集中供热背景及新技术介绍教案课件

集中供热背景及新技术介绍集中供热背景及新技术介绍1集中供热背景一、供热节能在我国节能减排工作中的地位第1页/共23页集中供热背景一、供热节能在我国节能减排工2集中供热背景二、热电联产在供热中的地位热电联产相比热电分产能节约1/3左右燃煤消耗，是目前我国北方集中供热的主要方式，供热量约占北方集中供热一半以上。热电联产机组发电量占全国火力发电比例已经超过20%，总装机容量超过1亿千瓦。热电联产作为采暖热源，其供热能耗甚至低于目前市场上热议的水源热泵等方式。因此，大力发展热电联产并大幅提高其在供热热源中的比例应该是我国集中供热系统热源节能改造的主要方向。第2页/共23页集中供热背景二、热电联产在供热中的地位热电联产相比3集中供热背景二、热电联产在供热中的地位第3页/共23页集中供热背景二、热电联产在供热中的地位第3页/共23页4集中供热背景三、热电联产集中供热面临的突出矛盾(1)大型热电联产机组排放大量低温余热难以利用电力工业为了实现“十一五”能源消耗和主要污染物排放总量控制目标实施“上大压小、节能减排”的能源政策，积极鼓励建设大容量、高参数抽凝式热电机组。但是，这一类热电联产机组为保证安全运行必须通过冷却塔向热电厂周围环境排放大量低温余热，该余热数量巨大，可占到机组额定供热量的30%以上。第4页/共23页集中供热背景三、热电联产集中供热面5集中供热背景三、热电联产集中供热面临的突出矛盾(2)城市热网输送能力成为集中供热发展瓶颈热网建设具有投资巨大和周期长的特点。由于近年来我国城市发展速度过快，城市热网供热半径不断加大，现有热网的输送能力已严重不足。另一方面，大型热电机组成为热电联产发展的主流趋势下，配套超大规模热网投资也已严重影响到大型热电联产集中供热的经济性。因此，通过技术创新大幅提高热网输送能力，对于整个供热节能意义重大。第5页/共23页集中供热背景三、热电联产集中供热面6集中供热背景三、热电联产集中供热面临的突出矛盾(3)热电联产热源和城市热网夏季利用率较低热电联产热源夏季供热负荷需求较小，造成热电厂热效率下降，热电厂的余热大量排放。城市热网夏季也大多处于闲置状态或低负荷低效率运行状态。另一方面，近几年由于空调电耗猛增而造成的电力负荷的季节差和日夜峰谷差不断加大，严重影响城市供电安全。据统计，空调高峰电负荷已占城市夏季负荷的40%左右，而空调用电受气温的影响很大，其实际用电量只有6%，为满足电空调用电需求而增加的电力设施投资巨大，利用率却很低，造成设备闲置浪费。第6页/共23页集中供热背景三、热电联产集中供热面7吸收式循环供热系统新型热电联产供热技术——吸收式循环技术（发明专利号：ZL200810101065.X）通过深入研究和分析目前热电联产集中供热系统存在的问题及其节能潜力，2007年，清华大学在世界上首次提出吸收式循环（Co-ah循环）的概念并提出“基于吸收式循环的新型热电联产集中供热技术”（发明专利号：ZL200810101065.X，以下简称新技术）。2008年，华清泰盟公司与清华大学合作，相继开发出“吸收式换热机组”和“电厂余热回收专用热泵机组”等专利新产品，同时申请了多项相关专利。使得Co-ah循环从理论构想到工程实践迈出了关键的一大步。完整的吸收式循环由以下两个核心技术环节构成：第7页/共23页吸收式循环供热系统新型热电联产供热技术——吸8吸收式循环供热系统

(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术*（发明专利号：ZL200810101064.5/ZL200820079021.7/200810117040.9/200910091337.7）充分利用了一次网高温热水中蕴藏的高位热能的做功能力，借助核心设备——设置在用户热力站处的吸收式换热机组（专利号：ZL200810101064.5）显著降低一次网回水温度。如图所示，在保持二次网运行参数不变的情况下，一次网供回水温度由传统的130℃/~70℃变为130℃/~20℃，供回水温差由~60℃提高至~110℃。第8页/共23页吸收式循环供热系统(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术9常规换热器VS吸收式换热机组第9页/共23页常规换热器VS吸收式换热机组第9页/共23页10第10页/共23页第10页/共23页11吸收式循环供热系统

(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术*

该技术的应用将带来如下突出优点：1.一次网供回水温差由60℃增加到110℃，可提升既有热网输配能力80％2.减小新建大型热网管径、免除回水管网的保温措施，大幅降低管网投资3.一次网回水温度降至20℃左右，为高效回收电厂循环水余热创造了条件4.吸收式换热机组在夏季通过简单切换可做吸收式制冷机使用，以城市热网水驱动，产生12～7℃冷水，为空调提供冷源。如果再配置溶液除湿装置和生活热水加热系统，一次网回水可降低至50℃左右，为大量回收热电厂夏季循环水余热创造条件。

第11页/共23页吸收式循环供热系统(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术12吸收式循环供热系统

(2)基于吸收式循环的余热回收技术

*（发明专利号：ZL200810101065.X/ZL200810117049.X/200910090917.4/200910092464.9/200910091944.3）电厂余热回收专用热泵机组等效梯级加热示意图第12页/共23页吸收式循环供热系统(2)基于吸收式循环的余热回收技术电厂13吸收式循环供热系统在热力站实现超大温差换热的基础上，设置在热电厂首站内的核心设备——电厂余热回收专用热泵机组（发明专利号：ZL200810117049.X200910091944.3），通过独创的热泵内部循环设计，在保证体积紧凑的前提下将多台机组逐级升温的功能高度集成，大幅提升电厂内余热回收系统的经济性。在不考虑调峰热源加入的情况下，升温幅度高达70~80℃。考虑调峰的情况下，能够实现~110℃的升温能力，对传统热泵技术实现了重大突破。回收大量低温循环水余热后使得系统供热能耗降低40%。另外夏季利用汽轮机抽汽驱动回收循环水热量加热一次网实现集中供冷，提高系统整体能效和经济性，并可减少电厂夏季循环冷却水的冷却压力。第13页/共23页吸收式循环供热系统在热力站实现超大温差换热的基础上，14吸收式循环供热系统通过基于吸收式换热的系统集成技术将基于吸收式循环的超大温差供热技术和余热回收技术有机结合起来，构成完整的吸收式换热的新型热电联产集中供热系统如下图所示。（冬季供热工况）第14页/共23页吸收式循环供热系统通过基于吸收式换热的系统集成技术将基于吸收15吸收式循环供热系统（夏季供冷工况）第15页/共23页吸收式循环供热系统（夏季供冷工况）第15页/共23页16吸收式循环供热系统新技术的突出优势1.充分回收电厂余热，提高热电厂供热能力30%以上；2.大幅降低热电联产热源综合供热能耗40%；3.可提高既有管网输送能力80%；降低新建管网投资约30%；（在城市核心区域，热负荷快速增长的同时，地下空间资源基本用尽，供回水大温差运行避免破路施工，成为管网扩容唯一解决方案）4.用户二次网运行参数不变，热力站工程改造量小，利于快速大规模推广;5.利用夏季城市热网的输配资源和热电厂的廉价热源进行供冷，提高了设备利用率，同时减少电厂夏季循环冷却水的冷却压力，并且有利于削减夏季空调用电负荷、改善夏季空调用电结构。第16页/共23页吸收式循环供热系统新技术的突出优势1.充分回收电厂余热，17吸收式循环供热系统第17页/共23页吸收式循环供热系统第17页/共23页18吸收式循环供热系统第18页/共23页吸收式循环供热系统第18页/共23页19吸收式循环供热系统第19页/共23页吸收式循环供热系统第19页/共23页20吸收式循环供热系统新技术对于全国供热节能的影响如果在全国的热电联产系统推广新技术，可以利用目前热源和管网增加供热建筑面积11亿平方米，每年能产生超过2000万吨标煤的节能效益。全年减排温室气体CO2超过5200万吨，将为我国乃至全世界的温室气体减排做出巨大贡献。第20页/共23页吸收式循环供热系统新技术对于全国供热节能的影响如果在21吸收式循环供热系统新技术对我国节能技术产业的意义新技术所需的关键设备每年能创造超过150亿元的市场，对于引导相关高新技术装备制造企业走出困境有着重大意义。同时，由于新技术是我国完全自主知识产权的创新节能技术，达到国际先进水平。还存在进一步将新技术/新产品输出到海外市场（尤其是东欧市场）的可能，能一定程度填补我国在节能技术出口领域的空白。第21页/共23页吸收式循环供热系统新技术对我国节能技术产业的意义新技22吸收式循环供热系统吸收式热泵在北方集中供热领域的多个方面有重要应用，是实现供热系统形式产生革命性变化的关键设备，应得到更大的发展。

共同迎接吸收机的春天。

关于吸收式循环供热系统的更多介绍，可以参见2011全国制冷年会的视频，江亿院士有关于这方面的报告。第22页/共23页吸收式循环供热系统吸收式热泵在北方集中供热23感谢您的观看。第23页/共23页感谢您的观看。第23页/共23页24集中供热背景及新技术介绍集中供热背景及新技术介绍25集中供热背景一、供热节能在我国节能减排工作中的地位第1页/共23页集中供热背景一、供热节能在我国节能减排工26集中供热背景二、热电联产在供热中的地位热电联产相比热电分产能节约1/3左右燃煤消耗，是目前我国北方集中供热的主要方式，供热量约占北方集中供热一半以上。热电联产机组发电量占全国火力发电比例已经超过20%，总装机容量超过1亿千瓦。热电联产作为采暖热源，其供热能耗甚至低于目前市场上热议的水源热泵等方式。因此，大力发展热电联产并大幅提高其在供热热源中的比例应该是我国集中供热系统热源节能改造的主要方向。第2页/共23页集中供热背景二、热电联产在供热中的地位热电联产相比27集中供热背景二、热电联产在供热中的地位第3页/共23页集中供热背景二、热电联产在供热中的地位第3页/共23页28集中供热背景三、热电联产集中供热面临的突出矛盾(1)大型热电联产机组排放大量低温余热难以利用电力工业为了实现“十一五”能源消耗和主要污染物排放总量控制目标实施“上大压小、节能减排”的能源政策，积极鼓励建设大容量、高参数抽凝式热电机组。但是，这一类热电联产机组为保证安全运行必须通过冷却塔向热电厂周围环境排放大量低温余热，该余热数量巨大，可占到机组额定供热量的30%以上。第4页/共23页集中供热背景三、热电联产集中供热面29集中供热背景三、热电联产集中供热面临的突出矛盾(2)城市热网输送能力成为集中供热发展瓶颈热网建设具有投资巨大和周期长的特点。由于近年来我国城市发展速度过快，城市热网供热半径不断加大，现有热网的输送能力已严重不足。另一方面，大型热电机组成为热电联产发展的主流趋势下，配套超大规模热网投资也已严重影响到大型热电联产集中供热的经济性。因此，通过技术创新大幅提高热网输送能力，对于整个供热节能意义重大。第5页/共23页集中供热背景三、热电联产集中供热面30集中供热背景三、热电联产集中供热面临的突出矛盾(3)热电联产热源和城市热网夏季利用率较低热电联产热源夏季供热负荷需求较小，造成热电厂热效率下降，热电厂的余热大量排放。城市热网夏季也大多处于闲置状态或低负荷低效率运行状态。另一方面，近几年由于空调电耗猛增而造成的电力负荷的季节差和日夜峰谷差不断加大，严重影响城市供电安全。据统计，空调高峰电负荷已占城市夏季负荷的40%左右，而空调用电受气温的影响很大，其实际用电量只有6%，为满足电空调用电需求而增加的电力设施投资巨大，利用率却很低，造成设备闲置浪费。第6页/共23页集中供热背景三、热电联产集中供热面31吸收式循环供热系统新型热电联产供热技术——吸收式循环技术（发明专利号：ZL200810101065.X）通过深入研究和分析目前热电联产集中供热系统存在的问题及其节能潜力，2007年，清华大学在世界上首次提出吸收式循环（Co-ah循环）的概念并提出“基于吸收式循环的新型热电联产集中供热技术”（发明专利号：ZL200810101065.X，以下简称新技术）。2008年，华清泰盟公司与清华大学合作，相继开发出“吸收式换热机组”和“电厂余热回收专用热泵机组”等专利新产品，同时申请了多项相关专利。使得Co-ah循环从理论构想到工程实践迈出了关键的一大步。完整的吸收式循环由以下两个核心技术环节构成：第7页/共23页吸收式循环供热系统新型热电联产供热技术——吸32吸收式循环供热系统

(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术*（发明专利号：ZL200810101064.5/ZL200820079021.7/200810117040.9/200910091337.7）充分利用了一次网高温热水中蕴藏的高位热能的做功能力，借助核心设备——设置在用户热力站处的吸收式换热机组（专利号：ZL200810101064.5）显著降低一次网回水温度。如图所示，在保持二次网运行参数不变的情况下，一次网供回水温度由传统的130℃/~70℃变为130℃/~20℃，供回水温差由~60℃提高至~110℃。第8页/共23页吸收式循环供热系统(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术33常规换热器VS吸收式换热机组第9页/共23页常规换热器VS吸收式换热机组第9页/共23页34第10页/共23页第10页/共23页35吸收式循环供热系统

(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术*

该技术的应用将带来如下突出优点：1.一次网供回水温差由60℃增加到110℃，可提升既有热网输配能力80％2.减小新建大型热网管径、免除回水管网的保温措施，大幅降低管网投资3.一次网回水温度降至20℃左右，为高效回收电厂循环水余热创造了条件4.吸收式换热机组在夏季通过简单切换可做吸收式制冷机使用，以城市热网水驱动，产生12～7℃冷水，为空调提供冷源。如果再配置溶液除湿装置和生活热水加热系统，一次网回水可降低至50℃左右，为大量回收热电厂夏季循环水余热创造条件。

第11页/共23页吸收式循环供热系统(1)基于吸收式循环的超大温差供热技术36吸收式循环供热系统

(2)基于吸收式循环的余热回收技术

*（发明专利号：ZL200810101065.X/ZL200810117049.X/200910090917.4/200910092464.9/200910091944.3）电厂余热回收专用热泵机组等效梯级加热示意图第12页/共23页吸收式循环供热系统(2)基于吸收式循环的余热回收技术电厂37吸收式循环供热系统在热力站实现超大温差换热的基础上，设置在热电厂首站内的核心设备——电厂余热回收专用热泵机组（发明专利号：ZL200810117049.X200910091944.3），通过独创的热泵内部循环设计，在保证体积紧凑的前提下将多台机组逐级升温的功能高度集成，大幅提升电厂内余热回收系统的经济性。在不考虑调峰热源加入的情况下，升温幅度高达70~80℃。考虑调峰的情况下，能够实现~110℃的升温能力，对传统热泵技术实现了重大突破。回收大量低温循环水余热后使得系统供热能耗降低40%。另外夏季利用汽轮机抽汽驱动回收循环水热量加热一次网实现集中供冷，提高系统整体能效和经济性，并可减少电厂夏季循环冷却水的冷却压力。第13页/共23页吸收式循环供热系统在热力站实现超大温差换热的基础上，38吸收式循环供热系统通过基于吸收式换热的系统集成技术将基于吸收式循环的超大温差供热技术和余热回收技术有机结合起来，构成完整的吸收式换热的新型热电联产集中供热系统如下图所示。（冬季供热工况）第14页/共23页吸收式循环供热系统通过基于吸收式换热的系统集成技术将基于吸收39吸收式循环供热系统（夏季供冷工况）第15页/共23页吸收式循环供热系统（夏季供冷工况）第15页/共23页40吸收式循环供热系统新技术的突出优势1.充分回收电厂余热，提高热电厂供热能力30%以上；2.大幅降低热电联产热源综合供热能耗40%；3.可提高既有管网输送能力80%；降低新建管网投资约30%；（在城市核心区域，热负荷快速增长的同时，地下空间资源基本用尽，供回水大温差运行避免破路施工，成为管网扩容唯一解决方案）4.用户二次网运行参数不变，热力站工程改造量小，利于快速大规模推广;5.利用夏季城市热网的输配资源和热电厂的廉价热源进行供冷，提高了设备利用率，同时减少