吸收式热泵与热电联产耦合供暖的热力系统建模

摘 要 吸收式热泵装置具有节约能源的作用，且效果明显，可以通过循环冷却水处理热量，热泵与热点联产耦合供暖设计方案也由此而来。文章主要以某火电厂为例，分析热泵与热点联产耦合供暖热力系统的建模，以此减少燃煤量和污染物排放。

关键词 吸收式热泵；热电联产耦合供暖；热力系统

中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）19-0037-01

社会的发展和进步离不开能源，能源是一切社会活动的基础条件，环境问题日益突出，人们已深刻认识到节约能源、减少污染的重要性和迫切性。采用热泵利用循环冷却水，以此为基础，建立热力系统，在确保供热季供电负荷的情况下，达到节约燃煤的目的，从而减少有害物体排放，保护环境。

1 热泵工作机制分析

热泵是一种能源节约装置，对能源具有转化作用。例如，电能等高品位能源W在消耗时，会产生低温热能QL，而热泵可以将低温热能转化为高温热能QH。热泵主要利用燃料能或电能，将释放的低温热能转化为具有利用价值的高温热能。且转化能量比消耗的能量大，若采用其他燃料装置或电装置获取高温热能时，获取的热能远小于被消耗热能，这也是热泵装置与别的加热装置区别所在，是热泵制热优势。热泵分为多个种类，按工作机制分类可分为热电式热泵、蒸汽喷射式热泵、化学热泵、吸收式热泵、蒸汽压缩式热泵等。若按照驱动能源来分类，可分为蒸汽热泵、燃气热泵、电动热泵、燃油热泵、热水热泵等。

2 热力系统模块设计及其工艺流程

采用热电联产组成的热力系统具有较高的复杂性，以模块方式对系统进行分析，确定建立系统思路。如图1所示，B、T、G、C分别代表锅炉、汽轮机、发电机以及凝汽器，而D、P、H则代表除氧器、热泵及加热器。

在进行热力系统模块设计时，若能量与质量保持不变，系统图中的单元与系统模块单元之间不存在对应关系，如图2中的S1单元模块，在系统中并不存在，但由于该模块作用，物流产生分离反应，因此在进行系统模块设计时，应增加汽量设定。

根据热力系统模块图，以及吸收式热泵、热电联产供热技术，建立吸收式热泵供热系统，其系统工艺流程如图3所示。

根据图3可知，吸收式热泵工作原理是将汽轮机中的蒸汽转化为热泵驱动热源，并将蒸汽输送至发生器内，并进行放热处理，直至蒸汽处于凝结状态，同时将一部分低压水输送至蒸发器内，其余部分输送至冷却器，经过冷却处理后，再进行放热降温，最后再次进行冷却处理。

3 热力系统具体实施步骤

首先建立吸收式热泵机房连接汽轮机抽气口的蒸汽管道，并以蒸汽管道间的发生器作为热力系统的驱动热源，通过抽气、放热、冷凝等处理后，再采用凝水泵进行加压处理，由凝水管道输送至系统凝结水装置内。在循环水管道与凝汽器出口之间连接循环水支路，然后将循环水输送至热泵蒸发器内，通过热泵进行余热吸收，直至循环水降温，最后经过降温处理的循环水输送至循环水管道内，最后进行冷却处理。建立热水供回管道，将热力站内的回水输送至回水管道内，然后引至机房进行加热处理，使加热后的回水转化为热水，采用冷凝器处理后引至回水管道内，最后引至热力站，经过加压处理后转化为可用热水。在寒冷季节，用户对于热水需求及水温要求更高，增加了供热需求量，因此，在这种情况下，采用热网对回水进行加热处理，使回水温度上升，即可满足广大热用户的供热需求。

4 热力系统发电功率影响因素

可在电厂内划分出适宜区域，建立供热系统专用机房，并在机房内配置电汽控制系统、蒸汽凝水泵、吸收式热泵等供热设施。吸收式热泵与热电联产耦合供暖热力系统的发电功率影响因素主要分为两个方面。当凝汽器的背压及出口温度增加时，会对耦合热力系统造成影响，背压及出口温度越高，系统发电功率就越大，COP值呈增长趋势，从而减少系统供暖蒸汽量，增加系统发电功率。由此可见，凝汽器的出口温度越高，耦合供电系统的发电功率就越大。COP值随着凝汽器出口温度增加而增加，致使供暖汽量下降，增加系统发电功率。若凝汽器出口温度大幅度增加，背压也随之增加，则会导致发电功率降低，因此，背压对于系统发电功率具有更为明显的影响作用。

5 结束语

吸收式热泵节能装置与热电联产耦合供电系统的构建，可以提高低温能源的回收利用率，实现集中供暖有效节能，且具有较高的实用性、经济性，在确保供暖系统热能负荷及电能负荷的同时，可有效提高能源利用率，实现节约能源，保护环境的目的。

参考文献

[1]焦华.第二类吸收式热泵在炼厂余热领域的应用[D].大连理工大学，2012.

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