葉明玖（大唐貴州發(fā)耳發(fā)電有限公司，貴州 六盤水 553017）

熱泵技術及其在火電廠節(jié)能中的應用

葉明玖
（大唐貴州發(fā)耳發(fā)電有限公司，貴州 六盤水 553017）

摘要：當前，我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，離不開能源的大量消耗，這與日益枯竭能源資源和日趨嚴重的能源浪費不相適應?；诖?，國家提出了節(jié)能減排方針政策，特別是在以煤炭消耗為主的火電廠運行。本文著重介紹了一種節(jié)能減排措施——在熱泵技術的基礎上，分析其在火電廠節(jié)能中的實踐應用，并提出了熱泵技術在火電廠節(jié)能中潛在應用建議。

關鍵詞：熱泵技術；火電廠節(jié)能；應用

改革開放以來，我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，其與能源的巨大消耗有著密切關聯(lián)。但是，近幾年隨著能源日益枯竭和環(huán)境日趨破壞，引發(fā)了一系列的能源危機和環(huán)境污染危機。針對該問題，國家出臺了一系列有關節(jié)能減排的政策方針。節(jié)能減排工作已成為當前國家、社會關注的熱點問題。

火電廠運行發(fā)電以消耗大量煤炭資源為基礎，在燃煤發(fā)電過程中有絕大多數(shù)以廢熱排掉，諸如循環(huán)冷卻水熱量、鍋爐排灰渣熱量、鍋爐排污熱量以及鍋爐排煙熱量等。如何有效利用好這些廢熱，是實現(xiàn)熱電廠節(jié)能工作的關鍵所在?；诖?，在實踐工作中引入了一種新技術，即熱泵技術。下面進行逐一分析討論：

一、熱泵技術簡介

所謂熱泵技術，是在熱泵裝置基礎上，對低溫余熱進行充分應用的新型節(jié)能技術。通過熱泵，將低處水送至高處應用、低溫熱能轉(zhuǎn)移至高溫處利用、低溫熱源轉(zhuǎn)入高溫熱源使用等。其具體工作原理進行如下分析。

在熱泵技術之中，技術關鍵核心在于熱泵裝置的應用，與熱泵裝置運行密切關聯(lián)的技術是水泵運行機理。熱泵運行過程諸如水泵間低水位輸送至高位處相似，熱泵將低溫熱源熱量轉(zhuǎn)移至高溫熱源處。作為熱量轉(zhuǎn)移設備，熱泵在轉(zhuǎn)移熱量過程中必然有部分熱量損耗（高品位能W）。分別將高溫熱源和低溫熱源使用Q1、Q2表示。

雖然，熱泵技術在傳輸熱量過程中有部分余熱損失，但是其將多數(shù)低溫余熱傳至高溫熱量應用?？梢姡湓跓犭姀S中的應用不僅對于火電廠實現(xiàn)能源和環(huán)境保護有著促進作用，而且在提高熱電廠經(jīng)濟效益和社會效益方面同樣有著積極意義。

對熱泵進行分類，根據(jù)不同條件具有不同的分類方法。按照冷源介質(zhì)不同，熱泵主要由地源熱泵、空氣源熱泵以及水源熱泵組成；按照不同的動力形式，熱泵主要由固體化學反應式熱泵、吸收式熱泵、蒸汽噴射式熱泵、機械壓縮式熱泵以及固體吸附式熱泵等組成。

通過制定一系列的性能評價指標對熱泵技術在火電廠節(jié)能工作進行評價，常見的熱泵性能評價指標主要有制熱量、制冷系數(shù)、制熱系數(shù)以及耗功量等。同時，考察熱泵技術是否滿足運行工作條件，還應對其工作的實際環(huán)境、過冷度或者過熱度等進行分析。通常情況下，對于熱泵裝置來說，若其控水溫度控制在15℃-30℃時制冷系數(shù)定為4.3-5.5之間；若其控水溫度控制在9℃-20℃時制熱系數(shù)定為3.6-4.1之間。在熱泵性能評價指標中一個較為科學、合理的評價指標是一次能源利用率，即熱泵設備能量輸出總量在一次能源消耗數(shù)量中的比重。

二、熱泵技術在火電廠節(jié)能工作中的實踐應用分析

在火電廠節(jié)能工作中，通過將熱泵技術應用其中，使其運行更具綜合性、多樣性以及有效性。筆者結(jié)合自身實際工作經(jīng)驗，對熱泵技術在火電廠節(jié)能中的具體實踐應用進行分析，主要有：

（1）在對火電廠循環(huán)冷卻水能量進行回收方面，由于該部分水水溫通常低于50℃，后期應用涉及面較窄，這就要求使用熱泵技術現(xiàn)將該部分水溫進行提溫處理后再應用。火電廠實際運行過程中，關于循環(huán)冷卻水方面具有水總量充足、水質(zhì)清潔、水流穩(wěn)定以及水溫對于熱泵技術的應用提供的適應條件等?？梢?，火電廠冷卻水熱量回收應用不但其自身條件優(yōu)越，而且其對熱泵裝置的要求較低，這極大的促進了熱泵裝置對循環(huán)冷卻水熱量的回收使用。其具體應用主要有：

首先，在應用于火電廠回熱系統(tǒng)方面，主要作為加熱凝結(jié)水使用，其不但有利于改善低壓加熱器抽汽損耗的降低，而且對于燃煤消耗降低和火電廠發(fā)電量提高都有積極作用。從整體上來看，對于實現(xiàn)火電廠經(jīng)濟效益的最大化有著重要的影響。

其次，在應用于供暖方面，由于供暖系統(tǒng)中水溫與火電廠循環(huán)冷卻水水溫接近，將火電廠循環(huán)冷卻水與熱泵供暖系統(tǒng)連接后，可通過分隔裝置將該系統(tǒng)應用于供暖和冷卻。當火電廠循環(huán)冷卻水與熱泵供暖系統(tǒng)連接時，即可以實現(xiàn)供暖系統(tǒng)的運行；當電廠循環(huán)冷卻水與熱泵供暖系統(tǒng)分隔后，實現(xiàn)了對火電廠循環(huán)冷卻水的降溫冷卻?？梢?，通過將火電廠循環(huán)冷卻水與供暖系統(tǒng)連接后，通過熱泵技術，即可以提高了循環(huán)冷卻水熱量的有效利用率，又可以改善循環(huán)冷卻水降溫冷卻系統(tǒng)的能量損耗。

再次，在應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，通過將火電廠循環(huán)冷卻水充分應用火電廠附近農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)供熱之中，對于火電廠余熱有效應用以及降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本和提高農(nóng)民收入方面具有積極的意義。

此外，在應用于加熱爐進風系統(tǒng)方面，加熱爐進風系統(tǒng)通常利用蒸汽作為供熱源，消耗了大量蒸汽。通過將火電廠循環(huán)冷卻水采用熱泵技術應用于加熱爐進風系統(tǒng)之中，既可以降低蒸汽損耗量和實現(xiàn)其經(jīng)濟效益的提高，而且便于后期維護保養(yǎng)措施的實施。

（2）在回收除氧器排汽熱量應用方面，火電廠中除氧器排汽過程中有大量熱量損耗，造成了能量損耗和工質(zhì)損失等。通過引入蒸汽噴射式熱泵技術，實現(xiàn)除氧器排汽熱量回收應用于自身系統(tǒng)的運行動力源。由于蒸汽噴射式熱泵在控制蒸汽壓力方面具有較強的穩(wěn)定性，對于火電廠除氧系統(tǒng)降低能耗和裝置的安全運行具有明顯作用。

（3）在回收鍋爐排污熱量方面，火電廠鍋爐排污中有大量熱量按廢熱排除掉，雖然通過使用連續(xù)排污擴容器對其進行回收，但是受裝置自身條件限制，連續(xù)排污擴容器在運行穩(wěn)定性和廢熱回收方面效率降低。然而，在鍋爐排污系統(tǒng)中引入固體化學反應式熱泵或固體式吸附式熱泵等，既可以有效的提高對廢熱的回收效率，又可以增加鍋爐排污系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

三、關于熱泵技術在節(jié)能應用中的建議

火電廠運行中產(chǎn)生的熱量絕大多數(shù)以廢熱形式排出，未得到有效的回收應用。當前，我國在回收利用火電廠廢熱方面受關鍵技術所限，無法與國外發(fā)達國家廢熱回收技術相提并論。熱泵技術的完善和改進對于火電廠節(jié)能工作具有重要影響，其不但在節(jié)能減排方面有著積極作用，而且在提高企業(yè)經(jīng)濟效益方面有著重要意義。前期分析了熱泵技術在火電廠節(jié)能方面比較成熟的應用，筆者結(jié)合常年工作經(jīng)驗，對熱泵技術在火電廠節(jié)能工作需注意的方面提出幾點建議，具體如下：

（1）做好提高對火電廠回收余熱的二次利用率工作。通過熱泵技術對火電廠廢熱的回收，應積極的用于火電廠附近具有較為穩(wěn)定的用戶之中。諸如，火電廠所在園區(qū)其他企業(yè)生產(chǎn)之中，或者園區(qū)居民小區(qū)生活之中。

（2）做好對火電廠煙氣余熱回收利用工作。在火電廠廢熱總量之中，鍋爐排煙熱損耗占有較大的比例，控制和做好其回收工作對于實現(xiàn)火電廠節(jié)能減排工作具有重要的影響。采用熱泵技術原理，通過在鍋爐排氣系統(tǒng)中安裝驅(qū)動熱泵裝置可有效的實現(xiàn)對鍋爐排出煙氣熱量的回收。

（3）做好在火電廠節(jié)能工作中對于第2類吸收式熱泵的應用工作。在熱泵裝置中，第2類吸收式熱泵可有效對介于低溫和高溫間的熱量進行回收，并且其回收效率較高溫抽汽更高。通過采用第2類吸收式熱泵對廢熱進行回收，不但對于提高火電廠發(fā)電量和熱效率有明顯效果，而且將回收熱量用于生產(chǎn)生活方面具有獨特效益。

結(jié)語

改革開放以來，我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，但是這以消耗大量能源資源和造成環(huán)境嚴重污染為代價。隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷完善，對能源資源和環(huán)境保護提出了更高的要求，特別是國家十三五能源規(guī)劃，對火電廠節(jié)能管理更是嚴之又嚴。基于此，節(jié)能環(huán)保已成為我國政府一項長期的基本國策?；痣姀S作為煤炭資源消耗大戶，其在生產(chǎn)電能過程中，既消耗了大量的燃煤資源，又損失了過多的熱能。因此，節(jié)能環(huán)保工作已成為火電廠重中之重的工作。熱泵技術作為一種新型節(jié)能技術，已廣泛的應用于火電廠節(jié)能工作之中?？梢?，火電廠相關工作人員應充分的對熱泵技術進行研究分析，以便于其在火電廠節(jié)能工作中能夠合理應用。熱泵技術的應用不但能有效的降低火電廠對燃煤資源的消耗水平，而且還可以促進火電廠實現(xiàn)更大的社會和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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