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浅析电厂循环水余热利用技术综述
作者:李伟  时间:2014/7/11 16:08:00  来源:论文天下论文网

  摘要:节能减排战略是我国的一项基本国策,而在节能减排战略中建筑节能又占有着重要的位置。在我国的建筑总能耗中,北方城市供热产生的建筑能耗占据的比重最大,因此,在北方城市的供热方面进行节能减排随即成为了一件非常重要的事情。本文介绍了在节能减排方面进行电厂循环水余热回收利用技术的意义,介绍了各种电厂循环水余热利用技术,综合描述了电厂循环水余热利用的技术现状和研究进展。


  关键词:热电联产,电厂,循环水,余热回收,热泵技术


  前言:近年来,我国的城市发展迅速,规模扩建也很快。供热会破坏人们的生存环境,同时,大量的城镇出现了供热不足的问题。资料表明,循环水的余热如果可以用于日常供热中,我国的电厂可大大提高供热能力。但是电厂在循环水的余热利用方面经常会遇到一些问题,即循环水在冬季温度会比较低,达不到供热的要求,因此我们需要想办法把循环水的水温变高一些。可以通过以下两种方法:即把电厂的循环水当成一种低位的热源,然后再通过热泵技术的原理去吸收掉余热实现供热或者通过某些方法保持汽轮机组在低真空环境下正常运行。热泵技术的基本思想是:电厂把30℃左右的常温电厂循环水传给用户,通过地泵吸收热量,再把冷却的热网水回收到凝汽器里当成电厂的循环冷却水使用。这种方法在业界备受关注。
  一、低真空运行技术
  大型电厂机组的凝汽器对循环水的要求是:在进口处允许的最高温度为33摄氏度,在出口处允许的最高温度为45摄氏度,正好属于高效散热器所规定的温度范围。采取适当的方法使得机组的排气压力比设计值低,把40摄氏度的循环水供给用户。监测凝汽器的排热负荷,当它比用户的热负荷多时,通过循环冷却水可以把多余的热量导入环境, 独立调节热点负荷。低真空环境下进行低温供热有很多优点,首先它不会使机组运行不正常,其次用户热负荷也不会影响它的发电功率。这种供热方式在大容量的机组或中小号容量的机组中都适用。但它也有一些缺点,它能够利用的温差比较小,使得输送方面的能量消耗变大。它的缺点会对热负荷造成一定的影响,热负荷不大时,循环水热量就不能被充分利用,这会影响到系统的整体经济性和综合性。
  二、汽轮机真空运行技术
  通过低真空改造后凝汽式汽轮机也可以供热,凝汽器变成了整个热水供热系统的基本加热器,之前的循环冷却水成为供暖热媒,对热网系统进行闭式循环,可以对汽轮机凝汽所释放的汽化潜热进行充分利用。当需要更高的供热温度时,则直接在在尖峰加热器中进行二级加热就可以了。尽管低压缸的真空度提高了,但是在相同的进汽量条件下,与纯凝工况相比,汽轮机的相对内效率也降低了,但由于降低了热力循环中的冷源损失,仍然会在很大程度上提高系统总的热效率。汽轮机低真空运行技术使得热用户在实际上成为了热电厂的冷却装置,有效的利用了汽轮机排放的余热,这样既避免了冷源损失,又提高了热电厂的能源综合利用效率,具有显著的节能和环保效益。
  三、热泵回收余热技术
  若把机械能或电能作为补偿条件,把热量从低温物体转移到高温物体中去,则具有这种能量传递方式的装置就称为热泵。热泵的节能效率很高,是一种可再生能源技术。电厂的循环水比常用的低温热源在很多方面都有优势。将压缩式热泵设置在各区的热力站,采用分布式电动热泵对电厂进行供热,在小区热力站中转入电厂凝汽器的循环水,通过压缩式泵机组的降温工序再返回凝汽器中加热,由此便形成了一种循环状态。热泵按照驱动力的不同可分为吸收式热泵和压缩式热泵。冬天在制热工况下,制冷剂本来处在低温低压的状态,通过蒸发器的处理,再通过压缩机使它的温度和压强都升高,这样便成为了蒸汽,再通过冷凝器的作用把温度和压强都升上去,又变成了湿蒸汽,以此方式进行循环。夏天的时候,我们把水源热泵的蒸发器替和冷凝器进行替换,循环就会按反方向进行。
  分布式电动热泵供热方式在设置专门的循环水管道时,由于供回水和循环水的温差限制会产生巨大的管道投资,并且会产生很大的输送泵方面的能耗,因此不适合远距离输送,只能在电厂附近很小的范围内进行供热。对热泵收回的循环水余热添加二次网热水,可以用来为用户提供生活热水或供暖。集中式热泵技术需要把电动热泵机组设置在电厂内,采用集中设置的方式,把凝汽器部分循环水导入蒸发器作为低位的热源,放热降温后再对汽轮机进行加热,由此形成一次循环。把70摄氏度的一次网水加热到90摄氏度,再通过汽水换热器加热到130摄氏度,最后就可以进行人们生活热水和供热供应。对热泵进行集中摆放,可以把回收的余热导入城市热网,少了循环水管的建设这道工序,可以节省大量的资金和时间;由于热网回水的温度很高,随之热泵的制热温度也变得很高,这样的话会降低一部分能效。考虑到集中吸收热泵供热方法和集中电动泵供热方法大体相同,我们可以通过汽轮机驱动热泵对循环水余进行的吸收,来提高电厂的供热能力。电厂的加热环节将循环水导入城市热网时不需要专门输送管道的建设,集中式吸收泵也存在着回水温度高和热泵能效低的问题,热网水在加热时升温不大,循环水的余热也受蒸汽的产量限制,因此不能完全回收循环水余热。
  四、结束语
  由于传统的汽轮机低真空运行技术不适用于现代大容量、高参数机组,因此低真空运行低温供热等技术对低真空运行技术在应用领域方面进行了很大的拓展。如果要把水源的热泵技术进行很好地应用,则需要考虑热量的传送、能源效率和经济成本一系列等问题,并且需要根据我们的实际情况制定一套合适的系统形式。目前,用热泵回收的循环水余热技术还不能与大型的热电联产进行很好的结合,但是它对循环水余热进行回收的基本原理非常好。目前大容量供热机组存在大量的凝汽器排热,如果可以把它用于供热,则可在一定程度上提高电厂的热效率,带来丰厚的社会效益和经济效益。

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