凝汽余热利用提高发电企业供热能力

2018-04-27张晓宇孙俏

世界家苑 2018年1期

张晓宇孙俏

摘要：利用吸收式热泵回收汽轮机废热，提高发电厂的供热能力和能源效率，是大型热电联产节能减排领域中的研究重点。在这种系统中，提取蒸汽和冷凝参数的选择不仅影响系统的性能，而且还会影响加热单元的安全性和经济性。本文基于对大型加热装置设计与工作机理的分析，根据运行安全性确定了基于冷凝水余热利用的泵送和冷凝参数的选择依据和相关性。结果表明，空气冷却装置在小体积流动条件下具有比湿式冷却装置更好的适应性。综合发电和发电系统的能源效率应通过综合供热和发电两个方面进行评估。

关键词：凝气余热；大型供热机组；性能；影响

目前，我国大规模采用300MW以上抽凝2用机组的建设。该类型机组内有抽汽流和抽凝2用机组：提取蒸汽流经部分流程，工作完成后在中低压蒸汽连接管出口，送到加热电网加热器冷凝加热热水达到加热。[1]通过低压缸保留部分冷凝水蒸汽，以避免低压缸低于最小蒸汽体积流量时，叶片在爆炸末期由机械损坏引起，这部分排气热量通过冷凝释放热量冷凝器对环境，形成能源浪费。冷凝水的热量占大型加热装置耗热量的百分之二十以上。如果可以有效利用，可以大大提高热电联产的供热能力和能源效率。

一、吸收式热泵的凝汽余热利用系统

在发电厂设置蒸汽式热泵时，随着一些原有的加热蒸汽作为热泵驱动热量，无需额外消耗高档能量即可达到冷凝水余热回收深度（图1），能效明显高于其他发电厂冷凝余热利用。[2]此外，该方法不需要涡轮机体的变形，易于实施。因此，吸收式热泵技术应该是目前电厂冷凝水废热的最佳途径。

图1基于吸收式热泵的凝汽余热利用系统

在加热站设置吸收式换热器单元，以高温供水为驱动器，无需额外消耗高能量的能量即可将净回水温降至25℃左右，从而增加传热产能超过百分之五十用于回收发电厂的废热，创造有利条件；在发电厂建设热水串联加热过程（通过冷凝水直接加热，蒸汽吸收热泵和蒸汽峰值剃须加热组成），可以实现所有的冷凝水余热回收，系统对系统的热容量增加超过百分之三十，加热能耗百分之四十以上。

由吸收式热泵构成的新系统采用蒸汽輪机和冷凝热两种热源作为热源。泵送和冷凝参数（流量和压力）的选择不仅影响新系统的性能，还影响加热单元的安全系数。[3]一方面，新系统的设计通常需要对单元背压（冷凝器蒸气压）进行一定程度的改善，以改善吸收式热泵的工作状态，并且因为加热中涉及到的冷凝液使萃取流量变化；参数的选择由安全系数决定，如吸入管道的速度，蒸汽入口的叶片水平以及单元的最小冷却流量。因此，需要深入分析大型加热单元的设计和工作机制，确定安全约束，基于利用冷凝热利用大型加热机组抽抽和冷凝选择的基础和相关性。

二、凝汽余热利用影响机组发电相关分析

在新的系统设计中，为提高废热的能力，要求适当提高单元背压；考虑到机组的安全性，泵体积会减少。[4]两个因素将对单位发电产生影响。

1、当背压小于20KPa时，提取流量可以保持在额定值。随着背压增加，低压缸的有效焓降较低，并且单元的发电功率降低。因此，当供热基本相同时，节能。

2、由下图可知，当背压大于20KPa时，背压增加了低压缸的有效焓，从而将有效焓向下降。然而，由于冷凝物涉及加热，所以泵送流量减少，并且低压缸的冷凝物流量增加。提高。所以供热情况基本相同，系统整合能源效率。

因此，利用热电联产系统的冷凝热利用，应考虑系统供热和发电因素，分析两种热和冷凝热“质量”和“数量”对系统能源效率的影响。

三、结论

1、这受到吸入蒸汽管的蒸汽流量，蒸汽入口的叶片水平和最小冷却流量等安全系数的限制，大的加热单元受到最大泵送流量的限制。[5]

2、由于最终叶片的长度和强度之间的差异，空气冷却装置在小体积流动条件下具有比湿式冷却装置更好的适应性。

3、根据安全约束条件下单位最大爆破比来确定最终背压，并根据余热利用率分析抽水冷凝参数的相关规律，系统设计目标为定义。

4、热电联产能源效率应由供热和发电两个方面进行评估。

参考文献

[1]李秀云，严俊杰.等效热降法确定排汽压力变化对机组经济性的影响[J].热能动力工程，2014，14（5）：353-355