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电厂热泵余热利用工程的技术经济性分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-05-11  浏览次数:255
随着经济发展及工业化的加快,环境污染问题越发突出。目前我国电力行业已涌现出不少新型能源利用技术来实现节能减排,热泵余热回收技术便是其中之一。火电厂通过循环水及排气乏热被带走的热量约占总能量的30%。热泵技术凭借其适用范围广、对主机影响小、总体改造难度小、大幅降低机组煤耗等优点,成为当下最适宜电厂运用的低温余热回收技术。
 
1、热泵技术
 
热泵以高品位能为驱动力,从低温热源中获取能量用以供热,实现低品位能的提取利用,该技术能提高电厂能源利用率并减少环境污染。下面简要介绍几种电厂余热利用系统中常见的热泵。
 
(1)蒸汽型吸收式热泵
 
它是在高温热源驱动下,提取低温热源的热能,输出中温的工艺或采暖热水的一种技术。
 
(2)直燃型吸收式热泵
 
以天然气为燃料,在直燃机内燃烧产生的火焰和烟气作为驱动热源,回收机组的循环水余热用于供热。
 
(3)电压缩式热泵
 
以电能作为驱动,通过工质不断蒸发、压缩、冷凝、节流、再蒸发等热力过程不断把循环水中的余热转移到热网供水中。
 
实际工程中,通过新建热泵厂房,新增循环水、蒸汽及热网水管道,用合适的热源来驱动热泵,将循环水中的余热提取出来加热热网水而使供水温度提高并用以供热。
 
2、三个典型方案技术经济比较
 
现以某燃气电厂余热回收工程为例,比较当采用上述三种不同型式的热泵时,各方案的经济性。节约的燃料费可作为收入处理。
 
直燃型吸收式热泵方案,投资估算约6000万。需消耗大量天然气来驱动热泵,经计算运行成本约2440万。同时节约的天然量大大减少,由此带来的收益仅667万。投资收益比为667/6000=11.12%。
 
电压缩式热泵的方案,总投资估算约为5650万元。电驱动方式增加了厂用电率,产生约1427万元的运行成本。收益约为1235万元,投资收益比为1235/5650=21.86%。
 
蒸汽型吸收式热泵方案收益良好且运行维护费用低。经计算,该方案投资估算约5700万元,收益为1533万元,运行成本约624万元,投资收益比为1533/5700=26.89%。
 
可见,在相同设计条件下,三个方案投资差异不大。直燃型吸收式热泵的运行成本最高,投资收益率最低,在经济上是不可行的,首先排除。蒸汽型吸收式热泵和电压缩式热泵各项指标接近,需进一步进行财务评价,经比较,吸收式热泵方案的内部收益率和净现值都比压缩式方案高,而投资回收期较短,因此该方案是最优的。这样便成功选出了一个最经济可行的方案。
 
3、结论
 
利用热泵回收电厂循环水余热,具有良好的经济环境效益。设计时应结合具体工程的特点,从工程投资估算和财务评价两个方面对项目进行定量分析,合理的选择方案。相关设备、材料价格,工程施工难度,费率等的选取都应参照工程所在地的实际情况以及相关规范来确定,确保数据来源的可靠性。通过技术经济的方法来比选方案,可使方案选择更加科学、可靠,具有重大的指导作用。
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