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降低机组冷源热损失在电厂中的应用研究

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项目概况

随着我国城市的快速发展,冬季集中供热面积不断扩大,同时由于风电、水电和光伏等新能源发电占比日趋增加,造成热电联产机组电负荷和热负荷不匹配的矛盾问题日益突出,如何挖掘潜力提高供热能力是热电厂面临亟待解决的问题。

在电力生产中循环冷却水携带的大量低位热能,在实际生产中很难直接再利用,往往通过冷却塔直接排放到空气中,造成了环境热污染和能源浪费。目前降低机组冷源热损失的主要方案为汽轮机低真空运行、热泵、光轴改造、切缸改造等。改造方案的联合应用对提高电厂安全性、经济性日趋重要。结合本厂的改造方案,分析了降低冷源热损失创新应用对集中供热系统进行节能改造的必要性和可行性,提出了利用汽轮机抽汽驱动压缩式热泵回收电厂循环水废热和切缸改造联合应用来实现集中供热方案,通过电厂的实际应用证明该方案具有环保、节能、灵活等多重功效,取得良好的经济效益和社会效益,为热电厂供热灵活性改造提供了一种思路。

公司通过自主创新成为国内首家完成利用压缩式热泵回收循环水余热、低压缸切缸改造于一体的供热火电项目;国内、外双伸轴蒸汽轮机驱动大型离心式热泵技术在电厂中的应用尚属首次,具有示范性。自主调试、创新运用切缸技术完成#1机组350MW超临界供热机组改造工作。

双伸轴蒸汽轮机驱动大型离心式热泵机组的技术属于国际领先水平,单台热泵制热量可达30.24MW,单台热泵回收循环水余热可达24.94 MW,热泵机组的COP值为5.144,是目前世界最大压缩式热泵机组。

以电定热,优化调峰。#1机组全工况投入切缸运行方式,C网加满足丰南供热需求的同时,A、B网加带市热力与韩城供热管网的基本负荷,调整负荷由#2机组热网来承担。采用这种调整方式,自供暖初期#1机组可以投入切缸运行方式,将切缸时间由66天(可研天数)提升至80天,年收益可增加390.18万元,实现机组发电、供热盈利最大化方式运行。

改造项目实施后供暖期年增加供热量138.96万GJ,实现供暖1240t/h,供热面积由1500万㎡增至2000万㎡,供电煤耗同比下降38g/kwh。

年节约标煤4.944万吨,每年可减排SO2 593 吨、NOx 383 吨,每年可减排温室气体CO2 10.28万 吨。

通过降低机组冷源热损失创新改造,节约投资2100万元,且年增加收益3870.542万元。极大提升公司经营业绩。