余热回收方案比选

1***循环水余热利用改造方案比选一、背景及现状***1#汽轮机组为双抽凝汽式机组，用循环冷却水量约4000t/h～5000t/h，大量循环水热量通过凉水塔释放到大气中，未进行利用。目前电厂一、二期锅炉生水利用蒸汽加热；采暖利用蒸汽采暖。附近***合成氨车间向电厂提供约0.45mp饱和蒸汽用于生水加热。但该蒸汽流量及压力不稳定，蒸汽流量20t/h--40t/h，且越是低温季节电厂蒸汽量需求大的时候，该蒸汽供应量越少，温度也越低，不能满足电厂需求。二、改造必要性采用余热回收热泵技术提取循环水的热量，用于一期锅炉生水加热及采暖，补充外供蒸汽的不足。另外，提取循环水热量，降低了循环水的温度，可以提高凝汽器真空，增加发电量，降低发电成本，还可以减少凉水塔飞水量，节约水资源。三、改造方案1、设计参数生水（一期）流量：300-400t/h；生水（一期）来水温度：15℃；生水（一期）回水温度：30-40℃；循环水量：4000t/h；循环水来水温度：25℃；2循环水回水温度：≥5℃；蒸汽压力：0.45MP；蒸汽焓值（0.45MP）：2743.5kj/kg；蒸汽价格（0.45MP）：110元/t；电价：0.59元/kwh。2、热泵介绍热泵可以提取低品质热，制取高品质热。是一种热量提升装置，节能效果十分显著。一般分为电驱动及热驱动两种，热驱动热泵一般用高温热水或低压蒸汽驱动。电驱动热泵输入1kw电，一般可以得到5-10kw热；热驱动热泵输入1kw热一般可以得到1.6-2kw热。特点如下：工业级设计标准，适应年运行8000小时以上的工艺要求；提升温度40℃以上，最高制热温度可达95℃；可提取3℃以上热源水的热量；环保无污染；寿命长，30年以上；负荷20％－100％无级调节；PLC控制，就地或远方监控，运行工况按需要设定。3、设计负荷电厂一期生水加热，低温季节需要补充0.45mp蒸汽10t/h,采暖用热3-5t/h蒸汽,考虑到电厂以后将其余蒸汽采暖改为热水采暖，需3-5t/h蒸汽的热量。总需求蒸汽量=10t/h+5t/h+5t/h=20t/h。设计负荷=合计需求蒸汽量*蒸汽焓值*10003=20*2743.5*1000=54.87Gj/h=15240kw4、工艺流程（1）把循环水回水由汽机厂房西侧通过管线由地下引到汽机厂房内，与余热回收系统连接，热泵提取循环水约10℃温差的热量，再将放热后的循环水通过管线引回到循环水回水管线或凉水塔水池；（2）将生水由汽机厂房西南角原生水加热器处通过管线引到余热回收系统，将生水加热，然后将升温后的生水引回到生水混合联箱；（3）将采暖水与余热回收系统串联；（4）将驱动热泵的电路与热泵连接。工艺流程如下图：5、设备选择余热回收系统生水加热采暖25℃15℃循环水循环水池电/蒸汽15℃40℃35℃65℃4可采用电驱动或蒸汽驱动余热回收设备，两种设备相关参数如下：电驱动设备蒸汽驱动设备制热量kW1524015240耗蒸汽t/h(0.45mp)011输入功率kW160018利用循环水量t/h（10℃温差）1180590尺寸长x宽x高（m）8x3.5x4.58.5*3.5*4.56、技术措施为保证该项目能够达到预期效果，施工及运行采取如下技术措施：（1）管线防冻:管线做保温层，管线埋地，保证运行时水的输送温度；管线保持一定的坡度，并且在两端安装阀门，在管线低点设置排水阀，当不运行时关闭管线两端的阀门，由排水阀排出管内的水；可以选择安装自控温伴热带，在特殊情况时启动，防止冻管；（2）设备系统故障。将热泵系统与原蒸汽加热系统联锁，当热泵系统出现意外停车，可切换到原蒸汽加热系统。7、建设地点建设地点在***汽机厂房内，管线铺设在厂房西墙外。设备摆放在汽机厂房检修空地西北角处，如下图。58、电控部分电气专业：该项目新增加低压用电装置，电源引致一期低压开关柜，电缆以槽板和地沟形式铺设。自控专业：现场和PLC同步进行控制，现场至电控室约250米，以槽板和地沟形式铺设。增加相应信号点：三台泵的电流信号、启停、故障信号。循环水来水回水温度点、生水来水回水温度点、循环水来水流量、生水来水流量、新增加装置启停、故障信号等。北PT小间余热回收热泵检修空地9.5m3.5m8m21m6以上增加相应的板卡、以及控制电缆等。9、运行维护热泵系统自动化运行，可以现场和PLC同步进行控制。由原汽机车间人员操作，不需增加人员。热泵系统可靠耐用，维护量少，设备方负责定期检修维护。四、实施后效果保守计算，项目按年运行3960h，平均负荷75%的工况下：1、该项目节约蒸汽53158t/年；2、节约生水及采暖运行费用340万元/年；3、提取循环水余热加热生水，可以降低循环水温度，提高凝汽器真空，增加发电量，降低发电成本。还可以减少凉水塔飞水量，节约水资源。五、预计费用单位电动设备汽动设备项目设计万元3030主设备万元960920附属设备及材料万元120120施工费万元6060不可预见费万元3030合计万元120011607六、效益分析项目按年运行3960h，平均负荷75%的工况：电驱动设备蒸汽驱动设备蒸汽加热制热量kw114301143011430回收余热量kw1023051440节约蒸汽量t/年53158267300运行费用万元/年330413653节约运行费用万元/年3232400投资12001160--投资回收期3.74.8--计算说明：1、制热量制热量=设备最大制热量*平均负荷=15240*75%=11430kw2、回收余热量电驱动设备回收余热量=制热量-输入功率*75%=11430-1600*75%=10230kw蒸汽驱动设备回收余热量8=制热量-设备输入蒸汽热量*75%=11430-7400*80%=5144kw3、节约蒸汽量=回收余热量*设备运行时间/蒸汽焓值电驱动设备节约蒸汽量=10230*3960*3600/(2743.5*1000)=53158t/年蒸汽驱动设备节约蒸汽量=5144*3960*3600/(2743.5*1000)=26730t/年4、运行费用电驱动及蒸汽驱动余热利用设备的维护费用均为5万元每年。电驱动及蒸汽驱动系统附属设备耗电：循环水泵80kw,中介水泵50kw，生水泵30kw，供暖水泵30kw，合计190kw。电驱动设备运行费用=（主设备输入功率*75%+附属设备耗电）*电价*运行时间+维护费=（1600*75%+190）*0.59*3960+5万=330万元蒸汽驱动设备运行费用=（主设备输入功率+附属设备耗电）*电价*运行时间+耗蒸汽量*75%*运行时间*蒸汽价格+维护费=（18+190）*0.59*3960+11*75%*3960*110+5万9=413万蒸汽加热运行费用=总需求蒸汽量*75%*运行时间*蒸汽价格=20*75%*3960*110=653万元5、节约运行费用=蒸汽加热运行费用-余热利用设备运行费用电驱动设备节约运行费用=蒸汽加热运行费用-电驱动设备运行费用=653-330=323万元蒸汽驱动设备节约运行费用=蒸汽加热运行费用-蒸汽驱动设备运行费用=653-413=240万元6、投资回收期=项目投资额/节约运行费用电驱动设备投资回收期=1200/323=3.7年蒸汽驱动设备投资回收期=1160/240=4.8年