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吸收式热泵用于大连华能电厂的供暖改造研究

作　者: 汪滔
导　师: 谭羽非
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 吸收式热泵压缩式热泵优化性能分析经济性分析
分类号: TM621.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

研究表明当热网水温度高于50℃,低温热源温度低于30℃时,吸收式热泵经济性较好。可是,目前国内缺乏对于吸收式热泵最佳工作范围的定量分析,本文的研究弥补了这方面的不足。本文以大连华能电厂4台350MW机组供暖改造作为工程背景,华能电厂目前热网水供暖温度为70℃,低温热源最低温度为19.5℃,采用调整抽气式汽轮机供暖,抽气经减温减压器后,进热网加热器加热热网水,大量热能在减温减压器中损失,供暖系统经济性较差。本文首先对华能大连电厂进行实地调研,根据华能电厂供水温度高,低温热源温度低的实际情况,研究了溴化锂吸收式热泵的最佳工作范围,研究表明当热网供水温度为62.5℃~75℃,低温热源水温度为12.5℃~29.5℃时,吸收式热泵性能优于压缩式热泵,此区间为吸收式热泵最佳工作区间。同时,提出了气驱热泵的供暖改造方案,该方案目前在国内还没有应用的实例,通过节省蒸汽量的计算,吸收式热泵供暖改造方案的经济性高于气驱热泵供暖改造方案;其次,在华能电厂特定热力条件下,建立了溴化锂吸收式热泵模型,利用Matlab软件编写了系统热力计算程序,完成了系统最不利工况下的热力计算、传热计算、结构计算;再次,利用系统热力计算程序,结合系统最不利工况下的热力计算结果,分析热网水供水温度、吸收器出口稀溶液温度、海水循环水出口温度、抽气压力对于系统主要性能参数的影响。同时,提出了动态经济性价比的概念,使其作为系统优化目标函数,对系统进行优化,优化结果表明,热网供水温度为62.5℃,低温热源水温度为29.5℃时,吸收式热泵供暖经济性最高;最后,基于资金时间价值理论,本文选择了净现值作为评价指标,进行敏感性分析,评价项目的投资风险性。对吸收式热泵供暖系统、压缩式热泵供暖系统、燃气锅炉供暖系统、原减温减压供暖系统计算并分析不同方案的费用年值、动态回收期、净现值。本文以大连华能电厂供暖改造作为工程背景的研究成果,可以推广到热网供水温度为62.5℃~75℃,低温热源水温度为12.5℃~29.5℃的热电厂供暖工程中。本文的研究工作为吸收式热泵用于电厂供暖系统工程的经济性分析、性能分析、系统优化提供了技术支撑。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-21
  1.1 选题背景及研究意义  10-11
  1.2 热泵国内外研究现状  11-18
    1.2.1 吸收式热泵国内外研究现状  12-16
    1.2.2 压缩式热泵国内外研究现状  16-18
  1.3 余热供暖国内外研究现状  18-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第2章大连电厂吸收式热泵应用可行性分析  21-43
  2.1 大连华能电厂工程背景  21-23
    2.1.1 大连市概况  21
    2.1.2 项目概况  21-23
  2.2 大连华能电厂吸收式热泵改造调研  23-27
    2.2.1 自然条件分析  23-24
    2.2.2 海水循环水温度分析  24-25
    2.2.3 汽轮机抽气分析  25
    2.2.4 海水循环水水质分析  25-26
    2.2.5 海水循环水流量分析  26-27
  2.3 各类供暖改造方案的初步比较  27-42
    2.3.1 压缩式热泵供暖改造方案  27
    2.3.2 气驱热泵供暖改造方案  27-28
    2.3.3 吸收式热泵供暖系统改造方案  28-33
    2.3.4 吸收式热泵供暖系统与原减温减压供暖系统对比  33-37
    2.3.5 吸收式热泵供暖系统与压缩式供暖系统对比  37-41
    2.3.6 吸收式热泵供暖系统与气驱热泵供暖系统对比  41-42
  2.4 本章小结  42-43
第3章吸收式热泵机组数值建模  43-51
  3.1 模型假设  43
  3.2 溴化锂吸收式热泵各部件的数学模型  43-46
    3.2.1 发生器模型  43-44
    3.2.2 吸收器模型  44-45
    3.2.3 冷凝器模型  45
    3.2.4 蒸发器模型  45
    3.2.5 溶液热交换器模型  45-46
  3.3 数学关联式  46-48
  3.4 溴化锂吸收式供暖系统设计步骤  48-50
  3.5 本章小结  50-51
第4章吸收式热泵机组设计计算  51-59
  4.1 热力计算  51
  4.2 传热计算  51-55
    4.2.1 传热系数确定  51-52
    4.2.2 传热面积计算  52-55
  4.3 结构计算  55-58
    4.3.1 传热管数  55-56
    4.3.2 流速  56
    4.3.3 配管尺寸  56-57
    4.3.4 强度  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章吸收式热泵的性能分析及优化研究  59-68
  5.1 吸收式热泵性能分析  59-65
    5.1.1 热网出水温度对于热泵参数的影响  60-62
    5.1.2 吸收器出口稀溶液温度对于热泵参数的影响  62-63
    5.1.3 海水循环水出口温度对于系统热泵的影响  63-64
    5.1.4 汽轮机抽气品质对于热泵参数的影响  64-65
  5.2 吸收式热泵优化研究  65-67
    5.2.1 优化约束条件  65
    5.2.2 优化目标函数  65-67
    5.2.3 优化分析及讨论  67
  5.3 本章小结  67-68
第6章吸收式热泵供暖的经济性分析  68-78
  6.1 计算分析方法  68-70
    6.1.1 费用年值法  68-69
    6.1.2 净现值法  69
    6.1.3 动态投资回收期法  69-70
  6.2 系统初投资及运行费用计算  70-71
    6.2.1 各方案初投资分析  70
    6.2.2 各方案运行费用分析  70-71
  6.3 不同采暖系统的净收入计算  71-72
  6.4 不同采暖系统的费用年值分析  72-73
  6.5 不同采暖系统的净现值分析  73-74
  6.6 不同采暖系统的动态回收期分析  74-75
  6.7 敏感性分析  75-77
  6.8 经济性综合分析结果  77
  6.9 本章小结  77-78
结论  78-79
参考文献  79-86
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果  86-88
致谢  88

吸收式热泵用于大连华能电厂的供暖改造研究

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