節(jié)能減排戰(zhàn)略是我國的一項(xiàng)基本國策,而在節(jié)能減排戰(zhàn)略中建筑節(jié)能又占有著重要的位置。在我國的建筑總能耗中,北方城市供熱產(chǎn)生的建筑能耗占據(jù)的比重最大,因此,在北方城市的供熱方面進(jìn)行節(jié)能減排隨即成為了一件非常重要的事情。本文介紹了在節(jié)能減排方面進(jìn)行電廠循環(huán)水余熱回收利用技術(shù)的意義,介紹了各種電廠循環(huán)水余熱利用技術(shù),綜合描述了電廠循環(huán)水余熱利用的技術(shù)現(xiàn)狀和研究進(jìn)展。

  前言:近年來,我國的城市發(fā)展迅速,規(guī)模擴(kuò)建也很快。供熱會(huì)破壞人們的生存環(huán)境,同時(shí),大量的城鎮(zhèn)出現(xiàn)了供熱不足的問題。資料表明,循環(huán)水的余熱如果可以用于日常供熱中,我國的電廠可大大提高供熱能力。但是電廠在循環(huán)水的余熱利用方面經(jīng)常會(huì)遇到一些問題,即循環(huán)水在冬季溫度會(huì)比較低,達(dá)不到供熱的要求,因此我們需要想辦法把循環(huán)水的水溫變高一些?梢酝ㄟ^以下兩種方法:即把電廠的循環(huán)水當(dāng)成一種低位的熱源,然后再通過熱泵技術(shù)的原理去吸收掉余熱實(shí)現(xiàn)供熱或者通過某些方法保持汽輪機(jī)組在低真空環(huán)境下正常運(yùn)行。熱泵技術(shù)的基本思想是:電廠把30℃左右的常溫電廠循環(huán)水傳給用戶,通過地泵吸收熱量,再把冷卻的熱網(wǎng)水回收到凝汽器里當(dāng)成電廠的循環(huán)冷卻水使用。這種方法在業(yè)界備受關(guān)注。 
 
  一、低真空運(yùn)行技術(shù)
 
  大型電廠機(jī)組的凝汽器對(duì)循環(huán)水的要求是:在進(jìn)口處允許的最高溫度為33攝氏度,在出口處允許的最高溫度為45攝氏度,正好屬于高效散熱器所規(guī)定的溫度范圍。采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ沟脵C(jī)組的排氣壓力比設(shè)計(jì)值低,把40攝氏度的循環(huán)水供給用戶。監(jiān)測凝汽器的排熱負(fù)荷,當(dāng)它比用戶的熱負(fù)荷多時(shí),通過循環(huán)冷卻水可以把多余的熱量導(dǎo)入環(huán)境, 獨(dú)立調(diào)節(jié)熱點(diǎn)負(fù)荷。低真空環(huán)境下進(jìn)行低溫供熱有很多優(yōu)點(diǎn),首先它不會(huì)使機(jī)組運(yùn)行不正常,其次用戶熱負(fù)荷也不會(huì)影響它的發(fā)電功率。這種供熱方式在大容量的機(jī)組或中小號(hào)容量的機(jī)組中都適用。但它也有一些缺點(diǎn),它能夠利用的溫差比較小,使得輸送方面的能量消耗變大。它的缺點(diǎn)會(huì)對(duì)熱負(fù)荷造成一定的影響,熱負(fù)荷不大時(shí),循環(huán)水熱量就不能被充分利用,這會(huì)影響到系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性和綜合性。 
 
  二、汽輪機(jī)真空運(yùn)行技術(shù) 
 
  通過低真空改造后凝汽式汽輪機(jī)也可以供熱,凝汽器變成了整個(gè)熱水供熱系統(tǒng)的基本加熱器,之前的循環(huán)冷卻水成為供暖熱媒,對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行閉式循環(huán),可以對(duì)汽輪機(jī)凝汽所釋放的汽化潛熱進(jìn)行充分利用。當(dāng)需要更高的供熱溫度時(shí),則直接在在尖峰加熱器中進(jìn)行二級(jí)加熱就可以了。盡管低壓缸的真空度提高了,但是在相同的進(jìn)汽量條件下,與純凝工況相比,汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率也降低了,但由于降低了熱力循環(huán)中的冷源損失,仍然會(huì)在很大程度上提高系統(tǒng)總的熱效率。汽輪機(jī)低真空運(yùn)行技術(shù)使得熱用戶在實(shí)際上成為了熱電廠的冷卻裝置,有效的利用了汽輪機(jī)排放的余熱,這樣既避免了冷源損失,又提高了熱電廠的能源綜合利用效率,具有顯著的節(jié)能和環(huán)保效益。 
 
  三、熱泵回收余熱技術(shù) 
 
  若把機(jī)械能或電能作為補(bǔ)償條件,把熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中去,則具有這種能量傳遞方式的裝置就稱為熱泵。熱泵的節(jié)能效率很高,是一種可再生能源技術(shù)。電廠的循環(huán)水比常用的低溫?zé)嵩丛诤芏喾矫娑加袃?yōu)勢。將壓縮式熱泵設(shè)置在各區(qū)的熱力站,采用分布式電動(dòng)熱泵對(duì)電廠進(jìn)行供熱,在小區(qū)熱力站中轉(zhuǎn)入電廠凝汽器的循環(huán)水,通過壓縮式泵機(jī)組的降溫工序再返回凝汽器中加熱,由此便形成了一種循環(huán)狀態(tài)。熱泵按照驅(qū)動(dòng)力的不同可分為吸收式熱泵和壓縮式熱泵。冬天在制熱工況下,制冷劑本來處在低溫低壓的狀態(tài),通過蒸發(fā)器的處理,再通過壓縮機(jī)使它的溫度和壓強(qiáng)都升高,這樣便成為了蒸汽,再通過冷凝器的作用把溫度和壓強(qiáng)都升上去,又變成了濕蒸汽,以此方式進(jìn)行循環(huán)。夏天的時(shí)候,我們把水源熱泵的蒸發(fā)器替和冷凝器進(jìn)行替換,循環(huán)就會(huì)按反方向進(jìn)行。 
 
  分布式電動(dòng)熱泵供熱方式在設(shè)置專門的循環(huán)水管道時(shí),由于供回水和循環(huán)水的溫差限制會(huì)產(chǎn)生巨大的管道投資,并且會(huì)產(chǎn)生很大的輸送泵方面的能耗,因此不適合遠(yuǎn)距離輸送,只能在電廠附近很小的范圍內(nèi)進(jìn)行供熱。對(duì)熱泵收回的循環(huán)水余熱添加二次網(wǎng)熱水,可以用來為用戶提供生活熱水或供暖。集中式熱泵技術(shù)需要把電動(dòng)熱泵機(jī)組設(shè)置在電廠內(nèi),采用集中設(shè)置的方式,把凝汽器部分循環(huán)水導(dǎo)入蒸發(fā)器作為低位的熱源,放熱降溫后再對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行加熱,由此形成一次循環(huán)。把70攝氏度的一次網(wǎng)水加熱到90攝氏度,再通過汽水換熱器加熱到130攝氏度,最后就可以進(jìn)行人們生活熱水和供熱供應(yīng)。對(duì)熱泵進(jìn)行集中擺放,可以把回收的余熱導(dǎo)入城市熱網(wǎng),少了循環(huán)水管的建設(shè)這道工序,可以節(jié)省大量的資金和時(shí)間;由于熱網(wǎng)回水的溫度很高,隨之熱泵的制熱溫度也變得很高,這樣的話會(huì)降低一部分能效?紤]到集中吸收熱泵供熱方法和集中電動(dòng)泵供熱方法大體相同,我們可以通過汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)熱泵對(duì)循環(huán)水余進(jìn)行的吸收,來提高電廠的供熱能力。電廠的加熱環(huán)節(jié)將循環(huán)水導(dǎo)入城市熱網(wǎng)時(shí)不需要專門輸送管道的建設(shè),集中式吸收泵也存在著回水溫度高和熱泵能效低的問題,熱網(wǎng)水在加熱時(shí)升溫不大,循環(huán)水的余熱也受蒸汽的產(chǎn)量限制,因此不能完全回收循環(huán)水余熱。 
 
  四、結(jié)束語 
 
  由于傳統(tǒng)的汽輪機(jī)低真空運(yùn)行技術(shù)不適用于現(xiàn)代大容量、高參數(shù)機(jī)組,因此低真空運(yùn)行低溫供熱等技術(shù)對(duì)低真空運(yùn)行技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域方面進(jìn)行了很大的拓展。如果要把水源的熱泵技術(shù)進(jìn)行很好地應(yīng)用,則需要考慮熱量的傳送、能源效率和經(jīng)濟(jì)成本一系列等問題,并且需要根據(jù)我們的實(shí)際情況制定一套合適的系統(tǒng)形式。目前,用熱泵回收的循環(huán)水余熱技術(shù)還不能與大型的熱電聯(lián)產(chǎn)進(jìn)行很好的結(jié)合,但是它對(duì)循環(huán)水余熱進(jìn)行回收的基本原理非常好。目前大容量供熱機(jī)組存在大量的凝汽器排熱,如果可以把它用于供熱,則可在一定程度上提高電廠的熱效率,帶來豐厚的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。