吸收式热泵技术促烟气余热深度回收利用

时间：2021-02-08 16:03:40　来源：雅意学习网本文已影响人

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　　远大丰台嘉园吸收式热泵烟气余热深度回收项目是国内首例以合同能源管理模式应用于供热中心的尝试。该项目每年为丰台供热所节省天然气113万立方，节省能源费用300余万元，减排CO22264吨，投资回收期小于3年，节能同时有效消除冬季锅炉白烟对环境的影响，为北方锅炉煤改气提供了一条更加节能、经济、全新的技术途径，值得行业借鉴和推广。该案例入选了2017年重点节能技术应用典型案例。
　　北京节能环保中心高工柳晓雷评价到，远大吸收式热泵技术是利用通过高效烟气板式换热器搭配吸收式热泵回收锅炉烟气中水蒸气的汽化潜热，将锅炉100℃烟气降至30℃以下，再将低温余热升温用于集中供热，锅炉效率提高8%以上，节气、节水、节能率高，环境友好。
　　一、项目背景
　　2013年9月国务院出台《大气污染防治行动计划》，提出大气防治十项措施，其中最关键的一条就是实施燃煤锅炉改造，加快推进集中供热“煤改气”“煤改电”工程建设。同年《北京2013—2017年清洁空气行动计划重点任务分解》发布，明确到2015年实现城六区无燃煤锅炉，消减燃煤120万吨。为北京市千万平方米建筑提供供热服务的丰台供暖所为响应号召于2015年年底启动“煤改气”工程。
　　二、技术案例项目情况
　　大规模“煤改气”为吸收式热泵烟气余热深度回收利用技术提供了平台。大型燃气锅炉的排烟温度约为100℃及以上，烟气余热量占燃气低位热量的10%—12%（每立方天然气排烟热量约为1kW），即使采用常规烟冷器余热回收方法也只能回收少部分显热（烟气温度降至约60℃），大部分热量以水蒸气潜热的形式排至环境中，并产生“白烟”效应。吸收式热泵烟气余热深度回收利用技术的使用能将烟气的温度进一步降低至 30℃以下，回收烟气中显热的同时能把大部分水蒸气汽化潜热进行回收用于集中供热，并消除烟囱“白烟”。
　　北京丰台供热所嘉园小区锅炉房将原燃煤锅炉改为燃气锅炉进行集中供热。该锅炉房主要负责156万平米建筑采暖供热，安装4台以天然气为燃料、供热能力为29MW的燃气热水锅炉，总供热能力为116MW。根据以往采暖季情况，初末寒期供热负荷 25MW，严寒期共热负荷45MW，若按156万平米供热面积，20W/m2指标估算，基础供热負荷为30MW。改造过程采用远大一台型号为BZ300XD-60/45-12/20-600-R1直燃热泵机组回收燃气锅炉和直燃热泵机组自身的排烟余热量。
　　三、系统流程
　　热水流程：热网 45℃回水分成两部分，一部分进入直燃热泵升温，温度由45℃提高至60℃后与另一部分热网回水混合再进入燃气锅炉；一部分回水进入锅炉烟道上的一级烟气板交回收少部分烟气热量，烟气温度由100℃降至50—60℃。升温后的热水再与另一部分热网回水混合进入燃气锅炉加热至供热温度送入热网，该流程充分体现品位对口、梯级利用的原则。
　　低温水流程：12℃低温水出热泵后分为两分支：一部分进入燃气锅炉的二级烟气板交回收燃气锅炉大部分低温烟气热量，烟气温度降温至30℃以下；另一部分进入热泵机组直燃烟道的烟气板交回收烟气热量，烟气温度直接由160℃降至30℃以下，同时12℃低温水被加热至20℃后作为低温热源经循环泵送回直燃热泵。
　　烟气流程：燃气锅炉的烟气温度经一级烟气板交后由100℃降至50—60℃，再经二级烟气板交后烟气温度降至30℃以下；直燃热泵机组自身的烟气温度经烟气板交后由160℃降至30℃以下。
　　四、经济效益
　　燃气锅炉总制热量为30MW，满负荷时燃气耗量为3379m3/h（燃气锅炉效率92%），烟气量约为36896Nm3/h；直燃热泵满负荷时燃气耗量516Nm3/h，烟气量约为9288m3/h。烟气经烟气板交降温至30℃时可回收烟气热量3489kW，相当于每小时可节约 393Nm3（按8300kcal/m3）天然气。如按采暖季120天，天然气价格2.67元/Nm3 计算，年节省天然气约113万立方，节省运行费用约302万元。项目改造投资回收期小于3年。
　　丰台嘉园燃气锅炉烟气余热深度回收利用项目的成功应用为锅炉煤改气提供了一个更节能、更经济又能消白烟的全新解决方案，为北方燃气锅炉供暖提供了新的方向。
　　（骆志磊，远大空调有限公司北部技术工程部副部长。曹亮，远大能源利用管理有限公司技术主管）

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