余熱回收原理的電廠節(jié)能降耗技術(shù)分析

彭雷

摘 要：余熱回收技術(shù)是電廠節(jié)能減排的主要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)我國資源和能源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前熱電廠余熱回收過程中采用的模式有背壓式和調(diào)節(jié)抽氣式兩種，前者工作過程中不需要冷凝器，后者則需要采用冷凝器。文章主要以調(diào)節(jié)抽氣式余熱回收模式為例，介紹了電廠余熱回收模式的工作原理以及有數(shù)，為電廠余熱回收技術(shù)的應(yīng)用提供了參考意見和建議。

關(guān)鍵詞：余熱回收；電廠；節(jié)能降耗

中圖分類號：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0174-01

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)環(huán)境的不斷惡化，當(dāng)今社會(huì)對環(huán)保和節(jié)能的要求越來越高。特別是對于電廠，如何采用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)其能源利用效率的提升和環(huán)境污染程度的降低是其未來發(fā)展過程中首要解決的問題。傳統(tǒng)情況下電廠產(chǎn)生的余熱直接被排放到大氣中，引發(fā)了一系列的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，同時(shí)也導(dǎo)致電廠中余熱的利用效率較低，因此下面我們就電廠余熱的回收技術(shù)進(jìn)行探討。

1 余熱回收模式

目前電廠余熱常用的回收方式主要有背壓式和調(diào)節(jié)抽氣式兩種，其中前者是將電廠發(fā)電產(chǎn)生的余熱通過熱電聯(lián)產(chǎn)的方式為居民區(qū)實(shí)現(xiàn)供暖。通過情況下電廠排放氣體的溫度超過了106 °，將其經(jīng)過供暖系統(tǒng)冷卻后得到的冷凝水重新通過手機(jī)返回到電廠鍋爐。余熱回收過程中沒有采用凝汽器，降低了余熱回收過程中能量的二次消耗。但是由于電廠產(chǎn)生氣體的輸送線路較長，氣體在傳輸過程中的能量損失情況非常嚴(yán)重，導(dǎo)致其熱量利用率一般處于70%左右。后者在使用過程中采用了汽輪機(jī)，其中高壓缸中的氣體的溫度達(dá)到了138 °C以上。氣體從高壓缸中排出之后，一方面可以通過供熱管道為居民生活提供熱力供應(yīng)；另一方面可以直接傳輸?shù)降蛪焊?，利用其余熱推?dòng)汽輪機(jī)工作。氣體溫度降低之后，得到冷凝水，通過凝汽器流出。

雖然后者熱電聯(lián)產(chǎn)供電模式使用了冷凝器設(shè)備，導(dǎo)致熱電循環(huán)熱的利用效率比背壓式要低，但是該方式能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電和供熱的獨(dú)立運(yùn)行，確保了電廠正常發(fā)電工作的進(jìn)行。

2 調(diào)節(jié)抽氣式熱電循環(huán)模式的工作原理

為了最大限度的實(shí)現(xiàn)對電廠產(chǎn)生余熱的利用，下面我們就以調(diào)節(jié)抽氣式熱電循環(huán)模式為例介紹其工作過程中的主要控制流程。

①如果聯(lián)合系統(tǒng)中沒有熱負(fù)荷，抽氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)低壓缸調(diào)節(jié)的閥門處于開啟狀態(tài)，確保了電廠中冷凝工作的正常進(jìn)行。

②如果系統(tǒng)中熱負(fù)荷較小，抽氣閥開啟的大小根據(jù)熱負(fù)荷需求情況進(jìn)行控制，從而確保熱力用戶的正常需求。

③如果系統(tǒng)中的熱負(fù)荷較大，抽氣閥和低壓缸的調(diào)節(jié)閥全部打開，設(shè)備工作在無節(jié)流狀態(tài)。

④如果系統(tǒng)中的熱負(fù)荷進(jìn)一步增加，系統(tǒng)會(huì)在將抽氣閥全部開啟的同時(shí)，降低低壓缸調(diào)節(jié)閥的開度，從而提高其進(jìn)氣量的多少，確保用戶能夠獲得足夠的熱量供應(yīng)。

⑤為了實(shí)現(xiàn)電廠正常發(fā)電工作，和電廠產(chǎn)生余熱的回收利用，在具體應(yīng)用過程中需要設(shè)計(jì)冬季供暖循環(huán)系統(tǒng)、全年熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)以及鍋爐回收加熱系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)在使用過程中既保持相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系。熱電廠可以根據(jù)用戶負(fù)荷的需求，實(shí)現(xiàn)對每個(gè)系統(tǒng)中流量的控制。如在冬季可以關(guān)閉鍋爐回收加熱系統(tǒng)，在夏天可以關(guān)閉供暖系統(tǒng)。首先循環(huán)水吸收電廠發(fā)電產(chǎn)生蒸汽中的部分熱量，使其溫度處于30～45 °C左右，然后循環(huán)水通過三通閥進(jìn)入熱泵，提高進(jìn)水口凝結(jié)水的溫度，使其重新循環(huán)到鍋爐房。

3 余熱回收技術(shù)的優(yōu)勢以及應(yīng)用效果

將發(fā)電廠產(chǎn)生的大量熱量進(jìn)行供暖，是一項(xiàng)非常重要的節(jié)能降耗技術(shù)，得到了發(fā)電廠的廣泛關(guān)注，該技術(shù)的應(yīng)用具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢。

3.1 節(jié)省熱電聯(lián)產(chǎn)的投資

余熱回收技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)l(fā)電廠產(chǎn)生的熱量直接用于居民生活供暖，無需在重新進(jìn)行換熱戰(zhàn)的建設(shè)，一方面節(jié)省了熱電轉(zhuǎn)換過程中設(shè)備和廠房的投入，另一方面還降低了人工管理成本的支出。

3.2 安裝方便

余熱回收技術(shù)中，其供水溫度一般保持在70°C左右，管道的膨脹率較低，能夠?qū)⒂糜跓崃枯斔偷墓艿缆裨O(shè)在地下，避免了傳統(tǒng)熱力管道在空中架設(shè)的弊端，確保了城市景觀的美化。同時(shí)在管道安裝過程中，可以根據(jù)街道的規(guī)劃情況進(jìn)行地下供水管道的設(shè)計(jì)，形成一個(gè)完整的供回水管網(wǎng)，降低城區(qū)中換熱站的數(shù)量。最后供回水管網(wǎng)可以從街道中直接接入各個(gè)住宅小區(qū)，方便用戶熱量的使用。

3.3 運(yùn)行安全性和舒適性較高

余熱回收系統(tǒng)中采用了閉式循環(huán)模式，只有熱電廠不存在安全隱患，就能夠確保供暖系統(tǒng)的正常運(yùn)行，且整個(gè)熱力供應(yīng)不受該地區(qū)停電或者停水現(xiàn)象的影響。另外用戶在使用過程中可以根據(jù)自己的需求調(diào)整其所需熱量的多少，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度的有效控制，確保室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

改造之前，某城區(qū)全部使用汽水換熱器進(jìn)行工段，通過對其歷史數(shù)據(jù)信息的計(jì)算，原供暖系統(tǒng)每年需要為用戶提供108 435 t的熱蒸汽量。經(jīng)過余熱回收改造之后，該城區(qū)每年能夠節(jié)電406 t，節(jié)煤13 311 t。通過余熱回收技術(shù)的改造，城區(qū)供暖系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量得到了明顯降低，實(shí)現(xiàn)了供暖系統(tǒng)維修所需要的人工和設(shè)備成本的投入的降低。同時(shí)余熱回收技術(shù)的應(yīng)用還提高了供熱管網(wǎng)的使用壽命，解決了傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)存在的冷熱不均問題，用戶室內(nèi)溫度合格率超過了95%，避免了人為因素導(dǎo)致的供暖系統(tǒng)中水量的減少。另外通過計(jì)算，余熱回收技術(shù)的應(yīng)用每年能夠?yàn)闊崃窘档?3 530 t煤炭的燃燒，降低了熱力公司的燃煤成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境的有效保護(hù)。由此可以看出，采用余熱回收技術(shù)進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)改造具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.4 具有較高的環(huán)保性

由于余熱回收過程中采用的技術(shù)不需要消耗任何能量，也不會(huì)產(chǎn)生任何污染，只是一個(gè)能量的轉(zhuǎn)換過程。因此該技術(shù)的采用具有較高的環(huán)保性能，而且還能夠降低電廠和熱力公司單獨(dú)運(yùn)行過程中燃煤產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w以及其它有害氣體會(huì)大氣環(huán)境造成的影響。

但是由于城市面積的不斷擴(kuò)展和城區(qū)用戶數(shù)量的不斷增加，對供暖量的需求不斷增加，現(xiàn)階段熱電廠面臨著非常嚴(yán)重的熱量供應(yīng)不足問題，影響了城市供熱的質(zhì)量。熱電廠產(chǎn)生的蒸汽雖然含有較大的熱量，但是其跟環(huán)境溫度相差較小，因此在余熱回收過程中如何將這部分能量進(jìn)行再利用是熱電廠首先要解決的問題。既要避免蒸汽直接排放到環(huán)境造成的環(huán)境污染，又要避免熱量提取造成的能源浪費(fèi)。

4 結(jié) 語

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，能源成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。傳統(tǒng)情況下電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量熱量直接排放到大氣中，居民生活所需熱量通過燃煤方式供應(yīng)，不論是那種生產(chǎn)方式都產(chǎn)生了能源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，不能夠滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。特別是隨著市場競爭的日益激烈，希望通過采用先進(jìn)的余熱回收技術(shù)，將電廠排放蒸汽中的熱量進(jìn)行重新回收，用于居民生活供熱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電廠和熱力企業(yè)的生產(chǎn)成本的降低。本文主要就余熱回收技術(shù)的原理和熱量回收模式進(jìn)行分析，給出了余熱回收技術(shù)的優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)效益，為熱電廠的可持續(xù)發(fā)展提供了參考依據(jù)。

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