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1、 XXXX第三熱電廠1（2）號機組循環(huán)水余熱利用工程可行性研究報告中國XX集團技術經(jīng)濟研究院二 一 三 年 十二 月1目 錄1 概述11.1 項目概況11.2編制依據(jù)11.3 項目必要性11.3.1 國家及地方政策支持21.3.2XX西南地區(qū)城市建設發(fā)展的需要31.3.3節(jié)能減排、降低能耗的需要31.3.4環(huán)境保護、和諧發(fā)展的需要31.4 簡要工作過程41.5 主要技術原則41.6熱電廠熱泵余熱利用技術簡介41.6.1利用壓縮式熱泵回收乏汽余熱技術41.6.2 利用吸收式熱泵回收余熱技術51.6.3 吸收式熱泵62電廠現(xiàn)狀92.1汽輪機及輔機92.1.1 汽輪機主要技術規(guī)范92.1.2 凝汽器

2、主要技術規(guī)范102.1.3 循環(huán)水泵主要技術規(guī)范102.2熱網(wǎng)系統(tǒng)112.2.1 熱網(wǎng)加熱器主要技術規(guī)范112.2.2 熱網(wǎng)循環(huán)水泵主要技術規(guī)范122.2.3 熱網(wǎng)疏水泵主要技術規(guī)范122.2.4 熱網(wǎng)系統(tǒng)實際運行參數(shù)122.3電廠水質分析（熱網(wǎng)水、循環(huán)水）132.4 廠址條件142.4.1 廠址概述143 熱負荷分析153.1 供熱現(xiàn)狀153.2 熱網(wǎng)現(xiàn)狀153.3 供熱規(guī)劃153.4 熱負荷163.4.1 建筑熱負荷指標164 方案綜合比選174.1方案總體描述（見原則性熱力系統(tǒng)圖）174.1.1低溫熱源提取174.1.2高溫熱源制備174.1.3驅動高端熱源174.2技術關鍵174.2.

3、1 熱泵出水溫度174.2.2 蒸汽驅動源184.2.3 乏汽冷卻循環(huán)水184.3方案路線184.4 方案對比分析184.4.1 設計參數(shù)及影響發(fā)電對比194.4.2 主體設施及投資對比204.4.3經(jīng)濟分析對比214.5 推薦方案：293MW熱泵機組224.5.1 熱泵293MW機組優(yōu)勢224.5.2 確定熱泵技術參數(shù)234.6效益分析254.6.1煤耗分析254.6.2節(jié)能效益分析254.6.3經(jīng)濟性分析254.7供熱可靠性265 工程設想265.1 廠區(qū)總平面布置265.1.1 廠區(qū)總平面布置原則265.1.2 電廠坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)275.1.3 廠區(qū)總平面布置275.1.4 交通運輸

4、275.1.5 廠區(qū)管線綜合布置285.1.6 拆遷工程285.2 熱泵站內工藝295.2.1熱水系統(tǒng)295.2.2循環(huán)水系統(tǒng)295.2.3蒸汽及疏水系統(tǒng)295.3 電氣部分305.3.1電纜通道315.3.2 直擊雷過電壓保護315.3.3 接地315.4 熱工自動化部分315.4.1熱控設計范圍315.4.2控制方式和控制水平325.4.3 電子設備間325.4.4 控制系統(tǒng)325.4.5現(xiàn)場設備335.4.6 電源335.5 熱泵站布置335.6 建筑結構部分345.6.1 概述345.6.2 設計基本數(shù)據(jù)345.6.3 水、土腐蝕性及主要建筑材料345.6.4 主要建、構筑物的結構選型

5、及地基基礎355.6.5抗震措施365.6.6 抗風措施365.7 采暖通風及空調375.7.1 設計范圍375.7.2 設計原始資料375.7.3 采暖熱源375.7.4 熱泵站采暖通風375.7.5 空氣調節(jié)385.8 消防、生產(chǎn)、生活給排水386 環(huán)境影響分析386.1環(huán)境影響分析及防治措施386.1.1 本項目環(huán)境影響分析386.1.2 噪聲治理386.2 環(huán)境效益分析397 勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生397.1 勞動安全397.1.1 勞動安全危險因素397.1.2 防火407.1.3防電傷407.1.4 防機械傷害及防墜落傷害407.1.5 預期效果407.2 職業(yè)衛(wèi)生417.2.1 職業(yè)

6、衛(wèi)生危害因素417.2.2 防噪聲及防振動417.2.3 預期效果418 工程項目實施條件及輪廓進度428.1 項目實施的條件428.1.1 施工總平面428.1.2 施工交通428.1.3 大件設備運輸428.1.4 施工能源布置438.1.5 大型施工機具配備438.2 建設進度449 主要設備材料清冊4510 投資估算及財務評價4910.1 投資估算4910.1.1 工程概況4910.1.2 編制原則及依據(jù)4910.1.3 投資概算表5110.2 財務評價6110.2.1 編制原則及依據(jù)6110.2.3 資金來源及融資方案6110.2.4 主要計算參數(shù)取值6110.2.5 盈利能力分析6

7、210.2.6 敏感性分析6310.2.7 財務評價表6311 風險分析7111.1 技術風險分析7111.2 工程風險分析7111.3資金風險分析7111.4政策風險分析7111.5 籌資風險分析7212 結論與建議7212.1 結論7212.2 建議73圖紙目錄序號圖 號圖紙名稱備 注1D2013A-Z01廠區(qū)總平面布置圖2D2013A-J01循環(huán)水原則性熱力系統(tǒng)圖3D2013A-J02全面性熱力系統(tǒng)圖4D2013A-J03余熱利用熱平衡圖5D2013A-J04熱泵站平面布置圖6D2013A-D01低壓接線系統(tǒng)圖一7D2013A-D02低壓接線系統(tǒng)圖二8D2013A-D03變電站及動力布置

8、示意圖9D2013A-K01熱工控制系統(tǒng)規(guī)劃圖10D2013A-T01熱泵站建筑平面圖一11D2013A-T02熱泵站建筑平面圖二12D2013A-T03熱泵站建筑立剖面圖1 概述1.1 項目概況XXXX第三熱電廠（以下簡稱XX三熱），是XX市一座大型熱電廠。該熱電廠始建于2007年8月，目前共建有2臺發(fā)電機組，單臺裝機容量350MW。對XX市西南區(qū)、汽車廠進行供熱。本項目采用基于吸收式熱泵的循環(huán)水利用供熱技術，建設293MW熱泵站，回收1、2號機組汽輪機循環(huán)水余熱，提高XX三熱供熱能力和經(jīng)濟性，靜態(tài)投資估算12421.01萬元，年可創(chuàng)造收益3652萬元，可降低標煤耗15.98g/kwh，每年

9、可節(jié)約3.99104t標準煤。1.2編制依據(jù)本項目方案可研報告的編制依據(jù)下列文件和資料開展工作：1) XX三熱余熱利用可行性研究委托。2) 電廠提供的汽輪機熱平衡圖、熱網(wǎng)系統(tǒng)圖等資料；3) 火力發(fā)電廠可行性研究報告內容深度規(guī)定（DL/T 5375-2008）；4) 國家發(fā)改委關于燃煤電站項目規(guī)劃和建設有關要求的通知（發(fā)改能源2004864號）；5) 火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程（DL5000-2000）；6) 國務院關于加強節(jié)能工作的決定（國發(fā)200628號文）；7) 公共建筑節(jié)能設計標準 （GB50189-2005）；8) 火力發(fā)電廠熱工自動化就地設備安裝，管路，電纜設計技術規(guī)定 （DL/T 51

10、82-2004）；9) 火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范（GB50229-2006）；10) 混凝土結構設計規(guī)范 （GB 50010-2010）；11) 建筑結構荷載規(guī)范 （GB50009-2012）；12) 工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準 （GB50153-2008）；13) 建筑抗震設計規(guī)范 （GB50011-2010）；14) 建筑地基基礎設計規(guī)范 （GB50007-2011）；15) 建筑設計防火規(guī)范 （GB50016-2006）；16) 鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）；17) 工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范 （GB 50046-2008）；18) 建筑物防雷設計規(guī)范（GB50057-9

11、4）（2000版）；19) 火力發(fā)電廠采暖通風與空氣調節(jié)設計技術規(guī)程（DL/T5035-2004）；20) 火力發(fā)電廠勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生設計規(guī)程（DL5053-1996）；21) 中華人民共和國節(jié)約能源法（2008年4月1日施行）；22) 建設項目環(huán)境保護管理條例（國務院令1998第253號）；23) 國家鼓勵發(fā)展的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護技術（國家發(fā)改委公告2005第65號）；24) 國務院關于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知（國務院國發(fā)200715號）；25) 中華人民共和國消防法（2009.5）；26) 爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范（GB50058-1992）；27) 工業(yè)企業(yè)廠

12、內運輸安全規(guī)程（GB4387-1994）；28) 電力行業(yè)勞動環(huán)境檢測監(jiān)督管理規(guī)定（電綜1998126號）；29) 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范（GBJ87-85）；1.3 項目必要性1.3.1 國家及地方政策支持2006年，建設部、財政部關于推進可再生能源在建筑中應用的實施意見中，明確將熱泵技術列入重點節(jié)能技術領域，鼓勵在建筑中應用。在國家節(jié)能中長期專項規(guī)劃中，把建筑物節(jié)能和余熱余壓利用作為節(jié)能的重點領域和重點工程。規(guī)劃指出：“十一五”期間，需加快可再生能源在建筑物的利用，并強調“在重點耗能行業(yè)推行能量系統(tǒng)優(yōu)化，即通過系統(tǒng)優(yōu)化設計、技術改造和改善管理，實現(xiàn)能源系統(tǒng)效率達到同行業(yè)最高或接近世界先進

13、水平。國務院文件（國發(fā)201219號）“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃指出：“基于吸收式換熱的集中供熱技術用于凝汽式火力發(fā)電廠、熱電廠余熱利用，循環(huán)水余熱充分回收，提高熱電廠供熱能力30%以上，降低熱電聯(lián)產(chǎn)綜合供熱能耗40%，并可提高既有管網(wǎng)輸送能力。研發(fā)重點是小型化、大溫差吸收式熱泵裝備?！?可以看出，熱泵技術因其具有高效節(jié)能環(huán)保的特性，已經(jīng)引起國家和地方政府的高度重視，并出臺了一系列法律法規(guī)和具體政策以促進其發(fā)展。1.3.2XX西南地區(qū)城市建設發(fā)展的需要隨著XX市的快速發(fā)展，熱負荷需求不斷增加，特別是西南地區(qū)較為緊張，根據(jù)熱力公司預計330萬m2?，F(xiàn)XX三熱供熱能力已經(jīng)接近飽和，急需提高XX

14、三熱的供熱能力。同時，XX三熱低溫循環(huán)水的余熱達到155MW，約占電廠耗能總量的25%以上，充分利用這部分能量可以有效緩解目前XX市西南區(qū)供熱緊張的局面，對居民的取暖提供安全保障，還可以滿足新規(guī)劃開發(fā)建設的供暖需求，為XX三熱進一步拓展供熱市場的創(chuàng)造有利條件，是企業(yè)發(fā)展的一個良好機遇。1.3.3節(jié)能減排、降低能耗的需要當今全球范圍內，能源的供需矛盾日益突出，環(huán)境污染已經(jīng)威脅人類的生存，倡導環(huán)境、能源、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展成為當代迫在眉睫需要解決的戰(zhàn)略問題， 各國都日益重視可再生能源的開發(fā)與利用。XX三熱是一座為當?shù)靥峁┲饕娏凸岬碾姀S，如何節(jié)能高效的提供電力和供熱，也是電廠需要考慮的問題之一。

15、本項目采用成熟的吸收式熱泵節(jié)能技術，回收利用電廠循環(huán)冷卻的低溫熱能，通過熱能轉換提供生活區(qū)采暖，在不增加發(fā)電煤耗，不影響發(fā)電量的情況下，增加了電廠的供熱能力，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。1.3.4環(huán)境保護、和諧發(fā)展的需要2013年霧霾天氣出現(xiàn)的頻率高于過去50年中的任意一年，我國面臨嚴重的環(huán)境污染問題。而這些污染物的主要來源就是火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等行業(yè)。大氣污染防治行動計劃等文件要求，“十二五”期間要針對這些重點行業(yè)制定大氣污染物特別排放限值。本項目在冬季采暖季節(jié)，汽機凝汽器大部分冷卻水將不再經(jīng)過冷卻塔進行冷卻循環(huán)使用，而是經(jīng)由吸收式熱泵吸收轉換為城市的采暖供熱，從而使污染環(huán)境的廢熱變?yōu)樵?/p>

16、福于民的福利工程，減少一次能源消耗，減少CO2、SO2、粉塵顆粒物（PM2.5）排放。而且，鑒于大部分循環(huán)冷卻水不再經(jīng)過冷卻塔冷卻散熱，而采用閉式循環(huán)運行，因此原運行系統(tǒng)所產(chǎn)生的蒸發(fā)、風吹等水量損失將得以避免。綜上所述，本項目已勢在必行。1.4 簡要工作過程我院受XX三熱的委托，開展XX三熱1（2）號機組循環(huán)水余熱利用工程可研方案對比工作。由于時間非常緊迫，為保證本項工作的順利開展，我院結合本項目實際，組成精干項目組，就XX三熱提供的數(shù)據(jù)完成可行性報告，供XX三熱審查。1.5 主要技術原則1）貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，按照國家關于節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策要求，積極落實XX集團及XX吉林分公司節(jié)能工作的戰(zhàn)略

17、部署。2）嚴格執(zhí)行國家、部委及集團公司有關標準、規(guī)范和規(guī)程，平面布局安全合理，工藝過程力求技術先進和運行可靠。3）加強資源節(jié)約和低溫余熱綜合利用，充分利用低位余熱熱量，采取切實有效的技術措施，最大限度地提高資源的綜合利用率，節(jié)能降耗、保護環(huán)境。4）充分考慮節(jié)能系統(tǒng)的特點，廠房、管網(wǎng)等均本著節(jié)約投資、盡可能少影響生產(chǎn)和安全第一的原則確定技術改造路線。5）設備選型先進、經(jīng)濟、安全、可靠，并積極采用新技術和新材料，提高資源和能源利用效率，努力推動節(jié)能減排技術創(chuàng)新，爭創(chuàng)同行業(yè)先進的能效水平。1.6熱電廠熱泵余熱利用技術簡介汽輪機凝汽器的乏汽原來通過循環(huán)水經(jīng)雙曲線冷卻塔冷卻后排放掉，造成乏汽余熱損失，現(xiàn)

18、采用吸收式熱泵，而冷卻系統(tǒng)循環(huán)水由30.5經(jīng)凝汽器后溫度升為38，以38的冷卻水作為低溫熱源，以0.28MPa.A的抽汽作為驅動熱源，加熱50-60左右的采暖用熱網(wǎng)回水，循環(huán)冷卻水降至30.5后再去凝汽器循環(huán)利用，這樣可回收循環(huán)水余熱，提高電廠供熱量，即提高了電廠總的熱效率。1.6.1利用壓縮式熱泵回收乏汽余熱技術利用壓縮式熱泵回收乏汽余熱主要有兩種方式，一種方式是鋪設單獨的管道，將電廠凝汽余熱引至用戶，在用戶熱力站等處設置分布式電動壓縮式熱泵，這種方式能夠收到一定的節(jié)能效果，但是管道投資巨大，輸送泵耗高，因此無法遠距離輸送，供熱半徑僅限制在電廠周邊3-5公里范圍以內；另一種方式是在電廠處集中

19、設置電動壓縮式熱泵，這種供熱形式造成廠用電耗量大，在能源轉換效率上顯然不是最好的方式。1.6.2 利用吸收式熱泵回收余熱技術目前，吸收式熱泵余熱回收技術以其高效節(jié)能和具有顯著經(jīng)濟效益的特點，尤為引人注目。吸收式熱泵常以溴化鋰溶液作為工質，對環(huán)境沒有污染，不破壞大氣臭氧層，而且具有高效節(jié)能的特點?？梢耘鋫滗寤囄帐綗岜?，回收利用各種低品位的余熱或廢熱，達到節(jié)能、減排、降耗的目的。吸收式熱泵以高溫熱源驅動，把低溫熱源的熱量提高到中溫，從而提高系統(tǒng)能源的利用效率。圖1.6-1為單效溴化鋰吸收式熱泵的工作原理：熱泵由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器、節(jié)流裝置、溶液泵、冷劑泵等組成；為了提

20、高機組的熱力系數(shù)還設有溶液熱交換器；為了使裝置能連續(xù)工作，使工質在各設備中進行循環(huán)，因而還裝有屏蔽泵（溶液泵、冷劑泵）以及相應的連接管道、閥門等。圖1.6-1 單效溴化鋰吸收式制冷機工作原理本項目應用吸收式熱泵可系統(tǒng)地解決目前熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)存在的問題。在吸收式熱泵基礎上，可系統(tǒng)解決熱電廠存在的以下問題：1) 電廠的循環(huán)水不再依靠冷卻塔降溫，而是作為各級熱泵的低溫熱源，原本白白排放掉的循環(huán)水余熱資源可以回收并進入一次網(wǎng)，僅此一項即可以提高熱電廠供熱能力50%左右，提高綜合能源利用效率20%左右； 2) 各級吸收式熱泵仍采用電廠原本用于供熱的蒸汽熱源，這部分蒸汽的熱量最終仍然進入到一次網(wǎng)中，

21、而利用凝汽器提供的部分供熱，可減少了汽輪機的抽汽量，增加汽輪機的發(fā)電能力，提高系統(tǒng)整體能效；3）逐級升溫的一次網(wǎng)加熱過程避免了大溫差傳熱造成的大量不可逆?zhèn)鳠釗p失；4）用戶處二次網(wǎng)運行完全保持現(xiàn)狀，使得該技術非常利于大規(guī)模的改造項目實施。目前我國吸收式熱泵發(fā)展較快，如赤峰市富龍電廠、山西大同第一熱電廠、陽泉電廠、京能石景山電廠、大同第二發(fā)電廠、XX熱電二廠等利用吸收式熱泵技術的余熱利用項目都已投入運行。溴化鋰溶液為介質的吸收式熱泵技術來源于美國，該技術發(fā)展較快,在國內如雙良節(jié)能系統(tǒng)股份有限公司、清華大學能源設計研究所、山東煙臺荏原空調設備有限公司等均能生產(chǎn)吸收式熱泵，并且在工業(yè)領域已經(jīng)得到應用。

22、在節(jié)能減排政策的指引下，致力于工業(yè)節(jié)能相關產(chǎn)品的開發(fā)，以適應多種余（廢）氣、余（廢）熱的再利用，推廣循環(huán)經(jīng)濟，為工業(yè)節(jié)能、余（廢）熱的有效利用提供節(jié)能、環(huán)保的綜合解決方案。該技術廣泛適用于熱電、化肥（合成氨）、煉油、鋼鐵等行業(yè)，我國很多行業(yè)已在使用。1.6.3 吸收式熱泵吸收式熱泵介紹吸收式熱泵（即增熱型熱泵），通常簡稱AHP(absorption heat pump)，它以蒸汽、廢熱水為驅動熱源，把低溫熱源的熱量提高到中、高溫，從而提高了能源的品質和利用效率。吸收式熱泵原理，以汽輪機抽汽為驅動能源Q1，產(chǎn)生制冷效應，回收循環(huán)水余熱Q2，加熱熱網(wǎng)回水。得到的有用熱量（熱網(wǎng)供熱量）為消耗的蒸汽熱

23、量與回收的循環(huán)水余熱量之和Q1+Q2，見圖1.6-2。圖1.6-2 吸收式熱泵熱收支圖吸收式熱泵原理主要介紹溴化鋰吸收式熱泵的原理及選用原則，并列舉其在國內外工業(yè)生產(chǎn)、生活中的成功應用，見圖1.6-3。圖1.6-3 吸收式熱泵原理圖溴化鋰吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、發(fā)生器、熱交換器、屏蔽泵和其他附件等。它以蒸汽為驅動熱源，在發(fā)生器內釋放熱量Qg，加熱溴化鋰稀溶液并產(chǎn)生冷劑蒸汽。冷劑蒸汽進入冷凝器，釋放冷凝熱Qc加熱流經(jīng)冷凝器傳熱管內的熱水，自身冷凝成液體后節(jié)流進入蒸發(fā)器。冷劑水經(jīng)冷劑泵噴淋到蒸發(fā)器傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內低溫熱源水的熱量Qe，使熱源水溫度降低后流出機組，冷劑水吸收

24、熱量后汽化成冷劑蒸汽，進入吸收器。被發(fā)生器濃縮后的溴化鋰溶液返回吸收器后噴淋，吸收從蒸發(fā)器過來的冷劑蒸汽，并放出吸收熱Qa，加熱流經(jīng)吸收器傳熱管的熱水。 熱水流經(jīng)吸收器、冷凝器升溫后，輸送給熱用戶。屏蔽泵的做功與以上幾種熱量相比，基本上可以不用考慮，因此可以列出以下平衡式：吸收式熱泵的輸出熱量為Qa+Qc，則其性能系數(shù)COP：由以上兩式可知：吸收式熱泵的供熱量等于從低溫余熱吸收的熱量和驅動熱源的補償熱量之和，即：供熱量始終大于消耗的高品位熱源的熱量（COP1），故稱為增熱型熱泵。根據(jù)不同的工況條件，COP一般在1.601.85左右。由此可見，溴化鋰吸收式熱泵具有較大的節(jié)能優(yōu)勢。吸收式熱泵提供的

25、熱水溫度一般不超過98，熱水升溫幅度越大，則COP值越小。驅動熱源可以是0.20.8MPa的蒸汽，也可以是燃油或燃氣。低溫余熱的溫度15即可利用，一般情況下，余熱熱水的溫度越高，熱泵能提供的熱水溫度也越高。蒸汽型吸收式熱泵的單機容量最大可達50MW以上，由此可見其應用范圍是比較廣泛的。吸收式熱泵的主要特點溴化鋰吸收式熱泵是一種以蒸汽、熱水、燃油、燃氣和各種余熱為熱源，制熱供暖或升溫的節(jié)電型設備。它具有耗電少、噪聲低、運行平穩(wěn)、能量調節(jié)范圍廣、自動化程度高、安裝維修操作簡便等特點，在利用低勢熱能與余熱方面有顯著的節(jié)能效果。同時，它還有無環(huán)境污染、對大氣臭氧層無破壞作用的獨特優(yōu)勢。因此，溴化鋰吸收

26、式熱泵被廣泛應用于紡織、化工、醫(yī)藥、冶金、機械制造、石油化工等行業(yè)。溴化鋰吸收式熱泵可分為第一類和第二類兩種形式。1、第一類吸收式熱泵第一類吸收式熱泵的發(fā)生器和冷凝器處于高壓區(qū)，而吸收器和蒸發(fā)器處于低壓區(qū)。在蒸發(fā)器中輸入低溫熱源，發(fā)生器中輸入驅動熱源，從吸收器和冷凝器中輸出中高溫熱水。因以增加熱量為目的，故而又稱增熱型吸收式熱泵。2、第二類吸收式熱泵第二類熱泵與第一類熱泵相反，發(fā)生器和冷凝器處于低壓區(qū)，而吸收器和蒸發(fā)器處于高壓區(qū)。熱源介質并聯(lián)進入發(fā)生器和蒸發(fā)器。在吸收器中利用溶液的吸收作用，使流經(jīng)管內的熱水升溫。單級吸收式熱泵能使熱水溫度提高30左右。若要獲得更高的溫升，則可采用二級、多級吸收

27、式熱泵或吸收壓縮式熱泵。這種熱泵以升溫為目的，故而又稱熱交換器?；诒卷椖康难芯壳闆r，我們著重關注第一類吸收式熱泵的主要特點：1、可以利用各種熱能，以蒸汽、熱水和燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣為驅動熱源；以各種低品位熱源，如余熱、排熱、太陽能、地下熱能、大氣和河湖水等為低溫熱源。2、經(jīng)濟性好、能源利用率高，用于采暖供熱與傳統(tǒng)使用的鍋爐相比，顯然有熱效率高、節(jié)能效果好等優(yōu)點。3、維護管理簡便，運轉部件少，振動和噪聲低，結構簡單，維修方便。4、有助于能耗的季節(jié)平衡，在能耗高的季節(jié)，熱泵所利用的低品位熱能也增多，有助于減少能源的消耗。5、有助于減少二氧化碳的排放，降低溫室效應。2電廠現(xiàn)狀2.1汽輪機及輔機2.1

28、.1 汽輪機主要技術規(guī)范1、2號汽輪機組規(guī)范：汽輪機形式亞臨界參數(shù)、中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機末葉片長度1000mm額定功率350MW最大功率382.63MW最大進汽量1165t/h轉速3000r/min頻率50Hz額定工況參數(shù)主蒸汽流量1045.29t/h主蒸汽溫度537主蒸汽壓力16.670MPa再熱蒸汽壓力3.216MPa冷凝器壓力4.9KPa給水溫度272.2機組熱耗率7865.1kJ/kW.h機組汽耗率2.987kg/kW.h機組保證熱耗率7865.1kJ/kW.h注：除特殊說明外，壓力均為絕對壓力。2.1.2 凝汽器主要技術規(guī)范1、2機組號凝汽器規(guī)范：序號項 目

29、單位數(shù)據(jù)1型號N-21180-1 型2凝汽器的總有效面積m2211803抽空氣區(qū)的有效面積m216094循環(huán)水流量t/h413005VWO工況循環(huán)水溫升9.256循環(huán)水接管入口/出口外徑mm18402.1.3 循環(huán)水泵主要技術規(guī)范1、2號機組循環(huán)水泵規(guī)范：序號參數(shù)名稱單位參數(shù)值1型號1600HLBK23I2形式立式不可調斜流泵3轉速r/min495/4254汽蝕余量M8.5/6.35最高水溫336設計流量m/h19440/167047揚程H2O23/17m8軸功率KW1800/11402.2熱網(wǎng)系統(tǒng)電廠熱網(wǎng)系統(tǒng)主要是由熱網(wǎng)加熱器、熱網(wǎng)循環(huán)水泵、熱網(wǎng)除氧器、加熱器疏水泵、補水泵等設備組成。XX三

30、熱熱網(wǎng)系統(tǒng)主要布置有6臺基本熱網(wǎng)加熱器、8臺熱網(wǎng)循環(huán)水泵等。2.2.1 熱網(wǎng)加熱器主要技術規(guī)范熱網(wǎng)加熱器主要技術規(guī)范：序號項目#1熱加#2、3熱加#4、5、6熱加#1、2高加1編號E11-19E10-30E11-20E11-182有效換熱表面積（m2）24002110240016003殼側設計壓力（MPa）0.60.60.61.04殼側設計溫度（）2852852853505管側設計壓力（MPa）2.22.02.22.26管側設計溫度（）1601501601607殼側試驗壓力（MPa）0.90.90.91.658管側試驗壓力（MPa）2.822.822.822.829殼側工作壓力（MPa）0.4

31、90.490.490.710管側工作壓力（MPa）2.02.02.02.02.2.2 熱網(wǎng)循環(huán)水泵主要技術規(guī)范序號名稱單位參數(shù)1型號KDOW300-710(I)T2泵型式臥式雙吸離心泵3流量m3/h18304設計壓力MPa2.55揚程M1806轉速r/min14807功率kW14008密封型式機械密封2.2.3 熱網(wǎng)疏水泵主要技術規(guī)范序號名稱單位參數(shù)1型號KDOW100-320（I）2泵型式臥式雙吸離心泵3流量m3/h3504設計壓力MPa1.65揚程M1306轉速r/min29507功率kW1852.2.4 熱網(wǎng)系統(tǒng)實際運行參數(shù)按照2008年XX市政府頒布的XX市城市供熱管理辦法中規(guī)定，XX

32、三熱供熱從10月25日開始至次年4月10日。但由于近年來入冬時氣溫較低，按照市政府要求實行彈性供熱，2013年實際供熱開栓時間為10月17日。供回水溫度90106/5060，流量在670012500t/h之間。整個采暖期回水壓力比較穩(wěn)定，一般在0.25MPa左右；采暖初期，供水壓力在0.95 MPa左右，較初期相比，高寒期供水壓力較高，供水壓力保持在1.36 MPa左右。具體見下表：表2.2-1 2012采暖期熱網(wǎng)水實際運行概況日期熱網(wǎng)供水溫度（）熱網(wǎng)回水溫度（）供水壓力（MPa）回水壓力（MPa）熱網(wǎng)水流量（t/h）采暖抽汽溫度（）10月20日883150.520.960.236938.01

33、223.489.851.390.960.246804.94224.384.7650.220.980.246766.87223.611月01日88.6749.280.950.246944.26218.982.8949.240.950.246849.22219.886.3449.280.940.246861.92220.011月20日94.9650.851.030.259656.22226.794.5551.11.030.249751.03226.795.8651.831.040.249721.78226.812月01日96.753.561.050.249787.79234.596.3753.88

34、1.060.259786.07243.596.4453.781.040.249730.34242.812月20日100.3554.981.190.2710573.17234.9100.8655.191.180.2810660.53216.92100.7754.31.200.2912491.66222.7601月01日104.0956.921.320.2912574.89257.16104.6557.091.330.2912418.62259.98103.4957.661.330.2912459.99269.6201月20日106.6659.151.360.2812649.62256.44106

35、.7360.141.360.2812574.64262.38106.2760.111.360.2912559.34258.1502月01日105.9859.521.330.2612550.22255.71104.359.281.330.2612478.06247.42105.8359.661.330.2612506.71242.702月20日104.7658.151.330.2612548.02258.71104.2658.651.330.2812560.48230.35104.159.061.330.2612557.7242.1803月01日99.5155.521.180.2810544.5

36、2232.7199.7155.161.190.2610535.83230.27100.6456.141.190.2710489.21220.7303月20日98.7655.151.200.2610548.02228.7699.2655.651.200.2810560.48220.3599.156.061.200.2610557.7222.1404月01日95.5151.521.180.269544.52222.4195.7152.161.180.269535.83210.2796.6452.141.190.279489.21210.74通過對上表實際運行數(shù)據(jù)的分析計算，XX三熱采暖最大熱負荷為

37、62.2W/m2，平均熱負荷為46.6W/m2，平均熱負荷系數(shù)為0.75。2.3電廠水質分析（熱網(wǎng)水、循環(huán)水）循環(huán)水水質分析報告見圖2.3-1。根據(jù)XX三熱提供的循環(huán)水水質化驗單，包括循環(huán)水的鈣硬、堿度、PH值、濁度、全硬度、氯根、濃縮倍率、電導等檢測項目，該水為中水，水質較差些，對熱泵運行會造成一定影響，在熱泵選型時應高度重視。表2.3-1 1、2#機循環(huán)水水質分析報告日期pH DD/JDmmol/lYD大mmol/lClmg/l濁度lCODmg/l無機磷mg/l總磷鐵g/l余氯mg/l2013年1月07日8.8415286.94.772174.812.961.152.9154.30.072

38、013年1月31日8.6514705.34.5452304.813.440.962.46143.30.052013年2月04日8.7415105.64.982144.812.910.982.332310.062013年3月14日8.7815765.75.052155.213.311.303.6106.20.042013年4月18日8.715287.26.41955.714.91.143.03157.60.052013年4月25日8.615766.96.52305.515.11.092.97156.30.062013年5月09日8.915086.85.82115.4161.092.87167.9

39、0.052013年5月16日8.716717.76.62241117.41.093.250.062013年5月30日8.918547.16.32991117.921.093.532352013年6月06日8.815957.36.82861213.51.213.512862013年6月20日8.817697.77.122601225.90.56.22652013年6月27日8.917967.77.42601224.30.615.972062013年7月01日8.817637.47.22781423.90.675.452072013年7月09日8.917948.36.92605823.31.54.

40、351492013年8月29日8.5416586.98.7921712531.30.311.862013年9月24日8.8417496.777.0527875.825.60.11.7595.872013年10月31日9152010.48.4231.463.427.50.863.43通過上表，Cl-明顯超過200mg/l，吸收式熱泵蒸發(fā)段材質需考慮為316L。2.4 廠址條件2.4.1 廠址概述XX第三熱電廠新建工程是由XX集團公司全額投資的城市熱電廠，熱電廠廠址位于XX市南偏西，承擔XX市西南城區(qū)、XX第一汽車制造廠部分廠區(qū)和居民區(qū)的供熱任務。該區(qū)的地層巖性主要由第四系沖積物和湖沼沉積物的粘性

41、土、砂土等組成，下伏基巖為白堊系泥巖或泥巖與砂巖交互層。 根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 (GB183062001)，場地地震動峰值加速度為0.10g (相當于地震基本烈度為度)。該區(qū)土的最大凍結深度為 1.69m。廠區(qū)內對工程有影響的地下水主要為第四系孔隙承壓水，含水層主要為砂類土。地下水變化幅度較大，年變幅可達3.90m。廠區(qū)地下水對鋼筋混凝土無腐蝕性。根據(jù)XX氣象站19512002年氣溫、氣壓、相對濕度、降水等氣象資料，基本氣象參數(shù)如下：多年平均氣溫 5.4多年平均最高氣溫 11.1多年平均最低氣溫 0.2極端最高氣溫 38.0 1951年7月9日極端最低氣溫 -36.5 1970年1月4日多

42、年平均氣壓 986.7hpa多年平均年降水量 580.7mm多年平均風速 4.0m/s夏季主導風向為 SW冬季主導風向為 SW全年主導風向為 SW50年一遇10m高10min平均最大風速為32.3m/s 。3 熱負荷分析3.1 供熱現(xiàn)狀XX三熱作為XX市集中供熱的主要熱源之一，共有兩臺抽凝機組，總裝機容量為700MW，其中1號機組為350MW，2號機組為350MW。設計熱網(wǎng)供回水溫度為：北線13565，南線11565，實際熱網(wǎng)供回水溫度為：北線10350-60，南線10350-60?，F(xiàn)熱網(wǎng)回水平均在55，經(jīng)與熱力公司協(xié)商，2014年將對回水溫度進行調整，確?；厮疁囟冉抵?5一下。截止至2013

43、年底，實際供熱面積達到1081萬m2。3.2 熱網(wǎng)現(xiàn)狀電廠采暖供熱系統(tǒng)采用三環(huán)制連接方法，即電廠內設置熱網(wǎng)首站，用蒸汽加熱熱水汽水換熱器設在熱電廠的熱網(wǎng)首站內，電廠對外提供熱水。采暖熱水網(wǎng)由一級網(wǎng)和二級網(wǎng)兩部分組成，一級網(wǎng)為高溫水系統(tǒng)（供回水溫度為 10650），二級網(wǎng)為低溫水系統(tǒng)。兩部分管網(wǎng)通過在廠外的各個熱力站連接起來，采暖熱水網(wǎng)主干由電廠內熱網(wǎng)首站引出，接至供熱區(qū)域內各個配熱站。利用配熱站中的水水換熱器加熱二級熱網(wǎng)水，二級熱水網(wǎng)與各熱用戶相連。一級網(wǎng)高溫水由汽機房引出，1、2號機組引出母管為292018，然后分為南北兩線供出。這些管道互相連通在廠區(qū)內形成一個大的熱水網(wǎng)，將熱網(wǎng)水送至市內各

44、用水地區(qū)。3.3 供熱規(guī)劃根據(jù)城市總體規(guī)劃和XX市供熱規(guī)劃，未來XX西南區(qū)域將增加供熱面積中期330萬平方米，該區(qū)域為XX三熱的供熱范圍。目前，在該區(qū)域內尚沒有其他熱源的情況下，XX三熱廠現(xiàn)有的供熱能力已無法滿足該區(qū)域新增熱負荷在冬季供熱尖峰時刻熱負荷的需求。因此，為滿足新增的供熱負荷需求，緩解XX三熱的供熱壓力，利用吸收式熱泵技術提取循環(huán)余熱提高供熱能力是十分有必要的。3.4 熱負荷3.4.1 建筑熱負荷指標城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范中采暖熱指標推薦值如表3.4-1所示：表3.4-1城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設計規(guī)范（CJ34-2010）采暖熱指標推薦值建筑物類型住宅居住區(qū)學校醫(yī)院旅館商店食堂影劇院大禮堂綜合辦公

45、托幼餐廳展覽館體育館未采取節(jié)能措施58-6460-6760-8065-8065-80115-14095-115115-165采取節(jié)能措施40-4545-5550-7055-7050-6055-70100-13080-105100-150注：1. 表中數(shù)值適用于我國東北、華北、西北區(qū)；2. 熱指標中已包括約5%的管網(wǎng)熱損失。根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設計規(guī)范（CJJ 34-2010）中各類建筑物采暖熱指標推薦值（表3.4-1）和XX地區(qū)工程建設地方標準民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）XX地區(qū)實施細則（第二階段），確定建筑物采暖熱指標值如下：（1）現(xiàn)狀建筑居住建筑采暖熱指標按6

46、0W/m2；公共建筑采暖熱指標按70W/m2。（2）規(guī)劃建筑居住建筑采暖熱指標按40W/m2；公共建筑采暖熱指標按50W/m2。綜上所述，確定本工程供熱區(qū)域內建筑綜合熱指標為50W/m2。4 方案綜合比選4.1方案總體描述（見原則性熱力系統(tǒng)圖）4.1.1低溫熱源提取從冷卻水回水干線引一條DN1600管線，38循環(huán)水送至熱泵蒸發(fā)器，提取熱能后，降至30.5直接回塔底匯水池。4.1.2高溫熱源制備南北線采暖DN1000回水管線分別引至熱泵站匯合后，經(jīng)熱水增壓泵升壓后，55送入熱泵加熱，升溫至74.7后，送回原加熱系統(tǒng)繼續(xù)加熱，達到供熱需求外輸。4.1.3驅動高端熱源驅動熱源為1號、2號汽輪機采暖抽

47、汽，分別引一條DN1000蒸汽管線，壓力為0.28MPa.A,分別送入三臺熱泵經(jīng)熱泵冷凝后，形成冷凝水，分別匯至疏水罐，經(jīng)疏水泵，分別送至2臺機組的6號低加凝結水出口管。4.2技術關鍵現(xiàn)有XX三熱依托原有熱網(wǎng)增加供暖負荷，常規(guī)的一級網(wǎng)溫度為50-110，利用熱泵供熱只能是做部分替代，即在由熱網(wǎng)決定的循環(huán)水流量下將回水先回熱泵供熱機組，升高一定溫度后，再去現(xiàn)有的熱網(wǎng)加熱器升高到110供給二級網(wǎng)。所以現(xiàn)有熱網(wǎng)流量在增加供熱面積后最大可調整至12800 m3/h，即流量已定的情況下，如何能提高熱泵的出水溫度成為了本項目的技術關鍵：只有提高熱泵出水溫度才能增加熱泵供熱機組的供熱負荷，進而增加余熱利用量

48、，增加更多的供熱面積。4.2.1 熱泵出水溫度吸收式熱泵最高出水溫度為98，合理出水溫度為80以下，在出水溫度80以下工況運行，COP值能達到1.7。熱泵出水溫度受蒸汽壓力和低溫余熱水溫度制約，熱泵出水溫度越高，要求蒸汽壓力和低溫余熱水溫度越高。4.2.2 蒸汽驅動源現(xiàn)XX三熱采暖抽汽壓力只有0.28MPa.A（絕壓），而吸收式熱泵一般蒸汽壓力合理范圍為0.2MPa-0.6MPa（表壓），蒸汽壓力已明顯低于合理范圍，將直接影響到熱泵的出水溫度，要提高熱泵的出水溫度只有提高冷卻循環(huán)水的溫度。4.2.3 乏汽冷卻循環(huán)水現(xiàn)有循環(huán)水系統(tǒng)的溫度為24-16，在蒸汽壓力0.28MPa.A的條件下，熱泵出水

49、溫度只能做到60左右，在熱網(wǎng)循環(huán)流量12800 m3/h，回水55的條件下，只能提取低溫余熱30MW，增供60萬平米，與近期增加240萬平米相去甚遠，這樣勢必要對原有循環(huán)水系統(tǒng)進行調整，提高循環(huán)水溫度，才能夠提高熱泵機組的出水溫度，進而更多的增加供熱面積。但是提高冷卻循環(huán)水溫度將造成汽輪機組冷凝器真空度下降，背壓升高，減少汽輪機組發(fā)電量。4.3方案路線針對上述實際工況，特別是蒸汽壓力較低，當循環(huán)水溫度提升到低于32，熱泵出水溫度較低；而當循環(huán)水溫度提升到高于38，將明顯影響到汽輪機組的運行。綜合考慮，提出對應循環(huán)水溫度提升至32、35、38的三種方案進行對比分析：方案一，226MW熱泵機組：提

50、取乏汽余熱89.96MW，對應循環(huán)水溫度32-24.5方案二，259MW熱泵機組：提取乏汽余熱104.84MW，對應循環(huán)水溫度35-27.5方案三，293MW熱泵機組：提取乏汽余熱120.75MW，對應循環(huán)水溫度38-30.54.4 方案對比分析上述三方案，在主要考慮限定蒸汽條件下，調整循環(huán)水系統(tǒng)溫度對熱泵出水溫度、機組背壓及發(fā)電量、煤耗、工程投資、經(jīng)濟性等方面的影響，進行對比分析：4.4.1 設計參數(shù)及影響發(fā)電對比通過對多家吸收式熱泵的技術對比，綜合現(xiàn)有裝機吸收式熱泵運行工況對比分析，結果如下：4.4-1設計參數(shù)對比表項目參數(shù)方案1方案2方案3循環(huán)水出水溫度（）24.527.530.5進水溫

51、度（）323538流量（t/h）103101201913844冷凝器乏汽溫度（）36.539.542.5背壓（kPa）6.187.248.43蒸汽熱泵驅動汽源壓力（MPa.a）0.260.260.26熱泵驅動汽源汽量（t/h）208.7236.11264.17熱水熱網(wǎng)水回水溫度（）555555熱網(wǎng)水熱泵出口溫度（）70.272.474.7熱網(wǎng)循環(huán)水量（t/h）128001280012800熱泵熱泵吸收熱量（MW）89.96104.84120.75熱泵供熱量（MW）226.27259.02293.4熱泵臺數(shù)666熱泵單機功率（MW）37.7143.1748.83熱泵COP值1.661.681.7

52、增供能力增供面積（萬m2）179.92209.68241.5由此，只有方案三能夠滿足近期增加240萬平米供熱面積的需求。方案一、方案二則差距較大。在上述參數(shù)下，綜合考慮XX三熱現(xiàn)有循環(huán)水運行工況及調整后的循環(huán)水工況，通過額定采暖抽汽狀態(tài)下的熱力參數(shù)及蒸汽的熱力特性確定了對汽輪機組發(fā)電的影響，具體如下：4.4-2 影響發(fā)電對比表項目方案1方案2方案3凝汽器出口循環(huán)水溫度（）323538現(xiàn)乏汽溫度（）36.539.542.5背壓（kPa）6.187.248.43凝汽器入口循環(huán)水溫度（）24.527.530.5原乏汽溫度（）323232原背壓（kpa）4.904.904.90增加供熱面積，標煤耗降低

53、（g/kwh）14.2716.4919.03熱泵系統(tǒng)耗電（kw）150315911695熱泵耗電，標煤耗升高（g/kwh）0.790.840.90背壓升高，標煤耗升高（g/kwh）1.701.952.15總降低標煤耗（g/kwh）11.7813.7015.98由此，循環(huán)水溫度由32到38，故方案三與方案一、方案二相比較，提高循環(huán)水溫度，帶來增加供熱能力的正面效益大于因背壓升高減少發(fā)電的負面影響。4.4.2 主體設施及投資對比在確定設計參數(shù)的條件下，對三方案主體設施進行了初步規(guī)劃及投資估算，具體如下：4.4-3 主體設施及投資表設備名稱參數(shù)及規(guī)格方案1（32）方案2（35）方案3（38）熱泵機組

54、總制熱量（MW）226.27259.02293.4臺數(shù) 666單臺制熱量（MW）37.7143.1748.9功率（KW）374555熱水增壓泵流量200020002000揚程202020功率132132132臺數(shù)888疏水泵（運二備二）流量126150162揚程180180200功率90110132臺數(shù)444變壓器總用電量（KW）150315911695臺數(shù)222單臺容量160016001600熱泵房尺寸84X21X890X21X8.496X21X9面積176418902016自控自控系統(tǒng)（套）111冷卻水管線規(guī)格122010142010162010長度（米）800800800熱水管線規(guī)格10

55、2010102010102010長度250250250蒸汽管線規(guī)格8201092010102010長度800800800投資估算（萬元）8896.79763.410864.634.4.3經(jīng)濟分析對比在確定了主體設備和投資的條件下，考慮到天氣溫度的變化對采暖熱負荷的影響，熱泵平均熱負荷系數(shù)為0.75。對三方案進行經(jīng)濟分析對比，具體如下：4.4-4 主要技術經(jīng)濟指標分析對比表分類項目方案1（32）方案2（35）方案3（38）支出熱泵站耗電量（KW）150315911695電費（萬元/采暖期）-231.6-245.1-266運行維護（萬元/采暖期）-98-107-120背壓升高多耗標煤（噸/采暖期）3986461051