匡勝嚴(yán)

(遠(yuǎn)大空調(diào)有限公司,長(zhǎng)沙)

0 引言

吸收式熱泵是一種以蒸汽、天然氣、高溫?zé)崴⒏邷責(zé)煔獾葹轵?qū)動(dòng)熱源,通過(guò)回收低品位熱源(冷卻水、低溫?zé)煔獾?的熱量,制取滿足工藝或供暖用中高溫?zé)崴?實(shí)現(xiàn)余熱回收利用、從低溫向高溫輸送熱能的供熱設(shè)備。

最初吸收式熱泵僅用于紡織和化工生產(chǎn)中[1-2],在熱電廠,吸收式技術(shù)僅僅用于抽汽制冷,使用范圍非常有限[3]。本世紀(jì)初,國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展期,城鎮(zhèn)化推進(jìn)加快,不斷增加的新建建筑給北方集中供熱提出了新的挑戰(zhàn):一方面供熱面積不斷增加,熱電廠供熱能力已達(dá)上限,急需開發(fā)新的熱源增加供熱能力;另一方面原有管網(wǎng)受流速限制,無(wú)法輸送更多熱量。基于集中供熱系統(tǒng)的上述問(wèn)題,2009年付林等人提出了“基于吸收式熱泵的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱新流程”,并通過(guò)科技鑒定[4]。該系統(tǒng)利用雙效吸收式熱泵、單效吸收式熱泵、大溫升吸收式新型熱泵及汽水換熱器多級(jí)串聯(lián),逐級(jí)加熱一次網(wǎng)供水,與傳統(tǒng)的加熱方式相比,回收的余熱占熱電廠總供熱量的30%以上。此技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)包括2個(gè)方面:1) 在二級(jí)換熱站采用大溫升吸收式新型熱泵(吸收式換熱器)替換原有水水換熱器,以一次網(wǎng)供水(如100 ℃)驅(qū)動(dòng)吸收式換熱器,用于降低一次網(wǎng)回水溫度(如20 ℃),增加熱網(wǎng)供回水溫差,提升熱網(wǎng)供熱能力;2) 在熱電廠內(nèi),汽輪機(jī)抽汽驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵回收電廠循環(huán)水余熱加熱熱網(wǎng)回水,提升熱電廠供熱能力。采用吸收式技術(shù)系統(tǒng)地解決了北方集中供熱的主要問(wèn)題,并在赤峰市[5]、大同市[6]取得了成效。在隨后的十幾年里,吸收式技術(shù)與熱電廠聯(lián)系越來(lái)越緊密,越來(lái)越多的熱電廠開展了供熱側(cè)的改造。

文獻(xiàn)[7-9]針對(duì)熱電廠耦合吸收式熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究,但都是以參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的影響為主。而耦合供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)——吸收式熱泵的邊界參數(shù)和制熱量都是由廠家給定或數(shù)據(jù)模擬獲得的,這些方法要么缺少依據(jù),要么使用起來(lái)非常不方便。本文研究了吸收式熱泵引入后對(duì)原熱電系統(tǒng)的影響并建立吸收式熱泵模型,繪制了吸收式熱泵供熱特性曲線,可以快速確定吸收式熱泵的供熱溫度和最大制熱量。再結(jié)合熱網(wǎng)供熱曲線確定最經(jīng)濟(jì)制熱量及系統(tǒng)邊界參數(shù)。

1 熱電系統(tǒng)與吸收式熱泵的耦合

熱電系統(tǒng)與吸收式熱泵的耦合供熱系統(tǒng)如圖1所示。主要包括3個(gè)子系統(tǒng):驅(qū)動(dòng)蒸汽系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和熱網(wǎng)水系統(tǒng)。

圖1 熱電系統(tǒng)與吸收式熱泵耦合流程

1) 驅(qū)動(dòng)蒸汽系統(tǒng)。吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)蒸汽為汽輪機(jī)抽汽,若溫度超過(guò)180 ℃、壓力超過(guò)0.8 MPa,則需要降溫降壓后再進(jìn)入吸收式熱泵的發(fā)生器。蒸汽產(chǎn)生的凝水經(jīng)疏水泵送回低壓加熱器。

2) 循環(huán)水系統(tǒng)。凝汽器出來(lái)的循環(huán)水進(jìn)入吸收式熱泵蒸發(fā)器降溫后回到原系統(tǒng)循環(huán)水池(在供暖初末期,考慮部分循環(huán)水上冷卻塔),再經(jīng)循環(huán)水泵送回凝汽器內(nèi)。

3) 熱網(wǎng)水系統(tǒng)。熱網(wǎng)回水先到熱泵站房進(jìn)入吸收式熱泵的吸收器、冷凝器,吸收了循環(huán)水熱量和驅(qū)動(dòng)蒸汽熱量后升溫返回原一次網(wǎng)回水系統(tǒng),進(jìn)入熱網(wǎng)首站。在熱泵出口溫度不能滿足熱網(wǎng)需要的情況下,從熱泵出口的熱網(wǎng)水管道還要進(jìn)入原系統(tǒng)的熱網(wǎng)加熱器進(jìn)行二次加熱,達(dá)到熱網(wǎng)要求的溫度后進(jìn)入供水母管。

2 引入吸收式熱泵對(duì)熱電系統(tǒng)的影響

從燃煤鍋爐出來(lái)的主蒸汽按品位依次用于高加(高壓加熱器)、除氧器、熱網(wǎng)加熱器、低加(低壓加熱器),最后的低壓乏汽進(jìn)入凝汽器被循環(huán)水冷凝。在這些蒸汽中,高加蒸汽、除氧蒸汽、低加蒸汽被熱電機(jī)組內(nèi)部消耗,與供熱耦合系統(tǒng)相關(guān)度較小。與供熱系統(tǒng)聯(lián)系緊密的蒸汽主要為乏汽(熱量最終進(jìn)入循環(huán)水)、抽汽。在改造前后蒸汽流量、溫度及壓力不變的情況下,假設(shè)供熱相關(guān)的兩部分蒸汽總熱量為定值(在供熱工況下低加蒸汽流量會(huì)有變化,但因流量遠(yuǎn)小于抽汽和乏汽流量,變化忽略不計(jì)),兩部分蒸汽在不同供暖負(fù)荷下進(jìn)行分配。建立簡(jiǎn)化模型(見圖2),用于分析熱電耦合系統(tǒng)熱量變化。

注:Qz為總蒸汽熱量;Qg1、Qg2分別為引入吸收式熱泵前、后的供熱量;Qy為熱泵回收的循環(huán)水熱量;ΔW為汽輪機(jī)新增發(fā)電功率。圖2 耦合供熱系統(tǒng)熱量變化模型

從引入吸收式熱泵前后熱量變化分析,熱網(wǎng)供熱量由原來(lái)單一的抽汽熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛沙槠麩崃亢脱h(huán)水余熱兩部分組成,熱量組成的改變引起蒸汽進(jìn)入新平衡狀態(tài),進(jìn)而影響發(fā)電功率和冷卻系統(tǒng)排熱量。影響程度主要和引入吸收式熱泵前后熱網(wǎng)熱量變化和吸收式熱泵的制熱量有關(guān)。

2.1 無(wú)新增供熱量對(duì)熱電系統(tǒng)的影響

引入吸收式熱泵前后熱網(wǎng)的供熱量不變(Qg1=Qg2),即沒(méi)有新增供熱。在此情況下,供熱用的蒸汽熱量減少,減少量等于循環(huán)水熱量(Qy),更多的抽汽進(jìn)入低壓缸發(fā)電,系統(tǒng)表現(xiàn)為新增發(fā)電功率(ΔW)。新增發(fā)電功率與汽輪機(jī)的抽汽比焓、排汽比焓,以及節(jié)省的抽汽量相關(guān),可參考文獻(xiàn)[10]提供的公式計(jì)算:

ΔW=Δm(h1-hc)ηmηg

(1)

式中 Δm為節(jié)省的抽汽量,kg/s;h1為汽輪機(jī)的抽汽比焓,kJ/kg;hc為汽輪機(jī)的排汽比焓,kJ/kg;ηm為機(jī)組機(jī)械效率,取0.99;ηg為發(fā)電機(jī)效率,取0.97。

經(jīng)計(jì)算,新增發(fā)電功率約為吸收式熱泵余熱回收量的12%,冷卻排熱減少量等于新增發(fā)電功率。

2.2 有新增供熱量對(duì)熱電系統(tǒng)的影響

有新增供熱量時(shí),熱電系統(tǒng)變化與新增供熱量和余熱回收量的大小相關(guān)。

1) 當(dāng)新增供熱量等于吸收式熱泵余熱回收量(即Qg2-Qg1=Qy)時(shí),引入吸收式熱泵前后抽汽量沒(méi)有變化,既不會(huì)新增發(fā)電功率,也不會(huì)減少冷卻排熱量。

2) 當(dāng)新增供熱量大于余熱回收量時(shí)(即Qg2-Qg1>Qy),余熱回收量只能滿足部分新增供熱量,仍然需要增加抽汽來(lái)補(bǔ)充供熱,造成抽汽量的上升,汽輪機(jī)發(fā)電功率下降,減少量為吸收式熱泵余熱回收量與新增供熱量之差的12%。冷卻排熱減少量等于新增供熱量與新增發(fā)電功率之和。

3) 當(dāng)新增供熱量小于余熱回收量時(shí)(即Qg2-Qg1

綜上分析,吸收式熱泵的引入對(duì)熱電耦合系統(tǒng)的發(fā)電功率和冷卻排熱產(chǎn)生有利影響,并隨著制熱量的增大,發(fā)電功率增大、冷卻排熱量減小。

3 依據(jù)供熱特性曲線確定吸收式熱泵最大制熱量

吸收式熱泵最大制熱量主要由吸收式熱泵供熱特性決定。目前關(guān)于吸收式熱泵性能的研究主要以數(shù)值模擬為主。于惠娟等人通過(guò)ASPEN模擬了參數(shù)變化對(duì)吸收式熱泵性能的影響[11]。熊軍等人采用MATLAB模擬了各參數(shù)對(duì)供熱效率的影響[12]。謝曉云等人分別對(duì)真實(shí)溶液和理想溶液時(shí)溴化鋰吸收式熱泵的理想過(guò)程模型進(jìn)行了研究[13-14]。筆者等人研究了溫度和流量變化對(duì)吸收式熱泵的性能影響[15]。這些研究無(wú)法直觀體現(xiàn)循環(huán)水溫度、驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力、熱網(wǎng)回水溫度,以及吸收式熱泵熱水出口溫度之間的關(guān)系。

為了便于設(shè)計(jì)應(yīng)用,根據(jù)溴化鋰溶液特性,建立吸收式熱泵供熱模型,將4個(gè)參數(shù)(循環(huán)水溫度、驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力、熱網(wǎng)回水溫度,以及吸收式熱泵熱水出口溫度)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。吸收式熱泵模型建立在以下假設(shè)條件下:1) 機(jī)組運(yùn)行時(shí)無(wú)熱損失或熱損失可忽略;2) 機(jī)組內(nèi)部溴化鋰溶液處于穩(wěn)態(tài),節(jié)流閥內(nèi)為絕熱過(guò)程;3) 機(jī)組內(nèi)部負(fù)壓運(yùn)行,最高供熱溫度為95 ℃,發(fā)生器溫度≤160 ℃、發(fā)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤66%,發(fā)生器與吸收器的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差(即放汽范圍)為3%,驅(qū)動(dòng)蒸汽飽和溫度與發(fā)生器溫度差為10 ℃;4) 機(jī)組內(nèi)部循環(huán)為單效簡(jiǎn)單循環(huán)。

溴化鋰溶液物性根據(jù)文獻(xiàn)[16]的擬合公式計(jì)算。將吸收式熱泵發(fā)生器在不同驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力下的發(fā)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)與熱網(wǎng)水出冷凝器溫度繪制成特性曲線(見圖3)。再將吸收式熱泵蒸發(fā)器在不同循環(huán)水出口溫度下的吸收質(zhì)量分?jǐn)?shù)與熱網(wǎng)水出吸收器溫度繪制成特性曲線(見圖4)。已知其中3個(gè)參數(shù),可以通過(guò)這2組曲線求出第4個(gè)參數(shù)。

圖3 不同蒸汽壓力下發(fā)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)與熱網(wǎng)水出冷凝器溫度特性曲線

圖4 不同循環(huán)水出口溫度下吸收質(zhì)量分?jǐn)?shù)與熱網(wǎng)水出吸收器溫度特性曲線

當(dāng)汽輪機(jī)抽汽壓力為0.5 MPa(表壓力),熱網(wǎng)水出冷凝器溫度(即吸收式熱泵熱水出口溫度)為80 ℃時(shí),通過(guò)查詢圖3得出發(fā)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65.1%。吸收式熱泵放汽范圍取3%,吸收質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62.1%。循環(huán)水出口溫度取20 ℃,查詢圖4得出熱網(wǎng)水出吸收器溫度為62 ℃。通過(guò)模擬計(jì)算,熱網(wǎng)水在吸收器與冷凝器熱負(fù)荷比為0.6～0.7,為簡(jiǎn)便計(jì)算取0.7,更有利于吸收式熱泵運(yùn)行。熱網(wǎng)水在吸收器和冷凝器內(nèi)為串聯(lián)運(yùn)行,通過(guò)計(jì)算可得熱網(wǎng)水進(jìn)吸收式熱泵的最高溫度為49.4 ℃。

再根據(jù)文獻(xiàn)[16]提供的公式(見式(2))計(jì)算溴化鋰溶液結(jié)晶溫度。

ts=-99 431.6+640 904.8x-1 554 210.1x2+

1 679 810.5x3-682 200.4x4

(2)

式中ts為溴化鋰溶液的結(jié)晶溫度,℃;x為發(fā)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

將發(fā)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)65.1%代入上式,得出結(jié)晶溫度為43.8 ℃,遠(yuǎn)低于吸收器溶液溫度,機(jī)組不會(huì)發(fā)生結(jié)晶。

蒸汽壓力、循環(huán)水溫度、熱網(wǎng)回水溫度、熱網(wǎng)供熱溫度和熱網(wǎng)流量等參數(shù)可以查詢熱電廠運(yùn)行記錄來(lái)獲得,吸收式熱泵的制熱溫度則通過(guò)查詢吸收式熱泵供熱特性曲線獲得。再根據(jù)以下公式確定整個(gè)耦合供熱系統(tǒng)的其他參數(shù)。

Qg=cpgmg(tg2-tg1)=Q1+Q2+Q3

(3)

Qr=cpgmr(tg3-tg1)=Q2+Q3=Q2CR

(4)

Qy=cpymy(ty3-ty1)=Q3=Q2(CR-1)

(5)

式(3)～(5)中Qg、Qr分別為熱網(wǎng)供熱量、熱泵制熱量,kW;cpg、cpy分別為熱網(wǎng)水和循環(huán)水比定壓熱容,kJ/(kg·℃);mg、mr、my分別為熱網(wǎng)水、熱泵熱水、循環(huán)水流量,kg/s;tg2、tg1、tg3、ty3、ty1分別為熱網(wǎng)供水溫度、熱網(wǎng)回水溫度、熱泵供熱溫度、循環(huán)水入口溫度、循環(huán)水出口溫度,℃;Q1、Q2、Q3分別為熱網(wǎng)加熱器輸入的蒸汽熱量、熱泵驅(qū)動(dòng)蒸汽熱量和回收的循環(huán)水熱量對(duì)應(yīng)的乏汽冷凝熱量,kW,各蒸汽流量可以根據(jù)蒸汽冷凝熱量除以比焓差(蒸汽比焓與對(duì)應(yīng)凝水比焓的差)計(jì)算;CR為熱泵制熱效率,一般為1.6～1.8,本文取1.7。

在核算熱量時(shí),會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)蒸汽熱量或循環(huán)水熱量不足的情況,此時(shí)需要以不足熱量為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算吸收式熱泵的供熱溫度和制熱量。

4 依據(jù)熱網(wǎng)供熱曲線確定吸收式熱泵最經(jīng)濟(jì)制熱量

從前述分析來(lái)看,吸收式熱泵制熱量越大,熱電系統(tǒng)新增發(fā)電功率越大,冷卻排熱越小。但從經(jīng)濟(jì)性分析,最大制熱量并不一定是最經(jīng)濟(jì)制熱量,吸收式熱泵制熱量的確定還與熱網(wǎng)的供熱曲線相關(guān)。

圖5顯示了某熱網(wǎng)2020—2021年供暖季的逐時(shí)供熱曲線,熱網(wǎng)的供熱負(fù)荷隨著供熱需求的變化而變化。當(dāng)熱網(wǎng)負(fù)荷大于吸收式熱泵制熱量時(shí),機(jī)組處于全開狀態(tài),余熱回收收益以吸收式熱泵的制熱量為計(jì)算基礎(chǔ);當(dāng)熱網(wǎng)負(fù)荷小于吸收式熱泵制熱量時(shí),大于供熱負(fù)荷的機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài),此時(shí)余熱回收收益以熱網(wǎng)實(shí)際供熱負(fù)荷為計(jì)算基礎(chǔ)。雖然吸收式熱泵制熱量越大對(duì)系統(tǒng)越有利,但這種趨勢(shì)并不是線性的,而是隨著制熱量的增長(zhǎng)越來(lái)越趨于平緩,需要計(jì)算吸收式熱泵不同制熱量下的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定最經(jīng)濟(jì)制熱量。

圖5 某熱網(wǎng)2020—2021年供暖季逐時(shí)供熱曲線

5 吸收式熱泵最優(yōu)制熱量的確定

下面結(jié)合具體案例分別從吸收式熱泵供熱特性曲線和熱網(wǎng)供熱曲線兩方面來(lái)分析吸收式熱泵的最優(yōu)制熱量。

5.1 項(xiàng)目概況及邊界條件

寧夏某熱電廠有2臺(tái)350 MW超臨界間接空冷抽凝式汽輪機(jī),為周邊1 650萬(wàn)m2建筑提供集中供熱,供熱時(shí)長(zhǎng)為3 624 h/供暖季。熱電廠上網(wǎng)電價(jià)為0.34元/(kW·h),燃煤折算標(biāo)準(zhǔn)煤采購(gòu)價(jià)為1 200元/t,熱價(jià)為21元/GJ。未來(lái)幾年將新增300萬(wàn)m2供熱面積,計(jì)劃新增吸收式熱泵滿足供熱需求,熱網(wǎng)供熱曲線見圖5。

根據(jù)熱電廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù),可以確定耦合供熱系統(tǒng)以下邊界參數(shù):

1) 抽汽。抽汽來(lái)自于汽輪機(jī)5段抽汽,單臺(tái)最大抽汽量為600 t/h,抽汽壓力為0.45 MPa,溫度為240 ℃,進(jìn)入熱泵前采用減溫器降溫至180 ℃以下。

2) 熱網(wǎng)水。熱網(wǎng)供/回水溫度為100 ℃/40 ℃(已進(jìn)行部分吸收式換熱改造,回水溫度相對(duì)較低)。熱網(wǎng)流量變化范圍為7 000～12 000 t/h。

3) 汽輪機(jī)為間接空冷抽凝式,單臺(tái)凝汽工況下最大凝汽量為668 t/h。循環(huán)水回水溫度在35 ℃左右,總流量為30 000 t/h。

5.2 吸收式熱泵最大制熱量確定

根據(jù)圖3、4,在以上條件下,吸收式熱泵可以將熱網(wǎng)水由40 ℃提升至95 ℃,95 ℃到100 ℃由熱網(wǎng)加熱器升溫。耦合供熱系統(tǒng)流程和邊界參數(shù)如圖6所示,熱網(wǎng)最大熱負(fù)荷為682.5 MW(負(fù)荷指標(biāo)為35 W/m2),熱泵制熱量為625.6 MW,其中抽汽提供424.9 MW,蒸汽總耗量為590 t/h,循環(huán)水提供257.6 MW,占單臺(tái)熱電機(jī)組排熱量的62%。經(jīng)熱平衡計(jì)算,各參數(shù)選擇合理。

圖6 耦合供熱系統(tǒng)流程和邊界參數(shù)

5.3 吸收式熱泵最經(jīng)濟(jì)制熱量確定

該項(xiàng)目有新增供熱面積,根據(jù)2.2節(jié)分析,吸收式熱泵的引入既有新增供熱收益,也會(huì)影響發(fā)電收益。供熱收益按新增供熱面積300萬(wàn)m2計(jì)算,預(yù)計(jì)新增供熱量為82.8萬(wàn)GJ,供熱新增收益為1 738.8 萬(wàn)元。新增發(fā)電功率按式(1)進(jìn)行計(jì)算。

考慮到冬季標(biāo)準(zhǔn)煤成本高于發(fā)電收益,另外按供熱機(jī)組平均供電煤耗325 g/(kW·h)計(jì)算“收益歸煤”(節(jié)能效益按回收余熱節(jié)省的標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算)。

按50 MW吸收式熱泵單機(jī)制熱量遞增分別計(jì)算不同制熱量下“收益歸電”(節(jié)能效益按回收余熱增加的發(fā)電功率計(jì)算)和“收益歸煤”經(jīng)濟(jì)收益,所得結(jié)果如圖7所示。

圖7 吸收式熱泵不同制熱量下的收益

從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,隨著吸收式熱泵制熱量的增大,整體經(jīng)濟(jì)收益呈增長(zhǎng)趨勢(shì),但制熱量越大,越趨于平緩,這主要與熱網(wǎng)供熱負(fù)荷變化有關(guān)。將熱網(wǎng)按小時(shí)供熱負(fù)荷從低到高順序重新排列(見圖8),每新增1臺(tái)吸收式熱泵,它的運(yùn)行時(shí)間就會(huì)逐漸縮短。如550～600 MW尖峰段,運(yùn)行時(shí)間約300 h,只占總運(yùn)行時(shí)間的8.3%。從500 MW到600 MW,每增加50 MW制熱量分別增加了65.1萬(wàn)元(歸電)、15.3萬(wàn)元(歸電)收益。而每增加50 MW的吸收式熱泵,需要新增約1 400萬(wàn)元投資(含設(shè)備、工程及安裝等),為了滿足尖峰段供熱需求而新增吸收式熱泵,無(wú)論是運(yùn)行時(shí)間,還是投資回收期都不經(jīng)濟(jì)。綜上分析,吸收式熱泵制熱量不宜超過(guò)500 MW。

圖8 不同供熱負(fù)荷下的運(yùn)行時(shí)間

在此制熱量下,耦合供熱系統(tǒng)的邊界參數(shù)為:熱泵將40 ℃熱網(wǎng)水提升至84 ℃,再采用熱網(wǎng)加熱器提升至100 ℃,系統(tǒng)總抽汽量為662 t/h,需要2臺(tái)熱電機(jī)組提供蒸汽。余熱回收量為206 MW,占單臺(tái)熱電機(jī)組總排熱量的50%。

由于標(biāo)準(zhǔn)煤成本要高于發(fā)電收益,熱泵制熱量(約150 MW)小于平衡點(diǎn)時(shí),“收益歸電”好于“收益歸煤”;熱泵制熱量大于平衡點(diǎn)時(shí)則相反。在500 MW制熱量下,采用降低鍋爐燃煤量方式來(lái)調(diào)控發(fā)電功率能獲得更好的效益。

吸收式熱泵最優(yōu)制熱量應(yīng)選擇吸收式熱泵供熱特性曲線確定的最大制熱量和熱網(wǎng)供熱曲線確定的最經(jīng)濟(jì)制熱量中的較小值,該項(xiàng)目中應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)制熱量。但在某些熱電廠中,所給的邊界條件比較惡劣,根據(jù)吸收式熱泵特性曲線確定的制熱量要小于最經(jīng)濟(jì)制熱量。另外,吸收式熱泵的制熱量還與其他一些因素有關(guān),如吸收式熱泵的機(jī)房面積。

6 結(jié)論

通過(guò)分析引入吸收式熱泵前后熱電機(jī)組內(nèi)部熱量變化,并結(jié)合吸收式熱泵供熱特性曲線和熱網(wǎng)供熱曲線,確定耦合供熱系統(tǒng)中吸收式熱泵供熱最優(yōu)制熱量和邊界參數(shù)。

1) 吸收式熱泵的引入將導(dǎo)致抽汽與乏汽進(jìn)入新的平衡狀態(tài),引起發(fā)電功率和冷卻排熱變化。吸收式熱泵制熱量越大,新增發(fā)電功率越大。新增發(fā)電功率約為吸收式熱泵余熱回收量與新增供熱量之差的12%,冷卻排熱減少量等于新增供熱量與新增發(fā)電功率之和。

2) 根據(jù)溴化鋰溶液物性構(gòu)建吸收式熱泵模型,并繪制吸收式熱泵的特性曲線,建立了吸收式熱泵熱水出口溫度與驅(qū)動(dòng)蒸汽、循環(huán)水出口溫度、熱網(wǎng)回水溫度之間關(guān)系,通過(guò)特性曲線及熱平衡可以確定吸收式熱泵的邊界參數(shù)和最大制熱量。

3) 結(jié)合熱網(wǎng)供熱曲線確定最經(jīng)濟(jì)的吸收式熱泵制熱量。吸收式熱泵制熱量越大,經(jīng)濟(jì)效益越好,但為滿足供熱尖峰負(fù)荷,會(huì)造成新投熱泵開機(jī)時(shí)間過(guò)短而影響經(jīng)濟(jì)效益,建議吸收式熱泵制熱量不大于熱網(wǎng)最大供熱負(fù)荷的75%。

4) 最終吸收式熱泵制熱量應(yīng)綜合考慮吸收式熱泵特性曲線確定的最大制熱量和熱網(wǎng)供熱曲線確定的最經(jīng)濟(jì)制熱量,并選取其中的較小值。