利用吸收式热泵回收可再生能源供暖项目技术方案.docx

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利用吸收式热泵回收可再生能源供暖项目技术方案

利用吸收式热泵回收可再生能源供暖项目技术方案

长春宇光高新热电分公司

利用吸收式热泵回收可再生能源

供暖项目

技术方案

同方节能工程技术有限公司

2014年07月

总述

热电厂发电的热力过程一般遵循着蒸汽的朗特循环和再热朗特循环，发电效率为35%~43%。

根据热力学第二定律，此过程中存在着大量的冷端损失，乏汽（空冷机组）和循环水余热（水冷机组）。

将这些冷端损失通过吸收式热泵系统重新回收到供热系统中，将热网回水预热，将节省大量蒸汽，创造可观的经济效益。

吉林省宇光能源股份有限公司高新热电分公司（以下简称宇光高新热电）宇光高新热电原有2×12MW抽凝式汽轮发电机组、1×12MW抽背式汽轮发电机组和2×25MW抽背式高温高压汽轮发电机组，以及4×75t/h循环流化床锅炉、1×75t/h循环流化床锅炉和2×230t/h高温高压循环流化床锅炉，形成“五机七炉），供热面积达500万平方米。

2013年又扩建168MW热水锅炉，供热面积在2013年末达到700万平米。

宇光高新热电的2×12MW抽凝式汽轮发电机组和1×12MW抽背式汽轮发电机组利用其额定抽汽压力为0.294MPa.a、温度167℃通过热网加热器构成了1号、2号、4号民用供热管网；利用2×25MW抽背式高温高压汽轮发电机组的定抽汽压力为0.294MPa.a、温度167℃通过热网加热器构成了3号民用供热管网。

本方案是根据宇光高新热电蒸汽参数、余热参数和供热参数量身定做的。

利用2台16MW的吸收式热泵机组来对热网回水进行预热，机组采用29t/h、0.25MPa.a的饱和采暖抽汽作为驱动热源，折合18.8MW的热量。

回收24MW汽轮机组循环冷却水部分水量1618m3/h，温差7℃（23℃/16℃），折合热量为13.2MW，相当于节约采暖抽汽19.1t/h；二者合计32MW的热量，将2200m3/h的热网回水由60℃预热到73℃。

本项目实施后，热指标按50w/m2利用循环冷却水余热供热承担的供热面积为26.4万平方米。

通过技术创新为电厂实现节能增效的目的。

社会效益

本项目实施后，每采暖季可回收冷却循环水余热17.45万GJ，按照电厂目前90%的效率计算，回收这部分余热相当于节约6617吨标准煤，可减排相应的大气污染物和粉煤灰，具有良好的节能减排效益。

可减少CO2排放17337吨，减少粉尘排放72吨，减少CO排放9.3吨，减少SO2排放56.2吨，减少H2S排放3吨，减少NOX排放49吨。

减少冷却水塔飘逸损失，每个采暖期可节水39143吨。

项目收益

本项目静态初投资为2560万元，每采暖季可实现利润347.78万元，投资回收期为7.4年，经济效益较好。

由于本工程是节能项目，还可享受国家特殊补贴政策，故投资回收期还可缩短。

此项目由同方节能工程技术有限公司投资，在合约期内实现双方共赢。

综上所述，根据宇光高新热电提供的技术资料和现场实地调研，结合多年技术成果和工程实践经验，通过对技术、经济、环境效益和风险等多方面分析和比较，我公司编制出“宇光高新热电利用吸收式热泵回收可再生能源实现供暖项目技术方案”，供公司各级领导和相关专家进行决策。

1概述

1.1项目概况

吉林省宇光能源股份有限公司前身是吉林省营城矿业有限责任公司，成立于2003年4月21日，2007年12月28日与吉林吉恩镍业股份有限公司再次重组，成为一家集煤、电、热一体化的能源公司。

公司于2008年9月27日整体变更为股份有限公司，注册资金15029万元，注册地址为九台市工农大街217号，总部办公地址设在吉林省长春市高新技术产业开发区佳园路2345号。

宇光能源是一个“产权清晰、权责分明、政企分开、管理科学”，具有现代企业制度特征的股份制企业。

公司设有股东会、董事会、监事会和公司经营团队，下设吉林省宇光营城矿业有限公司、吉林省宇光空港热电有限公司和吉林省宇光资源开发有限公司三个子公司；长春高新热电分公司、长春高新热力分公司两个分公司。

公司经营范围为煤炭开采、发电、供热和供热管道铺设及维修、粉煤灰销售、普通货运、机械加工等业务。

位于长春市高新区，系吉林省宇光能源股份有限公司下属企业，原为吉恩镍业长春高新热电厂，始建于2003年9月，2005年3月正式投产，配套2×12MW抽凝式汽轮发电机组，4×75t/h循环流化床锅炉，总装机容量24MW，年发电量1亿千瓦时，供热量58万吉焦。

2008年股份制改造后，更名为“吉林省宇光能源股份有限公司长春高新热电分公司”。

重组后公司投入近5500万元对设备进行了大修和改造。

2008、2009年先后扩建1×12MW抽背式汽轮发电机组和1×75t/h循环流化床锅炉。

2009年7月，随着一汽轿车股份有限公司生产规模扩大和居民采暖面积增加，进行三期增容扩建，扩建规模为2×25MW抽背式高温高压汽轮发电机组和2×230t/h高温高压循环流化床锅炉。

2010年10月20日投产，总投资3.7亿元。

宇光高新热电现有员工302人，技术人员63人。

自2005年投产两机两炉至2010年发展到五机七炉规模，总装机容量由24MW发展到86MW，锅炉蒸发量855t/h，年发电能力7.3亿千瓦时，供热能力2025万吉焦，主要承担一汽轿车股份有限公司生产用热及周边工业和居民用热，2013年供热量达370万吉焦，供热面积突破500万平方米。

2013年4月20日168MW全国最大热水锅炉扩建工程开始施工，于2013年11月26日正式投产，宇光高新热电供热面积突破700万平方米。

近年来，随着社会的日益发展与进步，国家对资源节约、环境保护、能源的综合利用等方面的要求逐步提高。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。

这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。

2006年8月，国务院发布了“关于加强节能工作的决定”，要求调动社会各方面力量进一步加强节能工作，加快建设节约型社会，实现“十一五”规划纲要提出的节能目标，促进经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道。

因此，宇光高新热电结合可利用的余热情况和集中供热需求，提出了回收凝汽器循环冷却水余热制取集中供热采暖热水，以求解决越来越突出的节能降耗矛盾，促进生产的可持续发展。

本项目将利用宇光高新热电现有厂区内的场地，采用基于吸收式热泵的循环水利用供热技术，回收两台12MW双抽供热机组部分循环水余热，以提高现有的供热能力和经济性。

因此本项目的实施不仅会使宇光高新热电节能减排目标责任的履行情况得到进一步的保证，更会对企业的可持续发展产生积极影响和促进作用。

1.2编制依据

1）依据国能电力[2012]25号文“国家能源局财政部关于开展燃煤电厂综合升级改造工作的通知。

”。

2）宇光高新热电提供的2013～2014年供热记录、热力系统图等资料。

3）《中华人民共和国环境保护法》。

4）《中华人民共和国大气污染防治法》。

5）《城市烟尘控制区管理办法》。

6）火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）和各专业设计技术规定。

7）《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010）。

8）《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T81-89）。

9）《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）吉林省实施细则》（DB22-164-1998）。

10）《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26-2010）。

11）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）。

1.3主要技术原则

1.3.1实施范围

本项目主要是余热利用综合系统的建设，其内容如下：

热泵机房建设包括厂房土建、设备安装、管道安装及配电自控系统安装等。

其中设备主要包括热泵主机、凝结水泵、余热水加压泵、热网水加压泵、减温加压器等。

管道安装包括热网水、余热水、热泵驱动蒸汽管道、凝结水管道等。

1.3.2报告编制技术原则

本报告的编制，从总体上体现了以下几个技术原则：

（1）认真总结国内电厂与工业领域的节能降耗的先进技术和工艺，做到技

术先进可靠、方案优化合理，保证长周期稳定、高效益运行。

（2）企业运营要遵守环境保护法，以期实现经济效益、环境效益和社会效

益的统一。

（3）充分利用电厂现有各种余热资源和设施以节省投资，提高经济效益。

具体来讲，主要贯彻原则如下：

（1）技术先进

（2）安全可靠

（3）经济合理

（4）节约能源

（5）节约资金

（6）余热利用

（7）保护环境

（8）运行稳定

2项目建设意义及建设必要性和条件

2.1项目建设重大意义

2.1.1我国节能减排现状

1）节能目标

能源是经济社会发展的物质基础，也是制约经济社会发展的资源因素。

本世纪前20年将是我国经济结构战略性调整的关键时期。

随着人口增加、工业化和城镇化进程加快，特别是重化工业和交通运输的快速发展，能源需求量将大幅度上升，经济发展面临的能源约束矛盾将更加突出。

同时，由于粗放型经济增长，我国资源利用效率低，浪费严重，节约潜力巨大。

因此，推动全社会大力节能降耗，提高能源利用效率，加快建设节约型社会，是转变经济增长方式，走新型工业化道路的客观要求；是缓解甚至解决资源约束矛盾，保障国家能源安全的现实选择；是改善环境质量，缓解环境压力的根本措施；是提高经济增长质量和效益，增强企业竞争力的重要途径。

要从战略和全局高度，充分认识节能降耗，建设资源节约型社会的重大意义，牢固树立和认真落实以人为本、全面协调可持续的科学发展观，促进人与自然和谐发展，为实现全面建设小康社会宏伟目标作出积极贡献。

到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%，比2005年的1.276吨标准煤下降32%；“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。

2015年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨，比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨分别下降8%；全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238.0万吨、2046.2万吨，比2010年的264.4万吨、2273.6万吨分别下降10%。

为了实现此目标国家制定了“十二五”节能减排综合性工作方案。

国家将实施节能重点工程，如实施锅炉窑炉改造、电机系统节能、能量系统优化、余热余压利用、节约替代石油、建筑节能、绿色照明等节能改造工程，以及节能技术产业化示范工程、节能产品惠民工程、合同能源管理推广工程和节能能力建设工程。

2）节能工作的指导思想

我国节能工作的指导思想是：

以科学发展观为指导，坚持节能优先的方针，以大幅度提高能源利用效率为核心，以转变增长方式、调整经济结构、加快技术进步为根本，以法治为保障，以提高终端用能效率为重点，健全法规，完善政策，深化改革，创新机制，强化宣传，加强管理，逐步改变生产方式和消费方式，形成企业和社会自觉节能的机制，加快建设节约型社会，以能源的有效利用促进经济社会的可持续发展。

要把节能减排作为调整经济结构、转变增长方式的突破口和重要抓手，作为宏观调控的重要目标，动员全社会力量，扎实做好节能降耗和污染减排工作，确保实现节能减排约束性指标，推动经济社会又好又快发展。

3）我国节能减排技术的研发和推广取得了长足进步

改革开放近30年来，中国的经济社会面貌发生了广泛而深刻的变化，与此同时，经济增长也付出了沉重的资源环境代价。

2006年中国国民生产总值仅占世界的5.5%，却消耗了世界50%左右的水泥、30%的钢铁、15%的能源。

水污染、空气污染、酸雨等环境污染现象严重，一些持久性有机污染物、重金属、辐射、电子垃圾等新的环境问题也在不断增多。

现在我们已经意识到，必须改变以大量消耗资源、破坏环境为代价的粗放型经济增长方式，实现可持续发展。

国务院相继召开一系列会议，研究部署节能减排工作。

中央经济工作会议提出，要把节能减排作为调整经济结构、转变增长方式的突破口和重要抓手，作为宏观调控的重点。

作为世界上人口最多的发展中国家，我们不可能照搬发达国家的能源消费模式和发展道路。

因此，必须开拓新的发展道路，探索合理的能源消费模式。

从能源消费和经济发展的关系来看，选择合理的社会经济结构，引导社会能源终端消费行为，在影响能源需求的作用上，和依靠科学技术进步提高能效同样重要。

必须强化对能源需求进行合理引导和管理。

要在科学研究和分析的基础上，经过多方论证达到共识，设立国家可持续能源需求总量和能源效率的社会控制目标，建立可持续的能源需求和能效变化预警指标体系，使能源消费总量控制目标和多层次多领域的能效技术和经济目标，成为落实全面、协调、可持续的科学发展观的具体内容。

随着科学发展观的贯彻落实，在政府的大力推动下我国节能减排技术的研发和推广取得了长足进步。

2.1.2节能减排工作的重要性和紧迫性

“十二五”以来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，各地区也相继作出了工作部署，加强了重点行业、重点企业和重点工程的节能工作，积极推进循环经济试点，加大重点流域和区域水污染防治力度，节能减排工作取得了积极进展。

1）节能减排面临形势严峻

目前，我国节能减排面临的形势仍然相当严峻。

去年，全国没有实现年初确定的节能降耗和污染减排的目标，加大了“十二五”后四年节能减排工作的难度。

全国人大五次会议上的《政府工作报告》中郑重提出：

“十二五”规划提出这两个约束性指标是一件十分严肃的事情，不能改变，必须坚定不移地去实现”。

近几年，我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了很大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，全国各地区对环境污染问题反映强烈。

这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。

不加快调整结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。

在这个问题上，我国没有任何别的选择，只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才是实现经济又好又快发展的正确道路。

进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。

温室气体排放引起的全球气候变化，备受国际社会广泛关注。

我国是以煤炭为主的能源生产大国和消费大国，减少污染排放，是我们应该承担的责任。

目前，我们国家已经把节能减排作为当前加强宏观调控的重点，作为调整经济结构、转变增长方式的突破口和重要抓手，作为贯彻科学发展观和构建和谐社会的重要举措，进一步增强紧迫感和责任感，下大力气、下真功夫，实现“十二五”规划确定的节能减排目标。

2）节能减排是每个企业的责任

国家已确定千家企业作为节能减排工作的重点，五年实现节能1亿吨标准煤，今年实现节能2000万吨。

各级政府都加大了对企业节能减排工作的检查和指导，今年要启动重点企业与国际国内同行业能耗先进水平对标活动，推动企业加大结构调整和技术改造力度，提高节能减排管理水平。

项目建设单位是国家重点玉米加工企业，是耗能较大的行业，实行节能减排建设是本企业的责任。

2.1.3节能减排工作措施

1）采用节能减排新技术

目前，我国已经实施节能减排科技专项行动，一批国家工程实验室和国家重点实验室，攻克一批节能减排关键和共性技术。

积极推动以企业为主体、产学研相结合的节能减排技术创新与成果转化体系建设，增强企业自主创新能力。

制定了有关政策措施，鼓励和支持企业进行节能减排的技术改造，采用节能环保新设备、新工艺、新技术。

2）加大节能减排的投入

政府引导、企业为主和社会参与的节能减排投入机制正在形成。

各级政府都加大了对节能减排投入，引导社会资金投资节能减排项目。

鼓励和引导金融机构加大对循环经济、环境保护及节能减排技术改造项目的信贷支持。

解决节能减排的资金问题，主要采用市场机制的办法，按照“谁污染、谁治理，谁投资、谁受益”的原则，促使企业开展污染治理、生态恢复和环境保护。

3）切实加强节能减排法制建设

我国正在加快完善节能减排法律法规体系，提高处罚标准，切实解决“违法成本低、守法成本高”的问题。

已经制定和执行主要高耗能产品能耗环保限额强制性国家标准。

加大节能减排执法力度。

中央和地方政府每年都开展了节能环保专项执法检查。

坚持有法必依、执法必严、违法必究，严厉查处各类违法行为。

4）强化节能减排监督管理

国家已建立和完善节能减排指标体系、监测体系和考核体系，确保统计数据真实。

各地方、各部门、各单位在都认真开展资源使用、污染排放情况的检查，找出存在问题和薄弱环节，认真整改，建立健全并严格执行各项规章制度。

5）加强领导，狠抓落实

节能减排既是一项现实紧迫的工作，又是一项长期艰巨的任务。

实现节能减排的目标任务和政策措施，关键在于加强领导，狠抓落实。

6）加快节能减排新技术的研发

近年来，发达国家节能减排新技术和新产品不断涌现，能源使用效率大幅提高，给他们带来了巨大的经济效益和社会效益。

长期以来我国主要通过关闭和转移能耗大、污染严重的工业企业来实现资源节约和保护环境的目标，带来的后果是减少了污染、降低了能耗，但经济和社会的发展受到了制约，影响了经济、社会的协调和可持续发展，加快节能减排新技术的研发和推广是我国在经济较快增长的同时实现节能环保目标的主要解决之道。

降低了污染、降低了能耗，但经济和社会的发展受到了制约，影响了经济、社会的协调和可持续发展，加快节能减排新技术的研发和推广是我国在经济较快增长的同时实现节能环保目标的必由之路。

2.2项目建设必要性

2.2.1项目背景

1）社会背景

近年来，随着社会的日益发展与进步，国家对资源节约、环境保护、能源的综合利用等方面的要求逐步提高。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。

这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。

2006年8月国务院发布了“关于加强节能工作的决定”，要求调动社会各方面力量进一步加强节能工作，加快建设节约型社会，实现“十一五”规划纲要提出的节能目标，促进经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道。

2）循环水冷却水吸收式热泵供热系统

近年来，我国能源政策、环境保护政策、建筑节能政策、城市能源结构的改变，大规模推行集中供热与工业余热回收等因素促进我国吸收式热泵技术的快速发展，吸收式热泵技术已经成为国内建筑节能及暖通空调界热门研究课题，吸收式热泵回收低位（温）余热供热作为一种新型的供热趋势，技术已经非常成熟，吸收式热泵技术已经步入市场化、产业化发展的轨道。

火力发电厂在纯凝工况下的能源利用率通常低于40%，而在有抽汽供热的情况下能源综合利用率也不到60%，在损失的能量中，由低温循环水所带走的能量约占电厂总耗能的30%以上，如何充分高效的利用这部分能量将会对社会、环境、电厂带来巨大的利益。

有效回收循环水余热资源，相当于在不增加热电厂装机容量和不增加当地大气污染物排放的情况下新增供热面积，是一种新型城市集中供热趋势。

采用热泵技术吸收循环冷却水中的热量进行集中供热，能同时解决能源浪费和环境污染问题。

另外，循环冷却水中的温度和流量都较稳定，有利于热泵系统的安全稳定运行，并节省大量因蒸发而损失的循环冷却水。

3）国家节能减排政策

国务院在2011年8月31日以国发[2011]26号文件发布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中明确提出“加快节能减排技术推广中重点推广吸收式热泵供暖”。

4）“节能减排”形势下，企业解决能源需求问题的动力：

①技术经济动力：

采用新技术，降低运行成本，提高效益。

②资金动力：

财政部、国家发展改革委关于印发《节能技术改造财政奖励资金管理办法》的通知：

东部地区节能技术改造项目根据项目完工后实现的年节能量按240元/吨标准煤给予一次性奖励，中西部地区按300元/吨标准煤给予一次性奖励。

还有地方政府提供的各类节能补贴。

因此，宇光高新热电结合可利用余热情况和集中供热的需求，提出了回收生产过程中的循环冷却水余热制取集中供热采暖热水，以求解决越来越突出的节能降耗矛盾，促进企业的可持续发展。

2.2.2实施的必要性

1）项目建设是节能增产的需要

本方案能够利用余热为热网提供热量，增加供热面积。

减少采暖蒸汽耗量，增加工业蒸汽量，实现提高产量的目标。

2）项目建设是节能减排的需要

随着不可再生能源的日益消耗，国家的能源形势越来越严峻，开发利用新能源和各种节能技术是缓解能源危机的主要方式。

热泵技术以其低投入、高产出的优越性能得到了广泛的认可和应用。

热泵系统与燃煤供热锅炉比不仅可以节约大量能源，无大气污染物排放，有效降低区域环境污染，而且还可以降低冷却水的蒸发量，节省宝贵的水资源，并减少向环境排放的热量和水汽，具有非常显著的经济、社会与环境效益。

综上所述，本项目的建设可有效汽轮机在发电过程中的冷端损失—循环冷却水中的热量并加以利用，提高经济效益同时满足国家节能减排的新能源政策，同时也增加的生产用汽和减少了大气污染物排放，为供热区域内城市的环境做出贡献，贯彻了可持续发展的宗旨。

3供热现状

3.1现有供热情况

宇光高新热电原有2×12MW抽凝式汽轮发电机组、1×12MW抽背式汽轮发电机组和2×25MW抽背式高温高压汽轮发电机组，以及4×75t/h循环流化床锅炉、1×75t/h循环流化床锅炉和2×230t/h高温高压循环流化床锅炉，形成“五机七炉），供热面积达500万平方米。

2013年又扩建168MW热水锅炉，供热面积在2013年末达到700万平米。

宇光高新热电的2×12MW抽凝式汽轮发电机组和1×12MW抽背式汽轮发电机组利用其额定抽汽压力为0.294MPa.a、温度167℃通过1#、2#、3#热网加热器与中压抽汽0.981MPa.a、温度270℃通过4#、5#热网加热器构成了1号、2号、4号民用供热管网；利用2×25MW抽背式高温高压汽轮发电机组的定抽汽压力为0.294MPa.a、温度167℃通过12#、13#、14#热网加热器构成了3号民用供热管网。

3.2电厂现状

3.2.1双抽汽凝汽式汽轮机参数

表3.2CC12—4.9∕0.981∕0.294双抽汽凝汽式汽轮机主要技术参数

序号

项目

单位

数值

1

型式

双抽汽凝汽式汽轮机组

2

型号

CC12—4.9∕0.981∕0.294

3

额定进汽压力

MPa

4.9

4

额定进汽温度

℃

435

5

额定蒸汽流量

t/h

97

6

中压抽汽压力

MPa

1.27/0.981/0.784

7

额定抽汽量

t/h

30

8

最大抽汽量

t/h

50

9

额定抽汽温度

℃

270

10

低压抽汽压力

MPa

0.392/0.294/0.196

11

额定抽汽量

t/h

40

12

最大抽汽量

t/h

50

13

额定抽汽温度

℃

167

14

额定排汽压力

KPa

4.9

15

排汽量

t/h

25

3.2.1热网系统

宇光高新热电厂内民用供热管网主要分为1号、2号、3号、4号管网。

1号、2号、4号管网主要是由5台热网加热器、5台热网循环水泵、加热器疏水泵、补水泵等设备组成，供热方式是热网首站采用一级加热，供热初末期实际运行温度80/60℃，流量2200m3/h，严寒季实际运行温