浅析热电联产综合节能解决方案

发布时间:2018-10-06 11:01          

要:热电联产是能源转换效率最高的热源方式,热电联产证明了,在节能减排的大形势下,燃煤热电联产有特别好的能源转换效率,是节能减排最好的热源。那么如何提高热电联产自身的效率就成为了重中之重,本文通过对热电联产采用烟气余热回收技术、低温余热回收技术、吸收式大温差换热技术、集中供热全网平衡自动控制技术来实现为热电联产综合节能提供解决方案。

关键词:热电联产;综合节能;节能技术;解决方案

引言

热电联产节能一直是行业比较重视的问题,随着社会的发展,技术的进步,传统的、单一的节能方式已经不能满足行业发展的需要,基于此,本文提出采用多种技术并行的热电联产综合节能解决方案。工艺流程详见图1,下面对具体技术做简要阐述:

图1 热电联产综合节能解决方案工艺流程图

1 烟气余热回收技术

热电联产企业锅炉实际燃烧煤种和设计煤种存在偏差,另外投产时间较早设备陈旧,这就导致锅炉排烟温度升高,增加煤耗,降低了能源利用率。锅炉烟气余热回收技术采用集中式烟气余热回收站串联加装在锅炉尾部烟气系统中,其中站内包括分体—双路可调式热管换热器、加压泵、配电柜、PLC控制柜和控制操作台。

分体—双路可调式热管换热器包括上部和下部,上部为冷源工质侧,下部为烟气侧,在烟气侧与冷源工质侧之间设有蒸汽连通管和冷凝水回流连通管;在烟气侧,设有用于与增压风机连接的烟气侧入口、用于与脱硫塔连接的烟气侧出口、以及与分体—双路可调式热管换热器冷源工质侧配合连接的蒸汽连通管;在冷源工质侧,设有用于输入冷源工质的冷源工质侧入口、用于输出冷源工质的冷源工质侧出口、以及冷源工质侧出入口之间的旁通管路,在所述旁通管路上,设有调节阀;同时设有与分体—双路可调式热管换热器烟气侧配合连接的冷凝水回流连通管,在所述冷凝水回流连通管上,设有调节阀。

该技术能够应用于汽机回热系统、除盐水系统、供热系统、空气预热系统以及生活用水加热系统等。

2 低温余热回收技术

该技术主要采用吸收式热泵,它以蒸汽、废热水为驱动热源,把低温热源的热量提高到中、高温,从而提高了能源的品质和利用效率。吸收式热泵技术,是工业余热利用领域,实现能源梯级利用的主要技术手段。

吸收式热泵原理,以汽轮机抽汽为驱动能源Q1,产生制冷效应,回收余热Q2,加热热水。得到的有用热量为消耗的蒸汽热量与回收余热量之和Q1+Q2。

吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、热交换器、屏蔽泵和其他附件等。它以蒸汽为驱动热源,在发生器内释放热量Qg,加热溴化锂稀溶液并产生冷剂蒸汽。冷剂蒸汽进入冷凝器,释放冷凝热Qc加热流经冷凝器传热管内的热水,自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器传热管表面,吸收流经传热管内低温热源水的热量Qe,使热源水温度降低后流出机组,冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽,进入吸收器。被发生器浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋,吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽,并放出吸收热Qa,加热流经吸收器传热管的热水。热水流经吸收器、冷凝器升温后,输送给热用户。

3 吸收式大温差换热技术

该技术利用第一类吸收式热泵技术,以一端的大温差传热为吸收式热泵提供驱动力,实现局部由低温向高温的换热,由此形成了吸收式换热概念,并在此基础上构建了吸收式换热机组。吸收式换热突破了传统的“由高温向低温换热”的思维,也打破了以往吸收式制冷机仅用于制冷或制热的局限。吸收式换热理论适用于热能工程中各种存在能级不匹配的大温差换热过程,可降低这些环节的不可逆损失。通过吸收式换热,降低集中供热系统一次管网回水温度,一方面可大幅提高热力管网的输送能力、热力站供热能力,降低管网的建设投资,节约输送泵电耗;另一方面可为低品位余热回收提供有利条件,进而大幅提高系统的能源效率。机组由热水型吸收式热泵和水-水板式热交换器以及连接管路组成。机组内板式换热器可以在吸收型溴化锂故障时独立控制、运行,使用时其换热量不低于机组设计供热量的70%。

4 集中供热全网平衡自动控制技术

该技术以各换热站二次网供回水平均温度彼此一致为热网的调节目标,对各换热站供水阀进行调节,可以保证各换热站间的均匀供热,避免由于冷热不均,为了保证偏冷用户达到要求而造成过热用户的浪费。因此是保证供热要求条件下的最节能的调节方式,也是可以使热电联产企业获得最大经济效益的调节方式。

该技术一般不会导致系统振荡。由于各换热站所承担的供热面积不会经常改变,并且各建筑物的负荷主要由外温所决定,因此随外温变化各换热站的热负荷同步升高或降低,各换热站间热负荷之比基本不变。因此,在热源优先调节的情况下,系统一旦调节均匀,就基本能够保持,不需要随温度变化进行调节,因此阀门调节的频繁程度较前述方式都要小的多,这样,系统可以长期稳定运行。随着外温的变化,为保证供热效果,热源需统一进行调节,这时可以随外温降低而升高供水温度,也可提高总的循环流量。无论采用哪种方式,都是全面地升高或降低各换热站的采暖效果,不会改变其均匀性。只有当个别换热站二次管网发生变化,新增添或关闭一些用户,庭院管网做某种调节和转换等,才需要对相应换热站及相邻几个换热站的供水阀进行调节。该技术可将热网的调节与热源的调节分为两个独立环节分别单独进行,相互之间基本互不干扰。

结语

热电联产企业作为一次能源消耗大户,其节能降耗工作对国家一次能源利用战略和“十三五”节能减排目标的实现有着重大影响。热电联产综合节能解决方案广泛推广实施后,必将极大辅助行业的快速发展,对切实推进城市集中供热、节能减排、保护环境等有着深远的现实意义,并将大幅度提高城市居民供热的舒适性、可靠性及安全性。

   本项目荣获2016中国沈阳海智创新创业大赛银奖、第二届“中国创翼”青年创业创新大赛辽宁省决赛“创翼之星”荣誉称号、第五届中国创新创业大赛(辽宁赛区)暨第四届辽宁创新创业大赛行业赛团队组三等奖。

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