提高余热发电效率的技术措施

叶赵洋 姚力

摘要：随着世界的发展，能源问题越来越得到各国重视，因此在技术与生产不断发展的过程中，能源的生产与最大化利用成为生产制造业的重点关注问题。本文主要围绕生产制造业中有关于余热发电问题，介绍其概念并简述影响余热发电的因素与其提升效率的措施，最后对其带来的经济效益做出简单评价。

关键词：提高;余热发电;效率;技术措施

引言：

电能作为当今社会发展中的高级能源，其应用覆盖到生活与生产的每个角落。对于生产制造业来说，电能的输入为其有效解决自动化设备的运行问题，同时为企业带来良好的生产效益。但是电能作为消耗能源，其使用成本不能忽视，若企业可以根据自身情况有效减少用电成本，对于企业自身与公共社会来说都是非常受益的。因此从个别企业出发，研究提升余热发电效率的方法，不仅可以直观的增加企业利润，还能一定程度上缓解公共资源紧张问题，真正做到节能与增值。

1.余热发电的概念

世界范围内有关于电能的开发形式主要依托于自然界的水能、风能以及人工的热能，余热发电故名思议是利用生产所带来的余热代替常规的热能以产生生活或生产所需要的电能。余热发电技术主要应用于水泥、钢材等需要热量进行生产的行业，由于水泥和钢材的生产过程中需要通过高温达到理想的生产环境，而高温环境下产生的热蒸汽本身具有良好的放热性，通过蒸汽的热量加之合适的发电设备，便可以通过生产过程中所谓的余热进行发电，而不是将热蒸汽白白流失到自然界。如此通过上述思路，既能有效的将生产资源最大化利用，同时还能为水泥、钢材生产方对电能进行一定程度的自给自足，保证自身利益。

2.影响余热发电的因素

2.1整体系统的影响

通过上述有关余热发电概念的简述可知，关于余热发电的行进过程涉及到某行业的生产余热、余热的输入、利用余热产生电量的设备等主要环节，因此对于余热发电的影响其整体系统的优良是主要核心问题，接下来以水泥生产企业余热发电系统对于余热发电影响进行举例分析。

余热发电系统的选择主要包括单压系统和双压系统，其中从单压系统和双压系统的T-Q图（图1与图2）可以看出，单压系统在最终端即出烟口的蒸汽温度要高于双压系统，从整体的能量消耗情况来看，双压系统的热量利用率要明显高于单压系统，因此系统上对于发电效率而言双压系统要优于单压系统，并通过有关计算，在相同环境条件下，双压系统的余热发电效率较于单压系统高约5%。

2.2设备运维对余热发电的影响

由于余热发电本身是利用生产余热进行工作，因此工作过程中对于余热热量的损失问题需要特别注意。优秀的设备运维可以将热量损失将至最低，而粗糙的设备运维不仅将导致余热发电效率降低，甚至会造成安全问题。以下为水泥生产企业余热发电过程中设备运维不良导致的常见问题。

2.2.1设备及管道本体的漏风及漏汽

余热发电中设备运维不良对发电效率产生直接影响的问题即设备及管道本体的漏风与漏气，此问题会直接造成热量损失而降低发电效率，而设备的漏风与漏气分为多种，每种形式需要注意的维修方式也各不相同。

首先，窑头风管分流问题需要引起相关工作人员的重视。篦冷机在尾部设有排风管，且该风管的阀门在运行过程中需要保持一定的开度（5%-10%），若日常工作中此阀门未能保证上述行程或阀门开关不到位，会直接导致窑头风管分流造成一系列问题，因此有关人员需要重视其日常点检以及维护。其次，窑尾风管阀门漏风也是常见的设备运维问题。水泥工厂的窑尾会聚集非常多的烟尘，为有效针对烟尘往往使用百叶阀，而百叶阀的自身结构会直接造成热量流失，降低余热发电效率，实测某水泥生产企业的窑尾漏风量在修复之后，发电效率可以提高10%左右。此外，锅炉本体的漏风问题以及蒸汽管道的泄露都会一定程度上造成热量损失，在利用余热发电过程中必须重视此问题，并及时修复以提高发电效率。

2.2.2管道及设备的保温失效

除却对于热损失的保证外，设备及管道自身的保温性能也需要相关维修人员在日常工作中引起注意。例如对于窑头锅炉与沉降室这种工作温度较高的设备而言，其本身温度明显高于普通环境温度，因此忽视掉其保温工作则会直接造成明显的热损失。故应该对沉降室或锅炉采用保温措施，并且上述设备的风管在工作过程中多处于冲刷状态，易发生磨损现象，需要相关人员及时点检保证其保温功能。

2.3辅机的影响

在水泥的生产过程中，各类型辅助设备对于余热发电的影响也不容忽视。例如汽轮机组的自身参数调整对于整体真空度的影响，在其运行过程中，由于汽轮机组基本采用射水抽气的形式，对于水温箱需要进行严格的监控。当水温箱的温度高于33℃的时候可以逐渐进行换水，保证其整体温度最高不超过33℃，最低不低于25℃。此外，汽封加热器对于系统整体的热效率影响也较为重要，日常维护中若其堵塞或清洁度不足都会直接影响换热效率。最后，凝汽器也是余热发电重要辅助设备。凝汽器的主要功能是将发电后的蒸汽进行最终放热冷凝成水，此过程极易造成凝汽器管道结垢，进而影响真空度并点蚀设备，故有关人员需要勤于点检凝汽器结垢问题，保证设备的良好运行以保持余热发电效率[1]。

3.提高余热发电量的措施

通过简述水泥生产企业余热发电过程中易出现的问题，对于整体系统的选择除双压系统外要尽量保证热损失低的整体系统，这方面需要根据现有技术与综合成本进行考虑，对于大部分利用余热发电的企业而言，为了更好的提高余热发电效率，应该将主要精力投入在设备的日常运维方面。首先，要以保证设备的热损失最低为目标，严格把控设备与管道的漏汽与漏风问题，对于结构冲突造成的必要热损失例如百叶阀等，可以考虑投入必要的人工成本勤于处理与维护保证降低热损失以提高发电效率。而对于整体的保温工作，一定要进行科学的热损失测量，本着“热量就是金钱”的理念，对保温手段进行严格的点检与控制，并对保温设施进行及时的更换与维修。最后，不能忽视辅机对于余热发电的影响，辅机在不间断的保证余热发电的同时，其自身的损耗需要得到良好的保养以维持高效工作并保证不会对余热发电产生负面影响[2]。

4.余热发电的经济效益评价与展望

余热发电对于工业企业的经济发展可以起到非常重要的作用，在钢铁行业中，其自身能耗占据全国工业能耗的15%，面對如此巨大的消耗其余热发电能够有效保证钢铁生产资源的再利用，为企业提升实际利润并有效节约社会公共资源。以某钢铁集团为例，其余热发电系统每小时可以消耗蒸汽9T，每小时发电量为600KWh，此发电量可以直接为企业带来370万元的年收益。而在未来，愈发成熟的生产技术与余热发电技术可以带来更为丰厚的经济收益，同时在进行生产的过程中有效为社会公用资源提供富裕的空间，即在提高企业自身利益的同时回馈社会资源，是各行业应该借鉴的良好模式。若所有行业都可以开发科学的利用排放资源提高经济收入的技术，那么国家和社会将加速进入美好的未来[3]。

5.结束语

对于工业企业提高余热发电的技术措施来说，其核心思想是保证热量损失率降至最低，围绕这一核心思想有关工作人员需要完整了解企业自身的余热发电系统，选择最为合理的发电系统并对所有设备环节进行科学且完备的使用与维护保养，制定明确的运维计划保证设备一直处于高效、稳定的状态中。最后，有关工作人员需要了解余热发电技术对于企业、行业甚至是整个社会的重要性，以更好的提高余热发电效率为目标坚持不懈的工作下去。

参考文献：

[1]余旭.影响余热发电效率的原因及解决方法[J].新世纪水泥导报，2017，23（05）：82-84.

[2]包永刚.提高余热发电效率的技术措施[J].四川水泥，2013（06）：144-145.

[3]万延林，林志旺，闫超港，胡彦祥.钢渣余热发电应用分析[J].冶金管理，2021（11）：165-166.

作者简介：叶赵洋，1988年9月出生，男，汉族，籍贯：浙江三门，研究方向：火力发电设计。