1、论循环冷却水废热回收利用问题的研究摘要：随着人们生活水平的提高，对电力供应的稳定性、可靠性及经济性提出了更高要求。当前我国电力工业主要为燃煤火电，凝汽式汽轮发电属于燃煤发电的主要形式，其发电量占总发电量的 80%左右。然而在这类发电厂中其热能利用率十分低，造成了严重的能量浪费并带来了环境污染问题。提出采取热泵技术进行循环冷却水废热回收利用，提高能量利用率。在分析热泵技术进行循环冷却水废热回收利用可行性分析的基础上，对其工作原理及设计方案进行了研究。通过实际应用，对热泵技术进行循环冷却水废热回收利用的综合效益进行探究。 关键字：热泵技术 循环冷却水 废热回收利用 Abstract: with t
2、he improvement of peoples living standard, stability, reliability and economy of power supply put forward higher requirements. The current our country electric power industry are mainly coal-fired thermal power, condensing steam turbine power belongs to the main form of coal-fired power generation,
3、its output accounts for about 80% of the total generating capacity. However in this type of power plant, the heat energy utilization rate is very low, caused serious waste of energy and brings environmental pollution problems. Taking heat pump technology for circulating cooling water waste heat recy
4、cling, improve energy utilization. Based on the analysis of heat pump technology for circulating cooling water waste heat recycling, on the basis of feasibility analysis, studied the working principle and design scheme. By practical application, the heat pump technology for circulating cooling water
5、 waste heat recovery and utilization of comprehensive benefit of probing. Key words: circulating cooling water waste heat recycling heat pump technology 中图分类号：TS734+.9 文献标识码：A 在燃煤发电厂中多应用凝汽式汽轮发电，其热能利用率较低，超过一半以上的热量随着循环冷却水及冷却塔被驱散到大气环境中。因循环冷却水温度多在 20-40之间，低于 50，属于低品位热源。很多发电厂对这部分热量缺乏回收利用的意识，导致能量浪费的同时，带来了
6、环境污染等问题。提出应用热泵技术，提高低品位能量品位，扩大循环冷却水废热适用范围，从而进一步提高其利用率，节约能源，保护环境，实现经济与生态效益。 一、热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的可行性分析 因火电厂循环冷却水废热温度较低，属于低品位热能，直接应用的可行性较低，且利用效率不高，为此，提出应用热泵技术，进行低品位热能品位提高，从而扩大废热应用范围，进一步提高废热回收利用效率。随着科学技术的不断发展，热泵技术的应用越发广泛，并出现了众多类型，如地源热泵、空气源热泵、太阳能热泵、污水源热泵、工业余热热泵等。因热源存在着特殊性，导致热泵设备在应用中仍存在着一定问题，如地源热泵对地温影响，空气源
7、热泵蒸发器结霜，污染源热泵设备腐蚀等。 火电厂循环冷却水水质较好，其流量及温度相对稳定，应用热泵技术进行冷却水废热回收利用，存在着较多优势，其优势主要表现在以下几个方面：第一，节省投资，位于地面，在安装换热器及管路时不需要进行深竖井开凿；第二，存在的问题较少，相对空气源热泵，循环冷却水热泵其蒸发器不会出现结霜问题，且转热性能较好，启动时间较短，循环水质较好，不存在腐蚀设备等问题；第三，提高发电功率，通过循环冷却水回收利用，可以降低凝汽器进入温度，进一步增加凝汽器真空度，有利于提高汽轮机发电功率。 虽然火电厂循环冷却水能够作为热泵低位热源，但热泵出水温度较低限制着热泵应用的范围的进一步扩大。一般
8、来说，热泵出水温度多为60，超高温热泵其出水温度能够达到 85。 二、热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的工作原理及设计 针对热泵技术在循环冷却水中的回收与利用，有学者提出通过热泵回收废热，并应用于供热系统中。但在综合分析研究后发现，热泵供热温度普遍偏低，难以满足大规模供热系统要求，如将其应用于供热系统中，将会增加供热系统运行成本，难以实现供热的经济效益。在分析火电厂生产特征及回收利用问题的基础上，提出通过热泵技术，将电厂中循环冷却水携带废热低位能量进行回收，将循环冷却水废热回收后应用于凝汽器冷凝水预热环节，实现循环冷却水废热不间断回收与利用，实现其综合效益。 （一）热泵在循环冷却水废热回收利
9、用中的工作原理 热泵属于一种能量提升装置，可以将热量由低温环境向高温环境进行输送。在火电厂中应用热泵回收技术，其工作原理为：应用热泵设备，在消耗电能或高温蒸汽等高位能的基础上，吸收循环冷却水中存在的低位热能，并将低位废热与高位能融合在一起，经过热力循环系统，将热能输送到高温环境中，从而实现废热回收利用。一般通过供热系数作为评价热泵机组工作性能的指标，如电动压缩式热泵其供热系数普遍在 3-5之间。 （二）热泵在循环冷却水废热回收利用的方案设计 通过热泵技术，将电厂中循环冷却水携带废热低位能量进行回收，将循环冷却水废热回收后应用于凝汽器冷凝水预热环节，实现循环冷却水废热不间断回收与利用。基于以上设
10、计理念，热泵在循环冷却水废热回收利用的方案设计具体下图： 图 1：热泵在循环冷却水废热回收利用的方案设计示意图（热泵部分为图中压缩机、热换器、节流阀，箭头为介质流向） 在火电厂中，其汽轮发电机组常规循环冷却水系统主要是由积水池、循环水泵、凝汽器、冷却塔等组成。热泵废热回收系统则是由热泵压缩机、换热器、节流阀等构成。在上图中，换热器 1 为蒸发器，其主要功能为吸热。换热器 2 作用则与冷凝器作用相当。将循环冷却水直接引入到换热器 1 中，经过处理后，水进入到积水池或凝汽器，凝结水则经过热泵换热器 2 进行加热处理，然后输送给电厂锅炉房，从而实现热泵在循环冷却水中的废热回收与利用，实现了良好的综合
11、效益。 三、热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的综合效益分析 如在某企业中应用的是 300MW 机组，为实现废热回收利用，进行热泵技术的设计并应用，热泵应用的是电动压缩式热泵，其供热系数为3.5。通过热泵技术的应用，提高了冷凝器放热热量，节省了大量煤炭应用量，降低了企业运行成本，为企业实现了经济效益。因每降低一吨煤燃烧，则会减少 440kg 二氧化碳排放，减少灰渣及烟尘排放，从而实现了废热回收利用的环境效益。 四、结语 电力需求的不断增加，为保障电力供应的稳定性及可靠性，对电力企业发电量提出了更高要求。在我国发电结构中，燃煤发电是其主要形式。然而燃煤发电需要消耗大量的煤炭，并带来严重的污染问题
12、。在燃煤发电厂中，其热能利用率较低，尤其是循环冷却水的回收与利用率较低。提出应用热泵技术，提高循环冷却水废热回收利用率。本文在分析热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的可行性的基础上，对热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的工作原理及设计方案进行了研究，并结合案例，证明了热泵技术的应用，可以为企业实现良好的经济效益及环境效益。 参考文献： 1张鹏飞. 水源热泵回收电厂循环冷却水废热进行集中供热的探讨J. 科技风,2011,01:253. 2牛永胜,王建学. 煤矿电厂辅机冷却水废热回收利用试验研究J. 煤炭科学技术,2012,09:125-128. 3黄为炜,黄伏根. 余热发电循环冷却水系统的节能设计J. 工程建设,2013,04:53-61. 4孔祥强,马殿群,李瑛. 循环冷却水余热回收供热节能分析J. 热力发电,2013,06:9-12+16.
