降低供熱回水溫度及回收城市廢熱的節(jié)能供熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于提高能源利用效率領(lǐng)域，涉及一種降低熱電聯(lián)產(chǎn)供暖一次管網(wǎng)回水溫度、回收城市廢熱與大幅擴(kuò)大供熱規(guī)模的節(jié)能供熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前熱電聯(lián)產(chǎn)雖然實(shí)現(xiàn)了能源的階梯利用，但還屬于傳統(tǒng)供熱方式，供熱效率低，能源浪費(fèi)大。目前傳統(tǒng)供熱方式存在的問題主要有:
[0003]1、熱電廠冷卻塔散發(fā)的廢熱是一個城市最大最集中的廢熱資源，被稱為“城市廢熱能源孤島”，熱量不能被輸送出去，而且冷卻塔廢熱品位低，不能被利用。
[0004]2、熱電廠冷卻塔散失的熱量占總煤耗的20% -30%。
[0005]3、熱電廠冷卻塔排廢熱需蒸發(fā)大量的水資源，對缺水的北方來講形勢更為嚴(yán)峻。
[0006]4、傳統(tǒng)供暖方式一次管網(wǎng)供水溫度110°C，回水溫度70°C，供回水溫差小。
[0007]5、供暖一次管網(wǎng)供回水溫差小導(dǎo)致循環(huán)泵能耗大，輸送效率低。
[0008]6、傳統(tǒng)供暖方式一次管網(wǎng)回水溫度70°C，直接與汽輪機(jī)抽出的高溫蒸汽換熱升溫到110°C，需蒸汽量非常大，導(dǎo)致發(fā)電量減少。
[0009]7、傳統(tǒng)供暖方式一次管網(wǎng)供水溫度110°C，回水溫度70°C，供回水管路溫度與大地溫度相差較大，供水有熱損失，回水也有熱損失。
[0010]8、由于供暖一次管網(wǎng)回水溫度為70°C，電廠冷卻塔的廢熱無法加進(jìn)去，導(dǎo)致大量廢熱白白浪費(fèi)掉。
[0011]9、現(xiàn)有供熱管網(wǎng)輸送能力有限，難以滿足要求，若要擴(kuò)大供熱管網(wǎng)，則投入巨大且需要破路施工，在城市核心區(qū)域受到嚴(yán)格限制。
[0012]10、目前的熱電聯(lián)產(chǎn)普遍存在其他獨(dú)立的燃煤或燃?xì)獾腻仩t房，將燃料(煤、油、天然氣等)直接燃燒供熱，只利用了能源的量，顯然是對高品位能源的浪費(fèi)(火用降火無升)，燃料直接燃燒等于浪費(fèi)掉一半的能量。我國燃?xì)庾越o率不足，需要大量進(jìn)口，直接燃燒是對能源的浪費(fèi)利用。
[0013]11、獨(dú)立鍋爐房的運(yùn)行安全可靠性低，若其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則會影響整個供熱系統(tǒng)。
[0014]12、城市中廢熱資源廣泛，如工廠廢熱、溫泉廢水等，且成點(diǎn)狀分布，都沒有被回收利用。
[0015]基于這些問題，我公司2006年獲得了專利號為ZL200610099043.5的專利技術(shù)，采用吸收式熱泵機(jī)組與蒸汽換熱器結(jié)合的供熱方法，該系統(tǒng)不改變現(xiàn)有熱電廠裝機(jī)容量和提供的蒸汽量，而提高了其供熱能力，且增加的供熱能力相當(dāng)于不消耗蒸汽的熱量。2013年獲得的專利號為 CN201320789714.6、CN201320800981.9、CN201320800984.2 的實(shí)用新型專利，通過引入吸收式換熱機(jī)組，多次對熱源進(jìn)行以動力源和換熱使用，提高了蒸汽熱源的利用效率，更好的為用戶供熱；引入蒸汽雙效吸收式熱泵、蒸汽單效吸收式熱泵、蒸汽大溫差吸收式熱泵、汽水換熱器逐級回收低品位的熱量，有效的利用了汽輪機(jī)中的乏汽，提高了能源利用效率。這些專利技術(shù)，已解決了冷卻塔廢熱浪費(fèi)，供暖一次網(wǎng)供回水溫差小的問題。但還存在供暖一次管網(wǎng)供回水溫差、供熱面積仍可大幅提高等問題，本技術(shù)采用多級換熱器、多級吸收式熱泵和壓縮式制冷機(jī)聯(lián)合應(yīng)用將供暖一次管網(wǎng)供回水溫差繼續(xù)拉大，充分回收凝汽器余熱，將燃料燃燒浪費(fèi)掉熱量的質(zhì)與冷卻塔浪費(fèi)熱量的量有效結(jié)合，產(chǎn)生既有質(zhì)又有量的適合于供暖的有效熱能，擴(kuò)大供熱面積，提高供熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]針對電廠冷卻塔廢熱由于品位低不能被充分利用、燃料(煤、油、天然氣等)直接燃燒供熱浪費(fèi)了熱量的質(zhì)(火用)、供暖一次管網(wǎng)供回水溫差小、循環(huán)泵能耗大、輸送效率低、回水管路熱損失、現(xiàn)有供熱管網(wǎng)輸送能力有限等問題，本發(fā)明提供了一種將供暖一次管網(wǎng)回水溫度降至2°C以下、回收城市廢熱與大幅擴(kuò)大供熱規(guī)模的節(jié)能供熱系統(tǒng)。
[0017]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0018]包括熱電廠抽汽供熱系統(tǒng)、熱電廠凝汽器冷卻水系統(tǒng)、小區(qū)供熱站熱泵系統(tǒng)、供暖一次管網(wǎng)、供暖二次管網(wǎng)、城市廢熱回收系統(tǒng)，
[0019]小區(qū)供熱站側(cè)供暖一次管網(wǎng)供水通過換熱器與供暖二次管網(wǎng)進(jìn)行換熱后，在供暖一次管網(wǎng)的回程中設(shè)置兩級吸收式熱泵和壓縮式制冷機(jī)，將供暖一次管網(wǎng)回水溫度降低到2°C以下；再設(shè)置熱量回收裝置回收沿程的工業(yè)余熱等城市廢熱，將供暖一次管網(wǎng)回水溫度提升，然后再設(shè)置第三級吸收式熱泵和壓縮式制冷機(jī)，將供暖一次管網(wǎng)回水溫度降低到2°C以下；此過程系統(tǒng)中各級吸收式熱泵的驅(qū)動熱源為高品質(zhì)熱能(燃?xì)狻⑷加?、蒸汽、熱水?，各級吸收式熱泵的制熱端給供暖二次管網(wǎng)的回水進(jìn)行加熱，第一級吸收式熱泵的低溫?zé)嵩词枪┡淮喂芫W(wǎng)回水，第二級和第三級吸收式熱泵的低溫?zé)嵩从蓧嚎s式制冷機(jī)的冷凝器端提供，壓縮式制冷機(jī)蒸發(fā)器的低溫?zé)嵩礊楣┡淮喂芫W(wǎng)回水，從最末級壓縮式制冷機(jī)蒸發(fā)器排出的供暖一次管網(wǎng)回水返回?zé)犭姀S；
[0020]供暖一次管網(wǎng)回水在熱電廠通過換熱器與熱電廠凝汽器冷卻水換熱，回收熱電廠余熱，再通過蒸汽型吸收式熱泵將溫度提升，之后通過汽-水換熱器與熱電廠汽輪機(jī)抽汽進(jìn)行換熱，得到常規(guī)供熱方式的110°c供暖一次管網(wǎng)供水；其中供暖一次管網(wǎng)回水溫度提升過程中蒸汽型吸收式熱泵的驅(qū)動熱源為汽輪機(jī)抽出的高溫蒸汽，低溫?zé)嵩礊闊犭姀S凝汽器冷卻水。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1、能夠以最小的代價(jià)最大限度地回收凝汽器余熱，提高能源利用率；
[0023]2、供暖一次管網(wǎng)供回水溫差增大，降低了一次管網(wǎng)循環(huán)水流量，減少了循環(huán)泵的能耗；
[0024]3、壓縮式制冷機(jī)輸出的溫度很低，實(shí)際上在商場改造過程中，可以直接利用商場中原有的制冷機(jī)而不必另外投資購置熱泵，既可以節(jié)省投資成本，又可以節(jié)省場地，避免機(jī)器閑置；
[0025]4、壓縮式制冷機(jī)可以將供暖一次管網(wǎng)中吸收式熱泵提取不了的25°C的熱源再次提熱，將供熱溫差繼續(xù)拉大，提高供熱效率；
[0026]5、本系統(tǒng)中的壓縮式制冷機(jī)將25°C的回水降溫至2°C以下，冷凝器側(cè)將25°C的水提升至30°C，只提升5°C溫差，COP值可達(dá)8?9，降低電能消耗；
[0027]6、采用該系統(tǒng)的供暖一次管網(wǎng)回水為2°C以下，低于大地溫度，沿程不會產(chǎn)生熱損失;
[0028]7、因?yàn)楣┡淮喂芫W(wǎng)回水為2°C以下，沿程的很多點(diǎn)狀分布的廢熱都可以加進(jìn)來，建立廢熱能源回收網(wǎng)。低于2°C的供暖一次管網(wǎng)回水升溫所吸收的熱量是原本在冷卻塔中散失的熱量(凝汽器冷卻余熱)，這段熱量是免費(fèi)的。而該換熱過程是用板式換熱器直接換熱得到的，不消耗任何其它能量；
[0029]8、本系統(tǒng)最大限度地回收了原本要在冷卻塔中散失掉的熱量，大大減少了冷卻塔的漂水量；
[0030]9、常規(guī)供暖一次管網(wǎng)供回水溫差為40°C，本系統(tǒng)供回水溫差為108°C，再加上小區(qū)供熱站側(cè)吸收式熱泵機(jī)組熱源的熱能，相當(dāng)于供熱整體溫差達(dá)到160°C?180°C。該項(xiàng)技術(shù)大幅度增大用戶側(cè)的供熱流量和供熱溫差，提高管網(wǎng)輸送效率和供熱規(guī)模，減少了供熱管網(wǎng)的投資，對于城市節(jié)能意義重大。在城市核心區(qū)域，熱負(fù)荷快速增長的同時地下空間資源基本用盡，供回水大溫差運(yùn)行避免破路施工，該技術(shù)將成為管網(wǎng)擴(kuò)容的唯一解決方案；
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