泵房尺寸纵向为29m，共3 跨；横向为20m，共2 跨。

2 经济效益探讨

电厂增加吸收式热泵回收凝汽器乏汽余热，年发电量不变，通过减少运行成本和增加供暖热量的方式实现经济效益。经济效益计算中最关键一步为每年可节约标煤耗量计算，通过其可折算出运行成本、增加供热量（面积）以及节能减排其他数据。本文引用国内某电厂已运行电厂的数据说明增加吸收式热泵后电厂可节约的标煤量来体现其经济效益。计算吸收式热泵机组节约标煤量，一方面考虑凝汽器背压升高，会增加汽轮机热耗，另一方面电厂年发电量保持一定，综合比较改造前后电厂标煤耗量的变化。现以上面所述某电厂为例简述节约标煤量计算。因篇幅有限，本文仅就以下两种情况进行改造前后技术对比。

2.1 供热面积1360 万平改造前后主要经济指标对比

表1 供热面积1360 万平改造前后全厂主要热经济指标对比表

结论：通过表1 供热面积1360 万平改造前后全厂主要热经济指标对比表可以得出，如不增加热泵机组，大唐丰润热电厂供暖能力不能满足1360 万平供暖面积的需求。热泵机组投产后，增加采暖季总供热量98 万GJ，增加供暖面积172 万平米，折合全年节约标煤量3.0 万吨，此时为机组最大供热能力的供热收益。大唐丰润热电厂2×300MW 机组降低年均发电标煤耗率9.1g/kWh。

2.2 采暖抽汽量一定的情况下，改造前后技术对比

表2 为各个工况节煤量计算对比表。

本表格计算说明：①1 号机组年发电量不变。②1 号机组抽500t/h 采暖抽汽量不变。各个工况下主蒸汽流量不变。③平均供热标准煤耗率采用统筹法计算数据38kg/GJ。

结论：在采暖抽汽量为500T/h 时，全年节约标煤量2.47～3.47 万吨。

通过以上两种运行状态改造前后进行对比，增加吸收式热泵机组后，电厂的运行成本降低，每年节约标煤2.47-3.47 万吨。在机组不能满足日益增长的供热需求时，能增加172 万平米的供热面积。由此可见电厂增加热泵式回收机组经济性很显著。

表2 500t/h 采暖抽汽改造前后技术对比表

3 环境效益分析

3.1 节能减排分析 利用热泵回收循环冷却水余热进行供暖，在提供热量的同时，无需消耗新的能源，相比常规供热方案节约了大量能源，减少了烟尘、SO2和NOx等污染物的排放，不产生温室气体CO2，同时又减少了煤、灰渣在装卸、运输、贮存过程中对环境、交通及占地的影响，使城市环境空气质量得到改善，具有非常明显的环境效益。

本文中某电厂利用热泵可回收循环水热量，每年可节约标煤量、减排烟尘量、减排SO2量、减排NOx量及减排温室气体CO2量见表3。

3.2 CDM 申请 我国是温室气体减排潜力较大的发展中国家之一，加之具有良好的投资环境，开展CDM 合作的市场前景广阔。某电厂该项目具备申请成为CDM 项目的基本条件，本项目建设方正委托咨询单位开展CDM 项目申请。温室气体减排收益，根据目前碳市场上CO2的排放交易价格，按照10 欧元/t CO2计算，1 欧元兑换9 元RMB 计算，估计本工程CO2总减排收益见表4（单位万元RMB）。

表3

4 结语

表4

综上所述述，在不增加锅炉和供热机组的情况下，利用现有采暖抽汽，回收循环水余热，某电厂热泵机组投产后，回收余热≥95MM，机组最大运行效益增加≥172 万平的供暖面积,年增加供热量≥98.1 万GJ，折合标煤量为年节约≥3.0 万吨，每年可减排烟尘35.73t、SO2272.15t、NOx481.12t，每年可减排温室气体CO299502.26t。由此可见，采用吸收式热泵技术回收电厂机组乏汽余热，降低了供热能耗，节约煤耗和电耗，减少大气污染物的排放，对加快市政建设、保障热力供应、改善城市环境等有直接推动作用。某电厂通过增加吸收式热泵回收凝汽器乏汽余热效益显著，并在工艺技术、建设条件和经济上是可行的，节能效益、环保效益和经济效益方面显著。建议进一步开展工作，大力发展电厂中余热回收工作。

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