电厂温排水余热利用分析

作者:胡东亮 发布时间:2016-10-09   来源:中国电力网

  摘要:电厂温排水排放不仅对周围水域环境造成污染,还造成能量的极大浪费。以余热利用前景为基础,以节约能源、提高热经济性为出发点,介绍了热泵及余热养殖技术,对新技术应用及发展趋势进行展望。
  关键词:余热利用;热泵;余热养殖
  1 选题背景及意义
  随着经济的不断发展,电力需求逐渐增加,火(核)电机组也越建越大,电厂的冷却水量也随之增多,对于开式循环冷却水,受纳水体影响受到的热污染也越来越明显。在火电厂中,约有40%的热能转变为电能,而60%以上的热能主要通过锅炉烟囱和汽轮机凝汽器的循环冷却水释散到环境中,其中循环冷却水携带走的废热量占绝大部分。而在核电站,仅有33%热能转化为电能,其余的均变为废热。对1000 MW火电汽轮机组,循环冷却水量约35~45 m3/s,接近于目前排入日本东京市区10个污水处理厂的污水总量5×10 m3/d[1],温升8~10 ℃,温升所对应的热量约1.5×106~1.9×106 kJ/s,约合标准煤150万t/a。若采用表面直流冷却方式,将有大量废热通过冷却水排入附近水域,造成生态环境的破坏[2]。因此,如何能够有效地利用这些废热,变废为宝,减少温排水对周围生态环境的危害具有重大的现实意义。
  2 余热利用途径
  随着人民生活水平的提高,城市生活及轻工业生产中对中、低温热能的消费越来越多,如许多工业生产过程都需要70~110 ℃范围的热能,目前这些热能大都是通过电力或石油、天然气和煤炭等燃料的燃烧来获得。这是降低“燃料”这种非再生能源的高品位能为低品位能的使用,属不合理的能源分配。而热泵技术即是将低品位的电厂余热提高品位向工业供热,可节约大量的燃料。利用余热养殖,大力引进喜温水生动植物,可促进渔业发展。
  2.1 热泵技术
  2.1.1 研究现状
  世界上第一台热泵机组生产于20世纪30年代的欧洲,它以河水作为低温热源,向市政厅冬季供热,夏季供冷,输出的热水温度可达60 ℃,达到了一机两用的效果[3]。20世纪70年代初,是热泵技术发展史上的一个转折点。石油危机导致能源价格的大幅度上涨,为降低单位产值能耗,人们开始注意到热泵技术可以节约大量能源这一事实,于是各国竞相研制、开发,使热泵技术得到迅猛发展。我国的热泵工业相对于发达国家明显的滞后,从20世纪80年代起,改革开放政策所带来的经济飞速发展,大大促进了热泵工业的发展。1999年“火电厂余热综合利用研究评价—全国火电厂余热利用情况调查报告”指出:限于电厂循环冷却水排水余热温度在50 ℃以下,属于低品位热能,直接利用范围狭窄。目前,国内开展余热利用的电厂很少,仅占火电厂总数的16%。其中87%的电厂主要利用方式是水产品养殖,其利用量极少,且效率十分低下。因此,应组织人力,并有一定的投入,集中重点方向开展高效率余热利用技术的研究、实验和试点工作。即对热泵、热管这种技术含量高并已相当成熟的技术如何在电厂循环水余热利用中有效采用,组织攻关,建立示范工程,推广技术。

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