火电厂循环水水源热泵机组余热利用方式与效率的分析研究

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1、分类号密级单位代号10256学号15101046硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree火电厂循环水水源热泵机组余热利用方式与效率的分析研究学位申请人：朱锴锴指导教师：任建兴教授学科专业：动力工程及工程热物理热能工程学位类别：工学硕士所属院系：能源与机械工程学院2018年3月分类号密级单位代号10256学号上海电力学院硕士学位论文火电厂循环水水源热泵机组余热利用方式与效率的分析研究学位申请人：朱锴锴指导教师：任建兴教授学科专业：动力工程及工程热物理热能工程学位类别：工学硕士论文定稿日期：2018年3月摘要火电厂循环

2、水水源热泵机组余热利用方式与效率的分析研究摘要当前，燃煤火力发电仍然是我国的主力发电形式。我国大部分火电厂使用的是闭式循环水冷却系统，汽轮机排汽冷却不仅需要大量的循环水，而且还会造成循环水的损失和热量损失，热损失约为总热损失的60%。过去由于循环水温度过低，往往被直接排放，这样不但浪费了资源，而且还在一定程度上破坏生态平衡。随着热泵和热管等技术的成熟，低品质余热被回收利用成为了可能，因此回收低品质余热成为我国电力行业节能降耗的重要组成部分。本文首先分析了全球和我国一次能源的储藏和消耗情况，并对我国电厂循环水特性进行了研究。利用T-S温熵图理论分

3、析了热泵蒸发器入口水温、冷凝器进口水温对热泵性能的影响，和利用数学公式推导了水源侧与用户侧循环水流量对热泵COP的影响。其次，本次实验将余热利用分为冬季和过渡季两种不同利用类型，分析了不同工况对热泵各部件运行参数及COP的影响。在冬季工况下，1）通过对不同进口温度循环水实验比较可知，随着机组进口水温的提升，蒸发器的蒸发温度、余热回收量和制热量都随之增大，及热泵COP不断增大；2）随着水源侧进、出热泵机组温差的增大，热泵的蒸发压力不断减小，从焓压图上可知，热泵回收余热量和蒸发温度不断减小，此时热泵冷凝器的参数基本不变，为了满足供暖的需要，所以使得

4、压缩机进、出口压比不断增大，热泵系统的COP逐渐减小。I摘要在过渡季工况下，分析了水源热泵回收电厂余热集中加热生活用水的可行性及加热过程对热泵COP和能耗的影响。随着热泵加热过程的不断进行，水箱中的水温由25℃逐渐升高到55℃，冷凝器的冷凝压力和温度不断增大，使得压缩机耗功不断增大，由于蒸发器的参数基本不变，制冷剂的冷凝压力又远远高于其蒸发压力，在加热过程中节流损失又随着水箱中水温的升高不断增大，所以热泵COP随着水箱中水温的升高逐渐减小。再次，通过对水热泵实验更进一步的分析发现，循环水温差增大，热泵的蒸发压力在不断减小，冷凝器的参数不变，压缩

5、机的出口压比增大，且压缩机耗功急剧增大速率比给水泵能耗降低速率快，导致热泵系统的COP在循环水温差不断增大时，先增大后逐渐减小，在循环水温差为7℃时，热泵系统性能系数最大。所以循环水大温差运行热泵并不是温差越大越好，循环水温差在7-9℃时，热泵运行最为节能，且其系统COP最大。关键词：水源热泵，循环水，节能，COPIIABSTRACTANALYSISANFSTUDYOFWATERHEATUTILIZATIONANDEFFICIENCYOFCIRCULATINGWATERSOURCEHEATPUMPUNITINTHERMALPOWERPLANTA

6、BSTRACTAtpresent,coal-firedpowergenerationisstillthemainformofpowergenerationinChina.MostofChina'sthermalpowerplantisusedinclosedcirculatingwatercoolingsystem,notonlyneedalotofcirculatingwaterinthecoolingtowercoolingsteamturbineexhaust,andwillcausealargenumberofcirculatingwa

7、terlossandheatloss,heatlossisabout60%ofthetotalheatloss.However,asthetemperatureofcirculatingwateristoolow,itisoftendischargeddirectly,whichnotonlywastestheresources,butalsodestroystheecologicalbalance.Withthematurityoftechnologysuchasheatpumpandheatpipe,lowqualitywasteheati

8、sreusedandbecomeanecessarytrendofenergysaving.Therefore,therecoveryoflowqua