火电厂循环水余热回收问题探析

张义君（山西同德铝业有限公司电厂， 山西 忻州 034000）

火电厂循环水余热回收问题探析

张义君（山西同德铝业有限公司电厂， 山西 忻州 034000）

电厂循环水冷却水余热如果不经过回收处理，直接排放不仅会造成大量的浪费，也会给周边的环境带来巨大的恶劣影响。近年来，热泵技术发展速度十分迅速，为火电厂循环水余热回收提供了强有力的技术保障。本文重点探讨了利用热泵技术对火电厂循环水余热回收的相关问题。

火电厂；余热回收；热泵

目前，一些热电厂通过热泵机组回收汽轮机乏汽余热，以提高其供热能力。火电厂的能量转化效率并不高，绝大多数的能量不能转变为热能，而是通过循环冷却水和烟气消散到了环境中，这样就产生了大量的余热资源。

热泵装置的主要功用就是完成热量的提升，通过耗费一部分自身的能量，挖掘环境介质中贮存的能量，并提高温位加以利用。低品位的热能并不能直接被利用，而热泵的主要作用就是将之提升后再回收利用。热力学第二定律表明，热量不能自发地完成从低温区域到高温区域的传递，因此，要想实现这种热量的传递，就必须让热泵消耗一定的高品位能量。根据能量守恒，消耗的能量加上回收的能量在数值上必然等于输出的总能量，消耗能量就一定小于用户获得的能量，这也就是热泵的节能原理。

1 溴化锂吸收式热泵

溴化锂吸收式热泵顾名思义利用溴化锂溶液的吸收特性，以热能作为主要动力来完成热量的传送。大体上根据制热目的的不同可以分为两大类。

第一类溴化锂吸收式热泵的制冷剂是水，吸收剂是溴化锂溶液，驱动热源是高温的蒸汽燃气等，主要功用就是完成热能从低温到高温的传输，是一种典型的增热性热泵。其工作的原理十分类似于空调的吸收式制冷机，具体的工作过程如下所述：

过程一，主要完成提取余热热量。依据的主要原理是水在负压状态下沸点会有所降低，将冷凝器的蒸汽凝水喷淋在真空袋蒸发器换热管的外表面以低温的方式蒸发，同时吸收换热管内部散发出的热量，产生的蒸汽进入两侧加热器。

过程二，实质上是转移余热热量的过程。依据的主要原理是溴化锂浓溶液的吸水放热性能，利用其吸收大量的水蒸气，进而迅速提升溶液的温度，吸收器换热管外部周围布满了溶液，在转移热量的同时，溴化锂的浓溶液的浓度也会不断下降，吸水性随之下降，直到无法继续发挥作用，必须经过下一过程的浓缩才能继续循环使用。

过程三，主要目的在于浓缩吸收工质。将吸水性无法满足使用要求的溴化锂的稀溶液进行浓缩，浓缩后会作为浓溶液被送入吸收器内循环使用，继续吸收水蒸气加热供热水。浓缩的过程中会产生一部分的蒸汽，会被送往冷凝器。

过程四，主要是对浓缩过程产生的二次蒸汽再加热的过程。发生的具体场所是在冷凝器中，高温二次蒸汽来源于发生器，利用这些二次蒸汽的热量，再次加热热媒，直到达到我们所需的温度，二次蒸汽最后凝结成水输送到蒸发器进行下一步的蒸发。

第二类溴化锂吸收式热泵的驱动热源一般是废热水，制取高温热水或者蒸汽作为热媒，实现热能从低温向高温的传输。可利用的热源水如：原油开采分离出的废热水、地热水、温泉水、热电联产的废热水等可直接利用或经换热器换热后利用。第一类和第二类吸收式热泵在第二类吸收式热泵属于低压发生、低压冷凝，高压蒸发、高压吸收，这是与第一类吸收式热泵最大的不同之处。另外，与第一类吸收式热泵相比，第二类吸收式热泵的吸收剂循环方向是相反的，冷凝、发生时的压力要远远小于蒸发、吸收时的压力，因此，浓溶液和冷凝水必须要经过泵的作用送到吸收器和蒸发器中，压力需要控制在大气压力之下。

2 蒸汽压缩式热泵

蒸汽压缩式热泵遵循的主要原理与我们许多熟悉的空调、冰箱等制冷制暖设备的原理如出一辙。其将低温热源热量传递到高温热源中时主要是通过流动工质在蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等部件中的气象变化。具体的过程如下所述：①过热液体工质通过吸收一些蒸发器内的低温热源的热量后，会成为气体工质；②气体工质经过进一步的压缩机的压缩作用之后，进而演变成为高温高压的气体工质；③高温高压的气体工质通过冷凝器的作用释放热能同时转变为高压液体工质；④高压液体工质通过节流阀的减压作用，再次演变为过热液体工质，再次回到蒸发器重复完成循环过程。

3 两种热泵的比较

两种热泵在制造成本、驱动能量的品质及数量、对环境的敏感度以及具体的设备运行情况等都存在显著不同。首先，从驱动能量来看，压缩式热泵主要依靠机械工或者电能来驱动，吸收式主要采用热能来驱动；热能中的可用能所占比例较少，但机械能功和电能中的可用能比例较高；成本方面，吸收式的制造成本较高，具有噪音低、磨损小等优点。敏感度方面，如果用户所需温度提升或者环境温度下降，吸收式热泵的敏感度比较低。

4 结语

火电厂循环水余热的回收，需要综合考虑经济成本、技术要求、环保性等多个方面的要求，只有兼顾了上述各个方面考虑的前提下寻求最大限度的回收利用，才能获得较高的综合收益。值得注意的是，首先，我们不要单纯的回收利用余热而不顾其他的代价。我们必须要努力提高现有设备的效率，在此基础上考虑余热回收的综合效益。其次，重视余热回收的同时，还应注重减少余热的排放，比如可以通过降低排烟温度、减少冷却介质等多种渠道。

［1］郭小丹，胡三高，杨昆，徐鸿. 热泵回收电厂循环水余热利用问题研究［J］. 现代电力，2010，（02）.

［2］张雷，胡连营.中高温热泵工质应用的现状与选择［J］.节能，2010，（01）.