火电厂余热回收发电技术

21/23火电厂余热回收发电技术第一部分火电厂余热回收发电技术概述 2第二部分余热回收发电的经济效益分析 4第三部分余热回收发电对环境的影响 6第四部分余热发电技术的分类 8第五部分余热发电技术的现状与发展趋势 10第六部分余热发电技术的应用实例 12第七部分余热发电技术的关键技术 14第八部分余热发电技术的优化设计 17第九部分余热发电技术的运行管理 19第十部分余热发电技术的政策支持 21

第一部分火电厂余热回收发电技术概述#一、火电厂余热回收发电技术概述

1.技术原理：火电厂余热回收发电技术通过回收火电厂生产过程中的余热，将其转化为电能，提高发电效率，能源利用率。

2.余热来源：火电厂余热主要来自锅炉、汽轮机、发电机等设备，包括：

-锅炉余热：锅炉燃烧燃料过程中，产生的大量高温烟气，这些烟气含有大量热量。

-汽轮机余热：汽轮机在发电过程中，蒸汽通过叶片做功产生动能，余下的蒸汽仍含有余热。

-发电机余热：发电机在发电过程中，电能转化为动能，电动机发热，这些热量也是余热。

3.回收方式：火电厂余热回收方式主要有：

-利用余热加热补给水：在火电厂循环系统中，回热蒸汽和除氧器加热蒸汽是加热补给水的热源，补给水加热系统与发电系统循环系统合并，在热力系统中发挥了综合热力平衡的功能。

-利用余热加热厂区生活和生产用水：一般，火电厂余热回收对厂区生活和生产用水的加热是系统闭路的回收，在整个系统闭路循环运行过程中，热量几乎没有损失，可供加热的液体量约占全厂锅炉用水量的10%～20%，能满足一般厂区的热水需求。

-利用余热向外供热：火电厂余热供热的基本原理是将热媒（如热水、蒸汽等）从热源系统中取出，加热后送往用户系统，用户对热媒进行冷却，冷却后的热媒再送往热源系统中继续加热，完成整个热交换过程。

-利用余热发电：火电厂余热发电装置属于热力发电装置，发电原理与汽轮发电机组无本质区别。

4.性能评价指标：火电厂余热回收发电系统性能评价指标包括：

-发电效率：火电厂余热回收发电系统中的发电机发出的电量与送到发电机中蒸汽的焓差的比值。

-系统热效率：余热锅炉蒸汽焓值与输入燃煤热值的比值。

-折算燃煤量：将火电厂余热回收汽轮发电机所发生电时的煤耗折算成常规汽轮发电机所发生的电时的耗煤量。一般以标准煤折算。

5.技术特点：火电厂余热回收发电技术具有以下特点：

-节能减排：通过回收火电厂余热，提高发电效率，减少燃料消耗、排放，从而达到节能减排的目的。

-清洁高效：火电厂余热回收发电是清洁高效的发电方式，不产生任何污染物。

-经济实惠：火电厂余热回收发电不需要新建发电厂，投资成本较低，经济效益显著。第二部分余热回收发电的经济效益分析余热回收发电的经济效益分析

余热回收发电是一种利用生产过程中产生的余热来发电的技术，具有节能减排、降低成本、提高能源利用率等优点。

1.经济效益分析方法

余热回收发电的经济效益包括以下几个方面：

*降低生产成本：余热回收发电可以减少对外部能源的依赖，降低生产成本。

*增加发电收入：余热回收发电可以增加发电收入，提高企业的利润水平。

*提高能源利用率：余热回收发电可以提高能源利用率，减少能源浪费。

*节能减排：余热回收发电可以减少温室气体的排放，有利于环境保护。

余热回收发电的经济效益分析方法包括以下几个步骤：

*确定余热回收发电项目的投资成本，包括设备投资、安装调试费用、运行维护费用等。

*确定余热回收发电项目的收益，包括发电收入、节能效益、环境效益等。

*计算余热回收发电项目的净现值（NPV）、内部收益率（IRR）、投资回收期（PB）等经济指标。

*根据经济指标来评估余热回收发电项目的可行性。

2.经济效益分析案例

某火电厂拟采用余热回收发电技术，投资成本为1亿元，项目建设周期为1年，项目寿命为20年，年运行维护费用为100万元，年发电量为1亿千瓦时，电价为0.4元/千瓦时，年节能效益为500万元，年环境效益为200万元。

根据以上参数，计算余热回收发电项目的经济指标如下：

*净现值（NPV）=-1亿元+(1亿千瓦时*0.4元/千瓦时-100万元-500万元)*20年+200万元*20年=1.6亿元

*内部收益率（IRR）=10.8%

*投资回收期（PB）=9.3年

以上经济指标表明，余热回收发电项目具有良好的经济效益，值得投资。

3.影响余热回收发电经济效益的因素

影响余热回收发电经济效益的因素包括以下几个方面：

*余热量的大小：余热量的大小直接影响发电量，进而影响发电收入。

*电价水平：电价水平越高，发电收入越高，经济效益越好。

*设备投资成本：设备投资成本越低，经济效益越好。

*运行维护费用：运行维护费用越低，经济效益越好。

*节能效益：节能效益越大，经济效益越好。

*环境效益：环境效益越大，经济效益越好。

企业在实施余热回收发电项目时，应综合考虑上述因素，以实现最佳的经济效益。第三部分余热回收发电对环境的影响#一、余热回收发电对环境的影响

余热回收发电技术通过对工业生产过程或发电过程中产生的余热进行回收利用，将其转化为电能，从而减少化石燃料的使用，降低温室气体的排放，对环境具有积极的影响。具体表现在以下几个方面：

1.减少温室气体排放

在传统的发电过程中，火电厂将煤炭、石油或天然气等化石燃料燃烧，产生大量的二氧化碳和其他温室气体。而余热回收发电技术可以利用余热发电，減少使用化石燃料，从而减少温室气体的排放，降低温室效应。

2.提高能源利用效率

余热回收发电技术可以将工业生产过程或发电过程中产生的余热转化为电能，提高能源利用效率。据统计，在火电厂中，大约有10%-20%的热量以余热的形式排出。如果这些余热能够被回收利用，则可以减少能源消耗，提高能源利用效率。

3.减少空气污染

余热回收发电可以降低化石燃料燃烧产生的空气污染物，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等。这些污染物会对人体健康和生态环境造成危害。通过余热回收发电，可以减少这些污染物的排放，改善空气质量。

4.节约水资源

火电厂冷却系统通常需要消耗大量的水，而余热回收发电技术可以减少冷却水排放的水量，降低对水资源的压力。此外，余热回收发电技术还可以减少化石燃料燃烧产生的水蒸气，降低大气中的湿度，有利于防治雾霾。

5.促进可再生能源发展

余热回收发电技术可以与风能、太阳能等可再生能源一起利用，形成互补效应，提高可再生能源的利用率。同时，余热回收发电技术可以减少对化石燃料的依赖，有利于促进可再生能源的发展。

二、余热回收发电对环境的影响数据

1.温室气体排放减少量

据统计，全球火电厂每年排放的二氧化碳约占总排放量的25%。如果利用余热回收发电技术，每年可以减少二氧化碳排放量约10亿吨。

2.能源利用效率提高幅度

余热回收发电技术可以将工业生产过程或发电过程中产生的余热转化为电能，提高能源利用效率。据统计，余热回收发电技术的能源利用效率可以达到80%以上，而传统火电厂的能源利用效率仅为30%-40%。

3.空气污染物排放减少量

余热回收发电技术可以减少化石燃料燃烧产生的空气污染物，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等。据统计，利用余热回收发电技术，每年可以减少二氧化硫排放量约1000万吨，氮氧化物排放量约500万吨，颗粒物排放量约200万吨。

4.水资源节约量

余热回收发电技术可以减少冷却水排放的水量，降低对水资源的压力。据统计，利用余热回收发电技术，每年可以节约水资源约1亿立方米。

5.可再生能源利用率提高幅度

余热回收发电技术可以与风能、太阳能等可再生能源一起利用，形成互补效应，提高可再生能源的利用率。据统计，利用余热回收发电技术，可再生能源的利用率可以提高10%-20%。

三、余热回收发电对环境的影响评价

综上所述，余热回收发电技术对环境具有积极的影响，不仅可以减少温室气体排放，提高能源利用效率，减少空气污染，节约水资源，还可以促进可再生能源发展。因此，余热回收发电技术是一种环境友好的发电方式，具有广阔的发展前景。第四部分余热发电技术的分类火电厂余热回收发电技术

#余热发电技术的分类

火电厂的余热资源丰富，可以利用汽轮机排汽、锅炉烟气、冷却水等进行余热发电。余热发电技术主要包括以下几类：

1.汽轮机排汽再热技术：

汽轮机排汽再热技术是将汽轮机排汽的一部分送回锅炉重新加热，提高排汽温度，然后再送回汽轮机做功发电。这种技术可以有效提高汽轮机的热效率，减少煤炭消耗量。

2.低压汽轮机发电技术：

低压汽轮机发电技术是利用汽轮机排汽的低压蒸汽发电。这种技术可以有效利用汽轮机排汽的余热，提高发电效率。

3.有机朗肯循环发电技术：

有机朗肯循环发电技术是利用低温余热（<200℃）驱动有机工质循环发电。这种技术具有投资成本低、运行维护简单等优点，非常适合于利用低温余热发电。

4.卡林循环发电技术：

卡林循环发电技术是利用高温余热（>600℃）驱动卡林工质循环发电。这种技术具有热效率高、无污染等优点，非常适合于利用高温余热发电。

5.烟气余热发电技术：

烟气余热发电技术是利用锅炉烟气的余热发电。这种技术可以有效利用锅炉烟气的余热，提高发电效率。

6.冷却水余热发电技术：

冷却水余热发电技术是利用冷却水的余热发电。这种技术可以有效利用冷却水的余热，提高发电效率。

#分类总结

综上所述，火电厂的余热回收发电技术主要包括汽轮机排汽再热技术、低压汽轮机发电技术、有机朗肯循环发电技术、卡林循环发电技术、烟气余热发电技术、冷却水余热发电技术等。这些技术各有优缺点，可以根据火电厂的具体情况选择合适的技术进行余热回收发电。第五部分余热发电技术的现状与发展趋势余热发电技术的现状与发展趋势

一、余热发电技术的现状

1、全球余热发电装机容量：截至2020年底，全球余热发电装机容量已超过120GW，其中中国装机容量约为30GW，占全球总装机容量的四分之一以上。

2、主要应用领域：余热发电技术主要应用于钢铁、水泥、化工、石油等行业，其中钢铁行业是余热发电的主要应用领域，装机容量约占全球总装机容量的60%。

3、技术成熟度：余热发电技术已较为成熟，主流技术包括汽轮机发电、有机朗肯循环发电和斯特林发动机发电。其中，汽轮机发电技术最为成熟，在全球范围内应用最为广泛。

二、余热发电技术的发展趋势

1、技术集成与优化：未来余热发电技术的发展将更加注重技术集成与优化，通过综合运用多种技术手段，提高余热发电系统的整体效率与经济性。

2、新型余热发电技术：随着科技的进步，新型余热发电技术不断涌现，如卡林循环发电技术、固体氧化物燃料电池发电技术等。这些新型技术具有更高的效率和更低的成本，有望在未来获得更广泛的应用。

3、政策支持与激励：各国政府越来越重视余热发电技术的发展，通过出台支持政策和激励措施，鼓励企业和个人投资余热发电项目。

4、应用领域拓展：未来余热发电技术将在更多领域得到应用，如数据中心、垃圾焚烧发电厂等。

三、余热发电技术面临的挑战

1、余热资源分布分散：余热资源往往分布分散，难以集中收集和利用。

2、余热参数波动大：余热资源的参数，如温度、压力、流量等，往往波动较大，给余热发电系统的稳定运行带来挑战。

3、投资成本高：余热发电项目的前期投资成本较高，使得一些企业和个人望而却步。

4、政策支持不足：一些国家和地区对余热发电技术的支持政策和激励措施不够完善，阻碍了技术的推广应用。

四、余热发电技术的发展建议

1、加大政策支持力度：国家和地方政府应加大对余热发电技术的政策支持力度，出台更加优惠的政策和激励措施，鼓励企业和个人投资余热发电项目。

2、加强技术研发：科研机构和企业应加大对余热发电技术的研究与开发力度，突破核心技术，提高余热发电系统的效率和经济性。

3、推动技术集成与优化：应积极推动余热发电技术与其他技术集成和优化，提高整体效率和经济性。

4、拓展应用领域：应积极拓展余热发电技术的应用领域，如数据中心、垃圾焚烧发电厂等，扩大技术的市场规模。

5、加强国际合作：应加强与其他国家和地区的合作，交流技术经验，共同推动余热发电技术的发展。第六部分余热发电技术的应用实例#余热发电技术的应用实例

余热发电技术已经在世界范围内得到了广泛的应用，以下列举几个典型的余热发电应用实例：

1.中国

-上海宝钢余热发电厂：上海宝钢余热发电厂是世界上最大的钢铁厂余热发电厂之一，该电厂利用钢铁厂的高炉余热和焦炉煤气余热发电，装机容量为2×250MW，年发电量超过40亿千瓦时。

-大连化物所余热发电厂：大连化物所余热发电厂是世界上第一座煤化工余热发电厂，该电厂利用煤化工过程中的余热发电，装机容量为2×125MW，年发电量超过20亿千瓦时。

-浙江温州电厂余热发电厂：浙江温州电厂余热发电厂是世界上第一座燃煤电厂余热发电厂，该电厂利用燃煤电厂的高温烟气余热发电，装机容量为2×300MW，年发电量超过50亿千瓦时。

2.美国

-加利福尼亚州圣塔克拉拉发电厂：加利福尼亚州圣塔克拉拉发电厂是世界上最大的地热发电厂，该电厂利用地热资源发电，装机容量为1020MW，年发电量超过80亿千瓦时。

-内华达州布拉克岩沙漠发电厂：内华达州布拉克岩沙漠发电厂是世界上最大的太阳能热发电厂，该电厂利用太阳能发电，装机容量为392MW，年发电量超过10亿千瓦时。

-德克萨斯州圣安东尼奥发电厂：德克萨斯州圣安东尼奥发电厂是世界上最大的风力发电厂，该电厂利用风能发电，装机容量为2000MW，年发电量超过60亿千瓦时。

3.欧洲

-德国埃姆斯兰发电厂：德国埃姆斯兰发电厂是世界上第一座生物质发电厂，该电厂利用生物质发电，装机容量为300MW，年发电量超过6亿千瓦时。

-丹麦奥胡斯发电厂：丹麦奥胡斯发电厂是世界上第一座垃圾发电厂，该电厂利用垃圾发电，装机容量为200MW，年发电量超过4亿千瓦时。

-英国伦敦泰晤士河发电厂：英国伦敦泰晤士河发电厂是世界上第一座潮汐发电厂，该电厂利用潮汐能发电，装机容量为240MW，年发电量超过5亿千瓦时。

4.日本

-福岛核电站：福岛核电站是世界上最大的核电站之一，该核电站利用核裂变反应发电，装机容量为6000MW，年发电量超过500亿千瓦时。

-关西国际机场发电厂：关西国际机场发电厂是世界上第一座海上风力发电厂，该电厂利用海上风能发电，装机容量为11MW，年发电量超过2亿千瓦时。

-东京电力公司横滨发电厂：东京电力公司横滨发电厂是世界上第一座煤气化联合循环发电厂，该电厂利用煤气化技术和联合循环技术发电，装机容量为1000MW，年发电量超过80亿千瓦时。

上述只是余热发电技术应用实例的几个例子，随着技术的发展和人们对能源需求的不断增长，余热发电技术将在全球范围内得到更加广泛的应用。第七部分余热发电技术的关键技术余热发电技术的关键技术

余热发电技术是一项利用余热资源产生电能的技术，它可以有效地提高能源利用率，减少温室气体排放。余热发电技术的关键技术包括以下几个方面：

#1.余热锅炉技术

余热锅炉是余热发电系统中的核心设备，其作用是将余热转化为蒸汽，为汽轮机提供动力。余热锅炉的技术主要包括以下几个方面：

-余热锅炉的结构设计：余热锅炉的结构设计需要考虑余热来源、余热温度、余热流量等因素，以确保锅炉的受热均匀、传热效率高、安全性好。

-余热锅炉的材料选择：余热锅炉的材料选择需要考虑余热介质的腐蚀性、高温下的强度、耐磨性等因素，以确保锅炉的寿命长、安全性好。

-余热锅炉的制造工艺：余热锅炉的制造工艺需要严格按照相关标准进行，以确保锅炉的质量合格、安全可靠。

#2.汽轮机技术

汽轮机是余热发电系统中的主要动力设备，其作用是将蒸汽的热能转化为机械能，带动发电机发电。汽轮机的主要技术包括以下几个方面：

-汽轮机的结构设计：汽轮机的结构设计需要考虑蒸汽参数、转速、功率等因素，以确保汽轮机的效率高、安全性好。

-汽轮机的材料选择：汽轮机的材料选择需要考虑蒸汽的腐蚀性、高温下的强度、耐磨性等因素，以确保汽轮机的寿命长、安全性好。

-汽轮机的制造工艺：汽轮机的制造工艺需要严格按照相关标准进行，以确保汽轮机的质量合格、安全可靠。

#3.发电机技术

发电机是余热发电系统中的主要发电设备，其作用是将汽轮机的机械能转化为电能。发电机的主要技术包括以下几个方面：

-发电机的结构设计：发电机的结构设计需要考虑输出功率、电压、频率等因素，以确保发电机的效率高、安全性好。

-发电机的材料选择：发电机的材料选择需要考虑导电性、绝缘性、耐热性等因素，以确保发电机的寿命长、安全性好。

-发电机的制造工艺：发电机的制造工艺需要严格按照相关标准进行，以确保发电机的质量合格、安全可靠。

#4.控制技术

余热发电系统需要配备完善的控制系统，以确保系统安全稳定运行。控制系统的主要技术包括以下几个方面：

-控制系统的结构设计：控制系统的结构设计需要考虑系统的目标、功能、性能等因素，以确保控制系统的稳定性、可靠性、灵活性。

-控制系统的硬件选择：控制系统的硬件选择需要考虑系统的规模、复杂度、可靠性等因素，以确保控制系统的性能满足要求。

-控制系统的软件开发：控制系统的软件开发需要严格按照相关标准进行，以确保软件的质量合格、安全可靠。

#5.系统集成技术

余热发电系统是一个复杂的系统，需要将锅炉、汽轮机、发电机、控制系统等设备集成在一起，才能正常运行。系统集成技术的主要包括以下几个方面：

-系统集成方案的设计：系统集成方案的设计需要考虑系统的规模、复杂度、可靠性等因素，以确保系统的稳定性、可靠性、灵活性。

-系统集成工程的实施：系统集成工程的实施需要严格按照相关标准进行，以确保系统的质量合格、安全可靠。

-系统集成后的调试：系统集成后的调试需要对系统进行全面的检查和测试，以确保系统的性能满足要求。第八部分余热发电技术的优化设计《火电厂余热回收发电技术》——余热发电技术的优化设计

#1.优化热力系统设计

1.1余热锅炉选型与优化

-根据火电机组的出力和余热量的大小，选择合适容量的余热锅炉。

-优化余热锅炉的结构和布置，以提高传热效率和减少热损失。

-采用高效的汽轮机，以提高发电效率。

1.2蒸汽参数优化

-根据余热锅炉和汽轮机的特性，优化蒸汽参数，以提高系统效率。

-优化锅炉的过热蒸汽温度和压力，以提高汽轮机的发电效率。

-优化汽轮机的排汽压力，以提高余热锅炉的蒸汽发生量。

1.3热力系统优化

-优化热力系统中的管道布置，以减少流体损失和提高系统效率。

-采用高效的热交换器，以提高热交换效率和减少热损失。

-优化系统中的阀门和管道配件，以提高系统可靠性和减少热损失。

#2.优化控制系统设计

2.1自动控制系统设计

-设计高效的自动控制系统，以实现余热锅炉和汽轮机的安全稳定运行。

-采用先进的控制算法和策略，以提高系统的响应速度和调节精度。

-实现余热锅炉和汽轮机的联动控制，以提高系统的整体效率。

2.2优化保护系统设计

-设计可靠的保护系统，以防止余热锅炉和汽轮机发生故障或事故。

-采用先进的保护技术和设备，以提高系统的灵敏性和可靠性。

-定期对保护系统进行检查和维护，以确保其处于良好的工作状态。

#3.优化运行管理

3.1优化运行工况

-根据余热锅炉和汽轮机的特性，优化运行工况，以提高系统的效率和可靠性。

-定期记录和分析运行数据，以发现系统中的问题和改进点。

-及时调整运行参数，以实现系统的最佳运行状态。

3.2定期维护和检修

-定期对余热锅炉和汽轮机进行维护和检修，以确保其处于良好的工作状态。

-定期检查和更换锅炉的受热面和管道，以防止发生故障或事故。

-定期检查和维护汽轮机的叶片和转子，以确保其处于良好的工作状态。

3.3运行人员培训

-对运行人员进行培训，以提高其对余热锅炉和汽轮机的操作和维护技能。

-定期组织运行人员进行培训和考核，以确保其具备良好的专业素质和操作技能。

-建立完善的运行人员培训制度，以提高运行人员的整体素质和技能水平。第九部分余热发电技术的运行管理余热发电技术的运行管理

1.余热发电系统的运行管理

余热发电系统的运行管理是保证余热发电系统安全、稳定、经济运行的重要环节。余热发电系统的运行管理主要包括以下内容：

*设备管理

设备管理是余热发电系统运行管理的重要组成部分。设备管理的主要任务是保证设备的安全、稳定运行，防止设备故障的发生。设备管理包括设备的安装、调试、维护、检修等工作。

*运行管理

运行管理是余热发电系统运行管理的核心内容。运行管理的主要任务是保证余热发电系统安全、稳定、经济运行。运行管理包括设备的启停、负荷控制、出力调节、事故处理等工作。

*安全管理

安全管理是余热发电系统运行管理的重要内容。安全管理的主要任务是防止和减少设备事故的发生，确保人员安全和设备安全。安全管理包括设备的安全检查、安全培训、事故应急预案等工作。

*经济管理

经济管理是余热发电系统运行管理的重要内容。经济管理的主要任务是提高余热发电系统的经济效益。经济管理包括成本控制、效益分析等工作。

2.余热发电系统的运行数据分析

余热发电系统的运行数据分析是保证余热发电系统安全、稳定、经济运行的重要手段。余热发电系统的运行数据分析主要包括以下内容：

*设备运行数据分析

设备运行数据分析是余热发电系统运行数据分析的重要组成部分。设备运行数据分析的主要任务是分析设备的运行状态，发现设备的异常情况，及时采取措施消除设备的异常情况。设备运行数据分析包括设备的负荷、温度、压力、流量等数据的分析。

*系统运行数据分析

系统运行数据分析是余热发电系统运行数据分析的重要组成部分。系统运行数据分析的主要任务是分析系统的运行状态，发现系统的异常情况，及时采取措施消除系统的异常情况。系统运行数据分析包括系统的出力、负荷率、热效率、经济性等数据的分析。

*经济数据分析

经济数据分析是余热发电系统运行数据分析的重要组成部分。经济数据分析的主要任务是分析余热发电系统的经济效益，发现余热发电系统的经济效益问题，及时采取措施提高余热发电系统的经济效益。经济数据分析包括余热发电系统的成本、收入、利润等数据的分析。

3.余热发电系统的运行管理人员

余热发电系统的运行管理人员是保证余热发电系统安全、稳定、经济运行的重要保障。余热发电系统的运行管理人员主要包括以下岗位：

*运行值长

运行值长是余热发电系统运行管理人员的核心岗位。运行值长的主要任务是负责余热发电系统的安全、稳定、经济运行。运行值长负责设备的启停、负荷控制、出力调节、事故处理等工作。

*运行员

运行员是余热发电系统运行管理人员的重要岗位。运行员的主要任务是负责设备的运行监视、数据记录、故障处理等工作。运行员负责设备的负荷、温度、压力、流量等数据的监视和记录，并及时发现设备的异常情况，及时采取措施消除设备的异常情况。

*维护员

维护员是余热发电系统运行管理人员的重要岗位。维护员的主要任务是负责设备的维护、检