復(fù)合余熱回收利用技術(shù)在熱電廠的應(yīng)用分析

王振興

摘 要：隨著我國的各項(xiàng)能源越來越緊張，國家對于能源利用率的重視程度不斷提升。在熱電廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，使用循環(huán)冷卻水時(shí)將會(huì)產(chǎn)生許多低溫?zé)崮?，通過采用熱泵設(shè)施對低溫?zé)崮苓M(jìn)行加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崮?。通過研究分析發(fā)現(xiàn)，只有采用科學(xué)、合理的方式把熱電廠的余熱循環(huán)利用起來，才能夠達(dá)到節(jié)能減排的效果，同時(shí)也能夠在一定程度上解決我國的能源供應(yīng)緊張問題。基于此，該文對復(fù)合余熱回收利用技術(shù)在熱電廠的應(yīng)用方式進(jìn)行了深入研究，并在此基礎(chǔ)上提出了相關(guān)理論建議。

關(guān)鍵詞：余熱 回收利用 熱電廠

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（a）-0071-02

近幾年以來，我國的大氣污染問題越來越顯著，在北方工業(yè)基地出現(xiàn)了大片的霧霾天氣，霧霾天氣的產(chǎn)生不利于我國當(dāng)前的生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。按照我國的環(huán)境監(jiān)測站調(diào)查統(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，在熱電廠的生產(chǎn)加工過程中，消耗大量的化石燃料，從而產(chǎn)生了各種粉塵顆粒污染物。但是為了促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)增長、改善人民的生活水平，必須采用火力發(fā)電的方式提高全國總發(fā)電量，在火力發(fā)電中受到生產(chǎn)工藝的影響，將會(huì)產(chǎn)生大量的余熱排放到空氣中，對空氣產(chǎn)生了極大的影響，而且浪費(fèi)了許多熱量、能源。與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國對于能源的利用效率非常低。為了緩解能源緊張的危機(jī)，提升空氣質(zhì)量，在熱電廠生產(chǎn)中必須加強(qiáng)運(yùn)用復(fù)合余熱回收利用技術(shù)，結(jié)合熱電廠生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用復(fù)合余熱回收利用技術(shù)，能夠回收大量的電廠余熱，避免余熱進(jìn)入大氣環(huán)境中，對大氣環(huán)境產(chǎn)生污染，而且還能夠提高熱電廠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

1 熱電循環(huán)以及熱泵循環(huán)的相關(guān)理論闡述

在熱電廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)歷非常繁雜的過程，這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)錯(cuò)綜復(fù)雜，而且需要消耗大量的能源，所以很容易造成熱電生產(chǎn)的余熱流失、浪費(fèi)。下面通過具體分析熱電循環(huán)以及熱泵循環(huán)進(jìn)行具體說明。

1.1 熱電循環(huán)

熱電循環(huán)主要指的是在熱電廠生產(chǎn)過程中運(yùn)用合適的方法把水轉(zhuǎn)換成水蒸氣，利用水蒸氣來提供動(dòng)力循環(huán)，這種動(dòng)力循環(huán)的方式節(jié)約了大量的能源。在現(xiàn)代化蒸汽動(dòng)力生產(chǎn)過程中，主要通過設(shè)置較高的蒸汽參數(shù)，對水蒸氣進(jìn)行回?zé)嵋约霸贌崽幚恚瑥闹蝎@取蒸汽動(dòng)力，以此來進(jìn)一步擴(kuò)大熱效率。但是采用這種熱電循環(huán)的方式，并不會(huì)達(dá)到良好的效果，冷卻水在冷卻的過程中會(huì)造成許多能量損耗，從而導(dǎo)致生產(chǎn)的總能的效率不高。在熱電廠實(shí)際生產(chǎn)過程中，回收余熱至關(guān)重要，其關(guān)系著實(shí)際生產(chǎn)效率，而且把冷卻水進(jìn)行回收利用，能夠提升實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

1.2 熱泵循環(huán)

熱泵在熱電廠生產(chǎn)中的運(yùn)用，能夠起到良好的能量采掘作用。其作為能量采掘裝置，在電能的支持下，可以把周圍環(huán)境中的能量采集出來，并且有效輸送給其他溫度非常高的系統(tǒng)實(shí)體中，這也是熱泵聚集熱能的原理。在熱電廠實(shí)際生產(chǎn)中采用熱泵技術(shù)，能夠達(dá)到良好的效果，而且在能源介質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，熱泵能夠隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化。

2 復(fù)合余熱回收系統(tǒng)的相關(guān)概述

2.1 煙氣余熱的回收系統(tǒng)

在熱電廠的生產(chǎn)加工中會(huì)產(chǎn)生許多煙氣余熱，這些煙氣余熱排到大氣環(huán)境中，將會(huì)嚴(yán)重影響大氣環(huán)境質(zhì)量，所以可以采用臥式相變換熱器來回收煙氣余熱。具體而言，臥式相變換熱器主要是利用水等循環(huán)介質(zhì)來吸收煙氣中的熱量，然后進(jìn)行相變，利用這種相變介質(zhì)與加熱介質(zhì)之間來進(jìn)行二次換熱，使煙氣中多余的熱量得到循環(huán)利用。臥式相變換熱器和傳統(tǒng)的低壓省煤器相比，具有更加顯著的優(yōu)勢：首先，臥式相變換熱器能夠起到調(diào)節(jié)換熱器中凝結(jié)水流量的作用，而且能夠?qū)κ軣崦娴淖畹捅跍剡M(jìn)行隨時(shí)調(diào)節(jié)和控制，這樣才能確保換熱器的壁溫能夠一直比煙氣酸露點(diǎn)的壁溫高，這樣才能防止酸腐蝕等一系列問題出現(xiàn)。其次，臥式相變換熱器能夠利用相變來進(jìn)行換熱，在相變流體進(jìn)行換熱時(shí)，將會(huì)放出或者吸收許多潛藏的熱量，但是不會(huì)改變流體的整體溫度，所以將會(huì)導(dǎo)致壁面附近流體層的溫度進(jìn)一步提升，而且流體傳熱系數(shù)也將逐漸增加，換熱器的傳熱效率會(huì)逐漸提高，在獲取熱量時(shí)，傳熱面積將逐漸縮小，從而節(jié)約了大量的金屬材料。

2.2 循環(huán)水余熱回收系統(tǒng)

通過采用低真空供熱改造的方式，雖然能夠在熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)入凝汽器的過程中，把汽輪機(jī)中多余的排汽熱量快速帶走，但是對于電廠開式循環(huán)水中殘余的熱量，卻不能完全回收出去。然而在回收循環(huán)水中多余的熱量時(shí)，采用溴化鋰吸收式熱泵卻能夠起到良好的效果，能夠把所有的循環(huán)水熱量全部帶出。而且在所有的余熱全部回收完成之后，能夠有效降低汽輪機(jī)的熱消耗率，熱電機(jī)中發(fā)電所消耗的煤炭用量也將大大減少，從而節(jié)約大量的煤炭資源。因此，為了有效回收電廠循環(huán)水余熱，在熱電廠生產(chǎn)過程中可以采用溴化鋰吸收式熱泵方案，充分運(yùn)用水蒸氣動(dòng)力，達(dá)到良好的吸熱效果。

3 熱電廠生產(chǎn)中熱泵在回收余熱中的應(yīng)用技術(shù)

3.1 壓縮式熱泵的回收余熱技術(shù)

在熱電廠生產(chǎn)過程中，采用壓縮式熱泵，能夠在電能的驅(qū)動(dòng)下使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而把各種蒸汽余熱全部吸收干凈。熱電廠在生產(chǎn)過程中，冷凝器在冷凝之后，產(chǎn)生了許多蒸汽余熱，所以可以采用壓縮式熱泵把這些蒸汽余熱進(jìn)行回收再利用。當(dāng)前，在城市高速發(fā)展的過程中，各行各業(yè)對于熱能和電能的需求不斷擴(kuò)大，熱電廠把許多多余的熱氣排放進(jìn)大氣中，不僅污染了環(huán)境，而且浪費(fèi)了資源，因此，在運(yùn)用電驅(qū)動(dòng)壓縮式熱泵能夠在不增加熱電廠容量以及維持排放量的基礎(chǔ)上，把熱電廠的供熱能力顯著提升，通過采用電驅(qū)動(dòng)壓縮式熱泵，不需要占用較大的面積，操作起來非常靈活、方便。

除此之外，在回收熱電廠的復(fù)合余熱時(shí)，也可以利用蒸汽驅(qū)動(dòng)壓縮式熱泵裝置，蒸汽驅(qū)動(dòng)壓縮式熱泵裝置能夠把循環(huán)水中多余的熱量吸收出來，并且給城市各個(gè)部分提供熱量。在小汽輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)熱泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠適用于許多復(fù)雜的環(huán)境，即使在斷電的情況下也可以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。但是在小汽輪機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須有足夠的蒸汽壓力，所以在投資運(yùn)用壓縮式熱泵回收余熱時(shí)，需要投入大量的資金成本。

3.2 吸收式熱泵的回收余熱技術(shù)

在運(yùn)用吸收式熱泵來回收余熱時(shí)，具體可以分為這樣兩種技術(shù)：第一，傳統(tǒng)的吸收式熱泵技術(shù)，也就是通過機(jī)械做功來驅(qū)動(dòng)熱泵中的工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。吸收式熱泵能夠運(yùn)用各種熱能來驅(qū)動(dòng)工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，從而把多余的熱量吸收出來，然后把這些多余熱量供應(yīng)給城市系統(tǒng)。第二，吸收式換熱新技術(shù)，這種新技術(shù)是近幾年研發(fā)出來的全新的技術(shù)，其主要利用混水的方式把凝汽器中多余的熱量全部回收出來，當(dāng)凝汽器中多余的溫度達(dá)到40 ℃以上時(shí)，就可以分成兩個(gè)方向傳遞熱量，一部分進(jìn)入蒸發(fā)器，另一部分進(jìn)入汽水換熱器，這兩部分的熱量全部得到升溫之后，一直提升到130 ℃以上之后，才會(huì)進(jìn)入熱力站。

在運(yùn)用壓縮式熱泵和吸收式熱泵時(shí)，必須密切注意各種實(shí)施細(xì)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況選擇應(yīng)用合適的連接方式，這樣才能更好地進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)換。而且為了有效回收余熱，必須使蒸發(fā)器前置和冷卻塔之間保持串聯(lián)，利用串聯(lián)的方式對于回收熱電廠余熱具有良好的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在熱電廠生產(chǎn)過程中，為了有效回收復(fù)合余熱，必須根據(jù)實(shí)際情況選擇應(yīng)用合適的回收技術(shù)，加強(qiáng)對余熱回收利用技術(shù)的研究分析，從節(jié)能減排的角度去使用復(fù)合余熱回收利用技術(shù)。

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