循环水热能利用技术的探讨VIP

1、循环水热能利用技术的探讨摘要：随着社会的发展与进步，重视循环水热能利用技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍循环水热能利用技术的有关内容。关键词循环水；热能；技术；系统；冷却塔；中图分类号：P339文献标识码：A文章编号：引言建筑节能在我国节能减排全局中占有重要地位，而北方城镇供热在我国建筑能耗中所占的比例最大(约占40)，因此供热节能是我国节能工作的重中之重。火力发电厂凝汽器中，循环水把过热蒸汽乏汽的热能带走，这部分热能占到总能耗的20左右。本文探讨如何利用这部分热能。一、循环水热能利用的概述在凝汽器的水侧，循环水系统将凝汽器的热能带出，在冷却塔内通过循环水的喷淋和蒸发。在风机的强制

2、通风下，把乏汽的热能散发到大气中。以本项目的12MW抽凝机组为例，每年仅循环水带走的热量折合标煤达到19314t，加上循环水泵的年耗电量9257万kWh，冷却塔风机耗电7128万kWh，合计16385万kWh，按供电煤耗330gkWh计算，折标煤541t。总计每年在循环水冷却系统上耗标煤19855t。由此可见，循环水系统部分消耗的能量非常大，也是火力发电机组节能工作的重点对象。虽然循环水的节能潜力非常大，但是循环水的温度非常低，仅28左右，属于低品位能源，可利用的场合很少，又由于温差小，利用的难度比较大。对于热电联产的企业，供热机组的水处理系统需要用100m3rh的工业水来制作除盐水。因为水处

3、理系统是反渗透装置，根据反渗透装置特性，制水温度要求在25左右，如果温度低，制水率将大幅度下降。为此，在冬季水温较低时，需要采用蒸汽加热来提高工业水的温度，因此消耗了大量蒸汽。如果可以节约这部分热能，将是一个有价值的节能项目。由于要加热的工业水温度接近循环水温度，因此首先考虑利用循环水的热能。二、循环水热能利用方案选择1)循环水直接作为水处理系统的工业水。分流一部分循环水作为工业水，直接送到水处理系统，是最简单有效的热能利用方案。但是，循环水与工业水相比。水质相差很大。以浓缩倍数2的循环水为例，其中的钙镁离子浓度增加了一倍，浊度增加了10倍，水处理系统要耗费更多的能量来去除这部分杂质，显然是不

4、可取的。2)安装一台换热器，将循环水的热能传给工业水。由于循环水与工业水的温差很小，必须要设计高效的换热器，对换热器的材质、换热面积提出了很高的要求，换热器的成本升高使节能项目变的很不经济。三、循环水热能利用方案实施分割出部分凝汽器的换热面积，用工业水替代循环水，直接在凝汽器内加热，是一个循环水热能利用的好方法。具体实施时首先要确定分割比例。以循环水流量1600m3h，工业水流量160m3h(考虑今后发展加60余量)计算，凝汽器铜管总数为3432根，分割出的总数应为10左右。如图1所示，实际数为进水180根，出水182根，总计362根，基本达到设计要求。分割数量确定后，根据铜管的分布，以60和

5、120角的自然缝隙，用铁板隔开。铁板的二侧与凝汽器的外壳焊接；顶部用盖板、橡皮和不锈钢螺栓密闭固定，可以在检修时打开；底部因靠近铜管不可焊接，只能用环氧树脂密封。如图2所示：在凝汽器的一端做一个进水小室和出水小室。在凝汽器的另一端做一个连通小室。对应进水小室和出水小室各安装进、出水管，安装进、出水阀和旁通阀。进、出水管上还安装了测温用的热电阻，和测压用的变送器，凝汽器的循环水进ID和工业水进口都安装了流量计，所有测量信号传到DCS系统由电脑显示。管道连接如图3所示。四、循环水热能利用节能效果改造后的循环水系统如图4所示，凝汽器被分割出1/10用于水处理系统的工业水加热，原来用于蒸汽加热的板式换

6、热器停止使用。每年11月到次年4月需要加热6个月，实测温度数据见表1。工业水平均进水温度为1214，平均出水温度2512，平均温差为1298，可以计算出年节能量：Qs=mxdxhxTcQd=100x180x24x12987000=801(吨标煤)其中：QsT业水加热年耗能量，吨标煤：m工业水流量，100m0h；d加热天数，180天；h每天加热小时数。24时：Tc工业水平均进出口温差，1298；Qd标煤低位热值，7000kcalkg。仅以工业水提升的温度计算，每年的节能量折标煤801吨，其中还没有计算产生这些蒸汽应该要消耗更多的煤(锅炉热效率92。)工业水替代了部分循环水后，理论上可以减少循环水

7、量10，而实际上只是通过凝汽器的流速增加，流量并未减少。原因是循环水泵未安装变频器，无法调节流量。如果安装了变频器，按照减少10循环水量计算，还可以减少循环水泵的耗电27。一年可节电12.5万kWh。按供电煤耗330gkWh计算，折标煤41t，总计该项目每年可节约标煤842t。五、循环水热能利用前景由上述分析可知，火力发电厂循环水系统可利用的热能相当大，应用的范围有待于进一步发掘。如果是热电联产企业，如本文所述，首先应考虑水处理系统的工业水加热;其次，根据政府的节能规定，冬季空调的温度不高于20，循环水的热能应该可以用于冬季取暖，以循环水系统做一个中央空调，冬季可以不额外耗能，还可以节省冷却塔

8、风机的耗电;再次，室内游泳池的水温一般控制在26，利用循环水的热能正合适;其它如温室大棚，养殖业鱼池等等，需要低温热源地方，都可以考虑采用循环水的热能。循环水的热能利用技术实施简单，投资低。如果由凝汽器制造厂在凝汽器的左右二侧预先做好10%和20%二个小室，那么用户就可以获得10%,20%,30%、100%十种不同容量的换热器，其中可以流通各种需要加热的水。在原有设备上进行改造时应该注意:当隔绝要求不高，同时小室内外压差很小时，可以采用本文所述的环氧树脂密封方案;当隔绝要求较高，或者小室内外有一定的压差时，应采用焊接形式，必须牺牲一排铜管，焊接时要注意不能使周边的铜管泄漏，侧板和盖板要进行承压计算。结束语与太阳能利用、地热利用相比，循环水的热能利用项目投资少，效果好，特别是可以一举两得，在利用热能的同时减少了循环水泵和冷却塔风机的耗电。低品位热能利用，技术形式多种多样，只要开拓思路，认真研究，一定能想出更多更好的节能新方案，为企业、社会节约更多的能源。参考文献【1】薛兵，王瑞平，魏忠义等工程热力学【M】，西安：陕西科学技术出版社，2