解析热泵技术在热电厂的节能应用

摘要：当前，热泵技术已经开始在热电厂的节能应用中发挥重要的作用。本文热电厂中热泵技术的节能应用进行分析和阐述。

关键词：热泵技术；热电厂节能应用

中图分类号：U641.5文献标识码：A

一、热泵的节能与环保意义

（一）热泵的节能意义

所谓热泵其实就是指在某一种高品位能进行驱动，从而使能力从低品位人员逐渐向高品位人员进行流动的一种装置。从节能方面进行分析，热泵空调和普通空调相比较，存在的差异主要表现为：普通空调所消耗的能量主要通过高品位能进行相应的提供。而热泵空调所消耗的能力则是通过空气、土壤以及水源等低品位热源能量进行提供，但是在低品位热源中的能量是不能主动流向热泵系统的，这样的话，就需要对少量的高品位能进行消耗，使低品位能逐渐向高品位能进行转换，从而达到制热或者制冷的效果。通过这样的做法，可以充分地利用低品位热源中的能力，最终实现相应的节能效果。

（二）热泵的环保效益

从环保方面着手进行分析，热泵能够对无污染、环保的低位能源进行合理地运用，不仅可以使矿物燃料得到有效地节省，而且也将矿物燃料在燃烧过程中所产生的CO2、SO2、NO2等有害物质不断降低，这样的话，生态环境也不会遭受到过于严重的影响和损害。电动热泵和燃油锅炉相比较，在提供同样热量给用户的时候，CO2的排放量可以降低68个百分点，SO2排放量可以降低93个百分点，NO2排放量可以降低73个百分点，这样一来，不仅可以使大气污染有所减少，而且针对城市的热岛现象也可以有所缓解。因为热泵能够在一定程度上有效地控制CO2、SO2、NO2的排放量，所以，现在已经有越来越多的国家将热泵技术作为发展的主要源泉之一。

二、热泵设计条件

（一）设计计算

针对天气条件，如果是在冬季，循环水不能达到很好的温度，这样的话，热泵的经济性得不到保障，当热电厂本身设备的利用小时比较低的时候，它的吸收式热泵的合理年运行时间为5000h/a。将300t/h除盐水到25℃的时候，划分为两级，提升到80℃，预热除盐水需要Q=4.1868MJ/（t·℃）×300t×55℃/3600s=19.2MW得出最大尖峰负荷值，小于循环水经济温降下可以将热功率提供出来。

（二）设计目的

通过热泵余热回收技术，将电厂循环冷却水的低品位余热进行回收，这样的话，可以使进除氧器前的除盐水补水的温度得以提升，也就是从25℃提升到80℃，通过这种程度的提升，使除氧器抽气加热的蒸汽消耗量得到有效地减少，这样一来，节省下来的蒸汽可以在发电或者对外供送上发挥作用。在使用热泵余热回收技术以后，冷却循环水流量会有明显地减少，这样的话，冷却循环水泵的运行费用和冷却塔的漂水损失就会有所下降，与此同时，温度较低的除盐水补水会减少进入温度较高的除氧器中的次数，也能够使较高品位蒸汽加热所带来的火用降低损失，从而使循环的整体热效率得到有效地提升。

三、预热方案设计

（一）热泵技术设计思路

在采用热泵余热回收系统预热之后，热电厂冷除盐水以及循环水流程为：用电厂0.3MPa~0.8MPa的饱和蒸汽作为余热回收机组驱动的主要热源，在夏季的时候为35℃到40℃、冬季的时候循环水温度不低于30℃，在这种情况下将热量提取出来，将从水处理车间出来的25℃除盐水加热到80℃，然后在进入除氧器中。

（二）运行效益分析

如果节省蒸汽是11.63t/h，年运行5000h，大约有58150t的蒸汽被节约下来。机组所需的0.3MPa~0.8MPa饱和蒸汽的焓值定为3019kJ/kg，而2300kJ/kg则是其凝结潜热所得出的值。蒸汽煤节省下来的成本为121元/t。

1、产生的效益——节省蒸汽将热值作为依据，将其换算成效益则是11.63×5000×121=703 万元。

2、投资经济分析

热泵余热回收技改方案的实施，可以使原本排放到环境中的低温余热得到有效地回收，而且可以将其运用到除盐水的预热过程中，这样的话，蒸汽可以被节约11.63t/h。这个项目改造大约有2000万元的投资数额，每年节能净收益为352万元，静态投资回收期为5.7a。在这里比较重要的是，能源价格一直以来都呈现上升趋势，而这个项目的收益也会随之呈现增加的趋势。

3、环保效益分析

在国家能源统计数据的基础上，每有1kw·h电被节约下来，标准煤就会被节约0.4kg，与此同时，也会减少CO20.997kg的排放量、SO20.03kg的排放量、0.015kg的氮氧化物、0.272kg的碳粉尘排放量。

1kw·h电就等于4.3kg的蒸汽，1kw·h电就等于860kcal。这个项目一年大约就会节省出58150t的蒸汽量，折合每一年节省的电为：58 150×1 000/4.3=1.35×107kw·h。在实施本项目以后，每一年就会节约5400t的标煤量，可以少排放13460tCO2，405tSO2，3672t粉尘。

四、结语

当前，国家对于节能减排技术是比较倡导的，而在其中占有重要地位的则是余热回收技术。而在余热回收技术中，也包含着热泵技术，这种技术在热电厂中也得到了较为广泛地应用，并且取得了一定的成就，同时也获得了较明显的经济效益；除此之外，在减排方面也体现出更多的社会效益，也获得比较好的推广成效。

参考资料：

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