余熱余壓利用循環(huán)水熱能利用技術(shù)的探討上海青浦工業(yè)園區(qū)熱電有限公司孫利軍摘要:以上海青浦工業(yè)園區(qū)熱電有限公司的節(jié)能項目為例,介紹了利用火力發(fā)電機鉏循環(huán)水熱能的各種方案,最后以凝汽器分割區(qū)間的方式完成了該節(jié)能項目。文章研究了低品位熱能利用的可行性,并提出如何用最簡單的方法完成此類節(jié)能項目的新思路。關(guān)鍵字:節(jié)能,循環(huán)水,凝汽器,低品位熱能,利用The Research of Heat Energy From Cycle Water's ApplicationSun Li JunAbstract: based on thermoelectric companys energy-saving project in qingpu industrialarea,the article introduces all kinds of accessible plans of heat energy from cycle water ofthermal generator set. Finally using condenser cell segmentation method to accomplishes theenergy-saving project. The article also studies the possibility of using low grade heat energyand suggest that there are some new perspectives to make use of the simplest method tonergy-saving proKeywords: energy-saving, cycle water, condenser, low grade heat energy, utilize前言水泵的年耗電量9257萬kWh,冷卻塔風機耗電火力發(fā)電廠凝汽器中循環(huán)水把過熱蒸汽乏汽7128萬kWh,合計16385萬kWh,按供電煤耗的熱能帶走,這部分熱能占到總能耗的20%左右。330gkWh計算,折標煤541t?？傆嬅磕暝谘h(huán)水本文探討如何利用這部分熱能。冷卻系統(tǒng)上耗標煤19855t。由此可見,循環(huán)水系統(tǒng)部分消耗的能量非常大,也是火力發(fā)電機組節(jié)能工1循環(huán)水熱能利用要求的提出作的重點對象。在凝汽器的水側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)將凝汽器的熱能雖然循環(huán)水的節(jié)能潛力非常大,但是循環(huán)水的帶出,在冷卻塔內(nèi)通過循環(huán)水的噴淋和蒸發(fā)在風溫度非常低,僅28℃左右,屬于低品位能源可利機的強制通風下,把乏汽的熱能散發(fā)到大氣中。用的場合很少又由于溫差小,利用的難度比較大。以本項目的1MW抽凝機組為例,每年僅循對于熱電聯(lián)產(chǎn)的企業(yè),供熱機組的水處理系統(tǒng)環(huán)水帶走的熱量折合標煤達到19314t,加上循環(huán)需要用100m沿h的工業(yè)水來制作除鹽水。因為水節(jié)能【作者簡介】孫利軍,1955年10月,男漢族副總工程師研究方向:發(fā)電機組的安全、環(huán)保和節(jié)上海節(jié)量18余熱余壓利用處理系統(tǒng)是反滲透裝置,根據(jù)反滲透裝置特性制循環(huán)水,直接在凝汽器內(nèi)加熱,是一個循環(huán)水熱能水溫度要求在25℃左右如果溫度低,制水率將大利用的好方法。具體實施時首先要確定分割比例幅度下降。為此,在冬季水溫較低時需要采用蒸汽以循環(huán)水流量1600mh,工業(yè)水流量160加熱來提高工業(yè)水的溫度,因此消耗了大量蒸汽。mh(考慮今后發(fā)展加60%余量)計算,凝汽器銅如果可以節(jié)約這部分熱能將是一個有價值的節(jié)能管總數(shù)為3432根,分割出的總數(shù)應為10%左右。項目。由于要加熱的工業(yè)水溫度接近循環(huán)水溫度,如圖1所示,實際數(shù)為進水180根,出水182根因此首先考慮利用循環(huán)水的熱能?？傆?62根基本達到設計要求。2循環(huán)水熱能利用方案選擇1)循環(huán)水直接作為水處理系統(tǒng)的工業(yè)水。分流一部分循環(huán)水作為工業(yè)水,直接送到水處理系統(tǒng),是最簡單有效的熱能利用方案。但是,循環(huán)水與工業(yè)水相比,水質(zhì)相差很大。以濃縮倍數(shù)2的循環(huán)水為例,其中的鈣鎂離子濃度增加了一倍,濁分高位示意圖度增加了10倍,水處理系統(tǒng)要耗費更多的能量來去除這部分雜質(zhì),顯然是不可取的。圖1分割比例位置圖2)安裝一臺換熱器將循環(huán)水的熱能傳給工業(yè)水由于循環(huán)水與工業(yè)水的溫差很小,必須要設計分割數(shù)量確定后,根據(jù)銅管的分布,以60°和高效的換熱器,對換熱器的材質(zhì)換熱面積提出了120角的自然縫隙,用鐵板隔開。鐵板的二側(cè)與凝很高的要求,換熱器的成本升高使節(jié)能項目變的很汽器的外殼焊接;頂部用蓋板、橡皮和不銹鋼螺栓不經(jīng)濟。密閉固定,可以在檢修時打開;底部因靠近銅管不3)利用凝汽器一側(cè)加熱工業(yè)水可焊接,只能用環(huán)氧樹脂密封。如圖2所示:凝汽器本身也是一個換熱器,左右二側(cè)各有50%的容量如果利用凝汽器一側(cè)作為加熱工業(yè)水不性哥一的換熱器,也可以達到加熱工業(yè)水的目的。但問題是:循環(huán)水總流量為1600m/,一側(cè)流量為800mh,而要加熱的工業(yè)水流量為100mh,浪費了凝汽器44%的換熱能力,發(fā)電效率也要相應下降,顯然也是得不償失。AA安較示意圖4)分割部分凝汽器加熱工業(yè)水。雖然第三個方案得不償失,但是以凝汽器作為2隔板安裝圖換熱器加熱工業(yè)水的思路切實可行,主要解決水量在凝汽器的一端做一個進水小室和出水小室比例即可。于是就有了本文要討論的“分割部分凝在凝汽器的另一端做一個連通小室。對應進水小室汽器加熱工業(yè)水”方案。和出水小室各安裝進、出水管安裝進、出水閥和旁通閥。進、出水管上還安裝了測溫用的熱電阻和測3循環(huán)水熱能利用方案實施壓用的變送器凝汽器的循環(huán)水進囗和工業(yè)水進口分割出部分凝汽器的換熱面積用工業(yè)水替代都安裝了流量計,所有測量信號傳到DCS系統(tǒng)由SHANGHAI ENERGY CONSERVATION 192009年罷5期余熱余壓利用電腦顯示。管道連接如圖3所示。工業(yè)水平均進水溫度為1214℃平均出水溫度2512C,平均溫差為1298℃可以計算出年節(jié)能量=100×180×24×12987000=801(噸標煤)其中工業(yè)水加熱年耗能量噸標煤工業(yè)水流量,100m3/h;d一加熱天數(shù),180天每天加熱小時數(shù)24時Tc一工業(yè)水平均進出口溫差,1298℃→去水處理Qd—標煤低位熱值,7000 kcal/kg僅以工業(yè)水提升的溫度計算每年的節(jié)能量折標煤801噸,其中還沒有計算產(chǎn)生這些蒸汽應該圖3管道連接圖要消耗更多的煤(鍋爐熱效率92%)。4循環(huán)水熱能利用節(jié)能效果工業(yè)水替代了部分循環(huán)水后理論上可以減少循改造后的循環(huán)水系統(tǒng)如圖4所示,凝汽器被分環(huán)水量10%,而實際上只是通過凝汽器的流速增加割出1/10用于水處理系統(tǒng)的工業(yè)水加熱,原來用于流量并未減少。原因是循環(huán)水泵未安裝變頻器無法蒸汽加熱的板式換熱器停止使用。每年11月到次年調(diào)節(jié)流量。如果安裝了變頻器按照減少10%循環(huán)水4月需要加熱6個月實測溫度數(shù)據(jù)見表1。量計算還可以減少循環(huán)水泵的耗電27%,一年可節(jié)裹1凝汽器的循環(huán)水和工業(yè)水加熱后的實測溫度(℃)電125萬kWh。按供電煤耗3909Wh計算折標H12月1月2月3月4月平均溫差煤41t總計該項目每年可節(jié)約標煤842循環(huán)水進口溫度2086203918091642206020491948循環(huán)水9785存在問題及解決方案3180301627052539313529752925出口溫度本項目最大的難點在于小室側(cè)板的密封。由于業(yè)水15111041697732131319291214進口溫度凝汽器銅管緊密分布,隔板插在縫中已經(jīng)沒有焊接工業(yè)水255025582566241253624502512位置,而且銅管是采用漲管形式密封,焊接的溫度出口溫度足以使銅管泄漏因此只能用環(huán)氧樹脂密封。用隔板做成的小室是平面結(jié)構(gòu),承受的壓力極其有限,舉例來說,如果小室內(nèi)外有01MPa的壓差,將會產(chǎn)生310kg的推力。顯然環(huán)氧樹脂密封處會立即脫開發(fā)生泄漏,工業(yè)水與循環(huán)水相互串流。要保證小室內(nèi)外極小的壓差,可以采用壓力平衡管的形式。在小室的出口管加裝門型管,其高度等于冷卻塔噴淋管的高度控制工業(yè)水流量的調(diào)節(jié)閥安裝在加小室的進口管上,這樣工業(yè)水系統(tǒng)的各點壓力接近環(huán)水食于循環(huán)水的各點壓力操作時保證全開工業(yè)水出口圖4改造后工藝流程圖(下轉(zhuǎn)第32頁)20 SHANGHAI ENERGY CONSERVATION余熱余壓利用水點。熱回收系統(tǒng)在制冷季節(jié)(4-11月)熱回收制造余熱回收,可以收到很好的經(jīng)濟效益系統(tǒng)運行熱水同時向醫(yī)院主體樓供冷。費用大幅降低,同時降低了環(huán)境的熱污染是應該33經(jīng)濟性分析大力推廣的節(jié)能技術(shù)。采用冷凝余熱熱回收系統(tǒng)后,門診樓年增加耗電369萬KWh,節(jié)約3-11月制生活熱水天然氣參考文獻耗量201萬Nm3,節(jié)約制冷系統(tǒng)天然氣耗量65]程代京,劉銀河。蒸氣凝結(jié)水的回收及利萬Nm3,以電價078元度天然氣312元/Nm用,北京:化學工業(yè)出版社,2007計,年節(jié)約制熱水費用600萬元。傳肺樓年增加閃2]丁崇功,工業(yè)鍋爐設備,北京:機械工業(yè)出耗電666萬KWh,節(jié)約3-11月制生活熱水天然版社2009氣耗量409萬Nm,節(jié)約制冷系統(tǒng)天然氣耗量3]王浩,賓館冷水機組熱回收技術(shù)應用研究17.0萬Nm3,年節(jié)約制熱水費用1286方元。碩士學位論文).西安:西安建筑科技大學,20054]樂照林.新型螺桿式熱回收冷水機組的節(jié)4小結(jié)能應用:2002年全國暖通空調(diào)制冷學術(shù)年會論文通過對瑞金醫(yī)院能源系統(tǒng)流向、建筑能耗分集,No258-261布、耗能設備狀況的現(xiàn)場調(diào)查與研究分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)5]侯博元,王榮新.淺析蒸汽凝結(jié)水的綜合利有能源系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)與節(jié)能改造重點。通過節(jié)能改用團,區(qū)域供熱,2004(4):28葉+“+-+--+-+““+葉“十+“+十+十“+十“+“十”十++…(上接第20頁)和20%二個小室,那么用戶就可以獲得10%20閥,即可保證小室內(nèi)外極小的壓差30%、……、100%十種不同容量的換熱器,其中可以當然,如果凝汽器制造廠事先割出10%的小流通各種需要加熱的水。在原有設備上進行改造時應室,或者犧牲41根銅管,將側(cè)板直接焊接,那么上該注意:當隔絕要求不高同時小室內(nèi)外壓差很小時,面的問題也不存在了。可以采用本文所述的環(huán)氧樹脂密封方案;當隔絕要求較高或者小室內(nèi)外有一定的壓差時,應采用焊接形6循環(huán)水熱能利用前景式,必須犧牲一排銅管焊接時要注意不能使周邊的由上述分析可知火力發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)可利銅管泄漏,側(cè)板和蓋板要進行承壓計算。用的熱能相當大,應用的范圍有待于進一步發(fā)掘。與太陽能利用地熱利用相比循環(huán)水的熱能利如果是熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)如本文所述,首先應考慮水用項目投資少效果好特別是可以一舉兩得在利用處理系統(tǒng)的工業(yè)水加熱;其次,根據(jù)政府的節(jié)能規(guī)熱能的同時減少了循環(huán)水泵和冷卻塔風機的耗電。定,冬季空調(diào)的溫度不高于20°℃,循環(huán)水的熱能應低品位熱能利用,技術(shù)形式多種多樣,只要開該可以用于冬季取暖,以循環(huán)水系統(tǒng)做一個中央空拓思路,認真研究,一定能想出更多更好的節(jié)能新調(diào),冬季可以不額外耗能還可以節(jié)省冷卻塔風機方案,為企業(yè)社會節(jié)約更多的能源。的耗電;再次,室內(nèi)游泳池的水溫一般控制在26℃,利用循環(huán)水的熱能正合適;其它如溫室大棚,參考文獻:養(yǎng)殖業(yè)魚池等等需要低溫熱源地方,都可以考慮]薛兵,王瑞平,魏忠義等.工程熱力學M,采用循環(huán)水的熱能。西安:陜西科學技術(shù)出版社,2005.8循環(huán)水的熱能利用技術(shù)實施簡單投資低。如果2]錢頌文,換熱器設計手冊M],北京:化工工由凝汽器制造廠在凝汽器的左右二側(cè)預先做好10%業(yè)出版社,2002832 SHANGHA!. ENERGY CONSERVATION09靠第5期