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2007年第3期 节 能 (总第296期) ENERGY00NSERVATl0N 一17一 火电厂循环冷却水废热回收利用问题研究 冯永华，徐文忠，孙始财 (山东科技大学土建学院，山东青岛266510) 摘要：利用热泵回收火力发电厂循环冷却水携带的低位热量，并将其应用于凝汽器冷凝水的预热，是循 环冷却水废热回收再利用的一个新思路。分析研究表明，此举可以提高煤炭资源利用率，减少煤炭资源 消耗，具有显著的环境效益和社会效益。 关键词：热泵；电厂循环冷却水；废热回收利用；效益 中图分类号：x706文献标识码：A文章编号：1004—7948(2007)03—0017—02 1引言 作为热泵的低位热源，其优越性是以上其他热源所 目前，我国电力工业以燃煤火电为主，而燃煤火 不能比拟的。其优越性主要表现在以下几个方面： 电厂又以凝汽式汽轮发电为主，其发电量约占总发 (1)位于地面上，不需要为管路和换热器的安置 电量的80％。这类火力发电厂的热能利用率较低， 打很深的竖井，节省了初投资。 50％以上的热量被循环冷却水携带，通过冷却塔散 (2)由于循环水具有非常好的流动性和较好的 发到大气中。由于循环冷却水的温度低(冬季20～ 换热性能，不需要像土壤源热泵那样长的启动过程。 35℃，夏季25～45℃)，属于50℃以下的低品位热(3)由于循环水的温度和流量都稳定，蒸发器不 源，采用常规手段对其回收利用的效率较低。所以， 会出现结霜现象。 、 长期以来，对这部分能量的回收利用没有引起足够 (4)由于循环水比较清洁，无腐蚀问题，不易导 重视。由此不仅造成了大量的能量浪费，而且加剧 致传热效果的恶化。 了环境污染。因此，采用先进的技术手段，对这部分 (5)能降低凝汽器循环水进水温度，提高汽轮机 能量加以回收利用，是非常必要的。 凝汽器的真空度，增加机组的通流量和发电功率。 2技术可行性研究 因此，电厂循环冷却水可以作为热泵理想的低 2．1回收途径 位热源。但由于目前热泵的出水温度普遍较低(一 由于电厂循环冷却水所携带的废热是一种低品 般为60℃左右，超高温热泵出水温度为85℃)，热泵 位能源，因而直接利用的范围及效率都非常低。而 的应用范围受到许多技术、经济因素的限制，从而阻 利用热泵技术，可以提高低品位能量的品位，从而扩 碍了循环冷却水废热的回收利用。 大其应用范围，提高其利用效率。目前，热泵技术已 目前，部分专家学者提出了“利用热泵将这部分 日趋成熟，科技工作者根据各种各样的低位能源形 低位能加以回收，作为大规模集中供热系统热源”的 式，已开发出多种类型的热泵，如地源热泵、城市污 构想。笔者调查研究发现，由于热泵供热温度较低， 水源热泵、空气源热泵、海水源热泵、太阳能热泵以 不能满足目前大规模集中供热系统所需要的热媒参 及工业余热热泵等。由于各种低位热源的特点不 数的要求(大规模的集中供热系统多采用多级换热 同，使得以上各种低位源热泵的应用在不同程度上 系统，首级换热热媒的设计温度为130C／90C或 存在一些技术问题，如空气源热泵蒸发器冬季结霜 llOC／90℃)，这将导致供热系统的投资费用及运行 问题、污水源热泵的污水处理及设备防腐问题、地源 费用大幅度增加。因而，从系统的经济性上考虑，这 热泵的取水及回灌和对地温影响问题、海水源热泵 种供热方式是不