热电联产机组集成热泵实现热电解耦的潜力与能耗特性分析

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.19073

发电技术 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (3): 253-257.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19073

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热电联产机组集成热泵实现热电解耦的潜力与能耗特性分析

刘忠秋¹(),张国柱¹,邱寅晨¹,张钧泰¹,王珊²,刘明²()

¹ 大唐(北京)能源管理有限公司, 北京市海淀区 100097
² 动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学), 陕西省西安市 710049

收稿日期:2019-05-06 出版日期:2019-06-30 发布日期:2019-07-02
作者简介:刘忠秋(1993),男,硕士研究生,助理工程师,从事热力系统节能技术及经济性研究, liuzhongqiu@dteg.com.cn|刘明(1985),男,博士,副教授,从事相热力系统节能、动态仿真、控制优化等方面的研究, ming.liu@mail.xjtu.edu.cn
基金资助:
国家重点研发计划项目(2018YFB0604405);陕西省创新能力支撑计划(2018TD-014)

Analyses on Heat-Power Decoupling Potential and Energy Consumption Characteristics for CHP Plant Integrated With Heat Pump

Zhongqiu LIU¹(),Guozhu ZHANG¹,Yinchen QIU¹,Juntai ZHANG¹,Shan WANG²,Ming LIU²()

¹ Datang(Beijing) Energy Management Co. LTD., Haidian District, Beijing 100097, China
² School of Energy and Power Engineering(Xi'an Jiaotong University), Xi'an 710049, Shaanxi Province, China

Received:2019-05-06 Published:2019-06-30 Online:2019-07-02
Supported by:
National Key Research and Development Program(2018YFB0604405);Shaanxi Province Innovation Capability Support Plan(2018TD-014)

摘要/Abstract

摘要：

在热电联产机组中集成机械式热泵可以实现热电解耦，并影响机组的能耗特性。以某350MW热电联产机组为例，建立了供热机组变工况计算模型以及机械式热泵供热计算模型，比较了热电联产机组采用抽汽供热和压缩式热泵供热时最低电负荷率及煤耗量的差别，同时研究了热泵性能系数、电负荷率、热负荷率对机组能耗特性的影响规律。结果表明：在基准工况下，压缩式热泵供热较热电联产节能，且其机组的电负荷可调节范围更大。压缩式热泵供热相比抽汽供热减少的煤耗量随着热泵实际性能系数α_COP1、热负荷率增大而增大，随着电负荷率增大而减少，α_COP1为6.119，热负荷率为2.5，电负荷率为0.8时，节煤率为2.60%。

关键词: 热电联产, 热泵, 热电解耦, 电负荷率, 热负荷率

Abstract:

The integration of heat pump can realize heat-power decoupling, and would influence the energy consumption characteristics of combined heat and power cogeneration plants (CHP). Therefore, a 350MW CHP unit was taken as a reference case, and the off-design calculation models of CHP unit and the heating calculation models of heat pump were established. The minimum power load rate and the coal consumption rate of the CHP plants with steam extraction and heat pump to supply heat were compared. The influences of the heat pump performance coefficient, the power load rate and the heat load rate on energy consumption characteristics of CHP plants were also studied. Results show that the compression heat pump can save energy on benchmark condition and its power load regulation range is also greater. The coal saving rate increases with the increase of α_COP1 and heat load rate, and decreases as power load rate increases. When the α_COP1 is 6.119, the heat load rate is 2.5, and the electric load rate is 0.8, the coal saving rate is 2.60%.

Key words: heat and power cogeneration, heat pump, heat-power decoupling, power load rate, heat load rate

刘忠秋,张国柱,邱寅晨,张钧泰,王珊,刘明. 热电联产机组集成热泵实现热电解耦的潜力与能耗特性分析[J]. 发电技术, 2019, 40(3): 253-257.

Zhongqiu LIU,Guozhu ZHANG,Yinchen QIU,Juntai ZHANG,Shan WANG,Ming LIU. Analyses on Heat-Power Decoupling Potential and Energy Consumption Characteristics for CHP Plant Integrated With Heat Pump[J]. Power Generation Technology, 2019, 40(3): 253-257.

参考文献

1	张广才, 周科, 鲁芬, 等. 燃煤机组深度调峰技术探讨[J]. 热力发电, 2017, 49 (9): 17- 23.
2	刘豫龙. 胜利发电厂2号机组变工况运行经济性分析[J]. 洁净煤技术, 2006, (2): 1- 5.
3	王永庆, 张宏, 苏耕, 等. 热电联产机组节能发电组合研究[J]. 电网与清洁能源, 2013, 29 (12): 45- 49.
4	史毅越.抽汽式汽轮机的模型辨识及热电解耦[D].南京:东南大学, 2014.
5	董云风, 吕少胜. 大型热电厂热电解耦方式选择[J]. 工程建设与设计, 2018, (1): 62- 63.
6	李树明, 刘青松, 朱小东, 等. 350MW超临界热电联产机组灵活性改造分析[J]. 发电技术, 2018, 39 (5): 449- 454.
7	苏雪刚, 卢丽坤, 唐卉, 等. 大型蓄热水罐在热电解耦中的应用[J]. 锅炉制造, 2018, (1): 46- 18.
8	李奕. 2×300 MW汽轮机双机循环水余热供热系统[J]. 发电技术, 2018, 39 (3): 244- 248.
9	王长河, 陈光, 王宝玉. 基于吸收式热泵的大型火电厂冷凝废热回收技术研究[J]. 制冷空调与电力机械, 2011, (4): 67.
10	费盼峰, 孙士恩, 冯亦武, 等. 联合循环电厂大型吸收式热泵余热回收系统在线性能检测的研究与应用[J]. 发电与空调, 2014, 32 (1): 11- 15.
11	张学镭, 陈海平. 回收循环水余热的热泵供热系统热力性能分析[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33 (8): 1- 8.
12	袁周华. 基于洗浴废水热能梯度利用的高效节能制热水系统[J]. 可再生能源, 2016, 34 (4): 579- 582.
13	吕太, 刘玲玲. 热泵技术回收电厂冷凝热供热方案研究[J]. 东北电力大学学报, 2011, 31 (1): 6- 10.
14	王力彪, 李染生, 王斌, 等. 基于吸收式热泵的循环水余热利用技术在大型抽凝机组热电联产中的应用[J]. 汽轮机技术, 2011, 53 (6): 470- 472.
15	刘军, 刘海生. 压缩式热泵热水机组在中央热水系统中的应用实例[J]. 能源技术, 2004, 25 (3): 112- 114.
16	朱斌帅, 张赟. 电厂集中供热领域中吸收式热泵与压缩式热泵的经济性比较[J]. 节能技术, 2016, 34 (5): 440- 443.
17	林万超. 火电厂热力系统节能理论[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1994: 80- 91.
18	严俊杰, 邢秦安, 林万超, 等. 火电厂热力系统经济性诊断理论及应用[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 2008: 3- 26.

[1]	马培发, 张杰, 于春雨, 汪浩瀚. 竖进平出型地埋管群换热器结构与控制优化[J]. 发电技术, 2024, 45(3): 478-485.
[2]	郑淇薇, 王华霆, 陈衡, 潘佩媛, 徐钢. 深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 207-215.
[3]	于松源, 张峻松, 元志伟, 房方. 计及热惯性的热电联产虚拟电厂韧性提升策略[J]. 发电技术, 2023, 44(6): 758-768.
[4]	吴磊, 彭黎菊, 李爽, 史翊翔, 蔡宁生. 百千瓦级天然气制氢质子交换膜燃料电池热电联产系统稳态特性模拟分析[J]. 发电技术, 2023, 44(3): 350-360.
[5]	黄宇箴, 陈彦奇, 吴志聪, 徐钢, 刘彤. 碳中和背景下热电联产机组抽汽分配节能优化[J]. 发电技术, 2023, 44(1): 85-93.
[6]	王志云, 赵玉柱, 王学栋, 张元舒. 调峰机制下供热汽轮机中压调门调节特性试验研究[J]. 发电技术, 2022, 43(6): 970-976.
[7]	左启尧, 唐震, 李慧勇, 张颖, 王江峰. 电网调峰背景下汽轮机低压缸零出力技术现状综述[J]. 发电技术, 2022, 43(4): 645-654.
[8]	薛凯, 王义函, 陈衡, 徐钢, 雷兢. 槽式太阳能辅助生物质热电联产系统热力学性能分析[J]. 发电技术, 2021, 42(6): 653-664.
[9]	张俊博,金旭,刘忠彦,车德勇,隋军. 吸收式热泵余热回收先进技术综述[J]. 发电技术, 2020, 41(3): 269-280.
[10]	李允超,赵大周,刘博,张贺,马洪涛,田鑫. 火电厂烟气余热利用现状与展望[J]. 发电技术, 2019, 40(3): 270-275.
[11]	谭永生. DCCHP排烟余热耦合空气源热泵系统性能分析[J]. 发电技术, 2018, 39(6): 526-532.
[12]	李树明,刘青松,朱小东,平士斌,白贵生. 350 MW超临界热电联产机组灵活性改造分析[J]. 发电技术, 2018, 39(5): 449-454.
[13]	李奕. 2×300MW汽轮机双机循环水余热供热系统[J]. 发电技术, 2018, 39(3): 244-248.
[14]	朱竑锦. 医院改造项目中空调系统节能技术的应用[J]. 发电技术, 2017, 38(6): 74-79,89.
[15]	彭昊. 苏州某商场项目地源热泵系统设计案例分析[J]. 发电技术, 2017, 38(5): 90-94.

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