循環(huán)水熱能利用技術(shù)的探討馬鵬強(黑龍江興旺建筑安裝工程有限公司黑龍江牡丹江157000摘要:隨著社會的發(fā)展與進步,重視循環(huán)水熱能利用技術(shù)對于現(xiàn)實生活中具有重要的意義。本文主要介紹循環(huán)水熱能利用技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容。關(guān)鍵詞循環(huán)水;熱能;技術(shù);系統(tǒng);冷卻塔;中圖分類號:P39文獻標識碼:A文章編號建筑節(jié)能在我國節(jié)能減排全局中占有重要地位,而北方城鎮(zhèn)供熱在我國建筑能耗中所占的比例最大(約占40%),因此供熱節(jié)能是我國節(jié)能工作的重中之重火力發(fā)電廠凝汽器中,循環(huán)水把過熱蒸汽乏汽的熱能帶走,這部分熱能占到總能耗的20%左右。本文探討如何利用這部分熱能循環(huán)水熱能利用的概述在凝汽器的水側(cè),循環(huán)水系統(tǒng)將凝汽器的熱能帶出,在冷卻塔內(nèi)通過循環(huán)水的噴淋和蒸發(fā)。在風(fēng)杋的強制通風(fēng)下,把乏汽的熱能散發(fā)到大氣中。以本項目的12w抽凝機組為例,每年僅循環(huán)水帶走的熱量折合標煤達到19314t,加上循環(huán)水泵的年耗電量92.57萬kW,冷卻塔風(fēng)機耗電71.28萬kW,合計16385萬k阽h,按供電煤耗330g/k計算,折標煤541t?？傆嬅磕暝谘h(huán)水冷卻系統(tǒng)上耗標煤19855t。由此可見,循環(huán)水系統(tǒng)部分消耗的能量非常大,也是火力發(fā)電機組節(jié)能工作的重點對象。雖然循環(huán)水的節(jié)能潛力非常大,但是循環(huán)水的溫度非常低,僅28℃左右,屬于低品位能源,可利用的場合很少,又由于溫差小,利用的難度比較大。對于熱電聯(lián)產(chǎn)的企業(yè),供熱機組的水處理系統(tǒng)需要用100m3r/h的工業(yè)水來制作除鹽水。因為水處理系統(tǒng)是反滲透裝置,根據(jù)反滲透裝置特性,制水溫度要求在25℃左右,如果溫度低,制水率將大幅度下降。為此,在冬季水溫較低時,需要采用蒸汽加熱來提高工業(yè)水的溫度,因此消耗了大量蒸汽。如果可以節(jié)約這部分熱能,將是一個有價值的節(jié)能項目。由于要加熱的工業(yè)水溫度接近循環(huán)水溫度,因此首先考慮利用循環(huán)水的熱能、循環(huán)水熱能利用方案選擇1)循環(huán)水直接作為水處理系統(tǒng)的工業(yè)水。分流一部分循環(huán)水作為工業(yè)水,直接送到水處理系統(tǒng),是最簡單有效的熱能利用方案。但是,循環(huán)水與工業(yè)水相比水質(zhì)相差很大。以濃縮倍數(shù)2的循環(huán)水為例,其中的鈣鎂離子濃度增加了倍,濁度增加了10倍,水處理系統(tǒng)要耗費更多的能量來去除這部分雜質(zhì),顯然是不可取的。2)安裝一臺換熱器,將循環(huán)水的熱能傳給工業(yè)水。由于循環(huán)水與工業(yè)水的溫差很小,必須要設(shè)計高效的換熱器,對換熱器的材質(zhì)、換熱而和捍屮了高的更求換熱器的成本升高使節(jié)能項目變的很不經(jīng)濟中國煤化工CNMHG三、循環(huán)水熱能利用方案實施分割出部分凝汽器的換熱面積,用工業(yè)水替代循環(huán)水,直接在凝汽器內(nèi)加熱,是一個循環(huán)水熱能利用的好方法。具體實施時首先要確定分割比例。以循環(huán)水流量1600m3/h,工業(yè)水流量160m3/h(考慮今后發(fā)展加60%余量)計算,凝汽器銅管總數(shù)為3432根,分割出的總數(shù)應(yīng)為10%左右。如圖1所示實際數(shù)為進水180根,出水182根,總計362根,基本達到設(shè)計要求分割隔板位青示意圖進水管180根出水管18根圖1分割比例位置圖分割數(shù)量確定后,根據(jù)銅管的分布,以60°和120°角的自然縫隙,用鐵板隔開。鐵板的二側(cè)與凝汽器的外殼焊接;頂部用蓋板、橡皮和不銹鋼螺栓密閉固定,可以在檢修時打開;底部因靠近銅管不可焊接,只能用環(huán)氧樹脂密封。如圖2所示栓螺皮A-A安裝示意圖圖2隔板安裝圖在凝汽器的一端做一個進水小室和出水小室。在凝汽器的另一端做一個連通小室。對應(yīng)進水小室和出水小室各安裝進、出水管,安裝進、出水閥和旁通閥。進、出水管上還安裝了測溫用的熱電阻,和測壓用的變送器,凝汽器的循環(huán)水進ID和工業(yè)水進口都安裝了流量計,所有測量信號傳到DCS系統(tǒng)由電腦顯示。管道連接如圖3所示。中國煤化工CNMHG循環(huán)水出→去水處理工業(yè)水循環(huán)水進口圖3管道連接圖四、循環(huán)水熱能利用節(jié)能效果改造后的循環(huán)水系統(tǒng)如圖4所示,凝汽器被分割出1/10用于水處理系統(tǒng)的工業(yè)水加熱,原來用于蒸汽加熱的板式換熱器停止使用。每年11月到次年4月需要加熱6個月,實測溫度數(shù)據(jù)見表1。表1凝汽器的循環(huán)水和工業(yè)水加熱后的實測溫度(℃)11月12月1月2月3月4月平均溫差循環(huán)水進口溫度2086203918091420049194978循環(huán)水318030.1627.052539313529.7529.25出口溫度工業(yè)水進口溫度15111016977321313192912141298工業(yè)水25502558256624.122536245025.12出口溫度工業(yè)水平均進水溫度為12.14℃,平均出水溫度25.12℃,平均溫差為1298℃,可以計算出年節(jié)能量Qs= mxdxhxTc/Qd=100x180x24x12.98/7000=801(噸標煤)其中:業(yè)水加熱年耗能量,噸標煤工業(yè)水流量,100m0/h;d—加熱天數(shù),180天;h——每天加熱小時數(shù)。24時:Tc——工業(yè)水平均進出口溫差,12.98℃Qd-—標煤低位熱值,700kcal/kg僅以工業(yè)水提升的溫度計算,每年的節(jié)能量折標煤801噸,其中還沒有計算產(chǎn)生這些蒸汽應(yīng)該要消耗更多的煤(鍋爐熱效率9中國煤化工CNMHG汽輪機35心45c水處瑤系私區(qū)厚來用系汽舞熱2環(huán)水索敢剩用圖4改造后工藝流程圖工業(yè)水替代了部分循環(huán)水后,理論上可以減少循環(huán)水量10%,而實際上只是通過凝汽器的流速增加,流量并未減少。原因是循環(huán)水泵未安裝變頻器,無法調(diào)節(jié)流量。如果安裝了變頻器,按照減少10%循環(huán)水量計算,還可以減少循環(huán)水泵的耗電27%。一年可節(jié)電12.5萬kWh。按供電煤耗330g/kW計算,折標煤41t,總計該項目每年可節(jié)約標煤842t。五、循環(huán)水熱能利用前景由上述分析可知,火力發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)可利用的熱能相當(dāng)大,應(yīng)用的范圍有待于進一步發(fā)掘。如果是熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè),如本文所述,首先應(yīng)考慮水處理系統(tǒng)的工業(yè)水加熱;其次,根據(jù)政府的節(jié)能規(guī)定,冬季空調(diào)的溫度不高于20℃,循環(huán)水的熱能應(yīng)該可以用于冬季取暖,以循環(huán)水系統(tǒng)做一個中央空調(diào),冬季可以不額外耗能,還可以節(jié)省冷卻塔風(fēng)機的耗電;再次,室內(nèi)游泳池的水溫一般控制在26℃,利用循環(huán)水的熱能正合適;其它如溫室大棚,養(yǎng)殖業(yè)魚池等等,需要低溫?zé)嵩吹胤?都可以考慮采用循環(huán)水的熱能循環(huán)水的熱能利用技術(shù)實施簡單,投資低。如果由凝汽器制造廠在凝汽器的左右二側(cè)預(yù)先做好10%和20%二個小室,那么用戶就可以獲得10%,20%,30%、…∷、100%十種不同容量的換熱器,其中可以流通各種需要加熱的水。在原有設(shè)備上進行改造時應(yīng)該注意:當(dāng)隔絕要求不高,同時小室內(nèi)外壓差很小時,可以采用本文所述的環(huán)氧樹脂密封方案;當(dāng)隔絕要求較高,或者小室內(nèi)外有一定的壓差時,應(yīng)采用焊接形式,必須犧牲一排銅管,焊接時要注意不能使周邊的銅管泄漏,側(cè)板和蓋板要進行承壓計算。結(jié)束語與太陽能利用、地?zé)崂孟啾?循環(huán)水的熱能利用項目投資少,效果好,特別是可以一舉兩得,在利用熱能的同時減少了循環(huán)水泵和冷卻塔風(fēng)機的耗電。低品位熱能利用,技術(shù)形式多種多樣,只要開拓思路,認真研究,一定能想岀更多更好的節(jié)能新方案,為企業(yè)、社會節(jié)約更多的能源參考文獻【1】薛兵,王瑞平,魏忠義等.工程熱力學(xué)【M】,西安術(shù)蟲斷補.9005中國煤化工CNMHG【2】錢頌文.換熱器設(shè)計手冊【M】,北京:化工工業(yè)出版社.2002.8【3】清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2008[M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008:12.[4]任世英,邵愛云.試談中國小城鎮(zhèn)規(guī)劃發(fā)展中的特色[J城市規(guī)劃,1999,23(2):66-6中國煤化工CNMHG