技术 热电厂余热利用技术研究

  摘要：随着环境问题日渐突出，国家已经逐步取消了小型燃煤供热锅炉采暖，全力发展热电联产集中供热。热电厂扩容改造过程中，如何最大限度利用热电厂余热进行集中供热是热电厂余热利用技术的重要研究方向。本文基于热电厂基础原理，从余热利用技术展开研究，提出了存在的问题和应对策略。

  冬季集中供热对于我国北方居民来说，与燃气、自来水、电力一样，慢慢的变成了不可或缺的民生工程。我国目前城镇供热以集中供热的方式为主，集中供热方式近年来呈现多样化发展，但热电厂供热方式仍占有较大比重。具备供热功能的电厂简称热电厂。热电联产机组能非常大程度上利用电厂余热，提高电厂经济效益，减少环境污染和能源浪费。热电厂作为一个复杂程度高、专业设备多的系统，在余热利用方面有较大提升和改造空间。近年来，在供热面积扩张和节能环保政策的双重压力下，热电厂的余热利用技术获得了较大发展和较多实践。热电厂实施余热利用技术，一方面直接给热电厂带来了可观的经济效益，另一方面节能项目还能够得到国家的政策和资金支持，具备极高的社会意义和推广价值。

  热电厂将做功余热用于集中供热，与纯冷凝机组发电厂相比，实现热能梯级充分的利用，更加合理的利用了热能。纯凝汽发电厂，只利用了发电效益高的高品位能量。为了更好的提高锅炉效率，需要将做功乏汽在冷凝器中凝结为水。如此一来，大量低品位热能通过冷凝器传递给冷却水，散失到环境里，不仅造成能源浪费，还对环境环境能够造成污染。热电厂的设立，从建设之初就需要考虑供热需求，尽量实现经济效益最大化，常“以热定电”以确保能量合理高效利用。锅炉产生的蒸汽进入汽轮机做功时，依次进入高压缸、中压缸和低压缸，其做功效率也逐渐降低。热电厂将发电能力已经较低的中、低压蒸汽引入汽水换热器，将热量传递给集中供热回水，以达到所需温度。我国热电厂集中供热系统一般由位于热电厂内的换热首站、连接热电厂和热力站的一次管网系统、一二次系统的换热站、连接换热站和用户的二次管网系统和热用户房间，这五个部分所组成。热电厂内的换热首站内，最重要的包含换热设备、循环水泵、补水系统等部分设备。换热首站的换热器一般为汽水换热器，其作用为利用汽轮机抽汽加热一次管网回水。加热后的软化水在循环泵的作用下，经由供热一次管网通过供热介质将热量输送到换热站。换热首站所需提供的热量为各换热站所需热量之和，各换热站所需热量又为各热用户所需热量之和。热量计算公式如下：

  热电厂抽汽量根据蒸汽温度和压力计算确定，通过电动调节阀门实现调节，确保汽水换热器在高效工作区间。

  热电厂余热主要是蒸汽发电乏汽凝结为水的潜热，温度虽然较低，但数量巨大，供应稳定。根据热力学第二定律，热量会自发的从高温物体流向低温物体，而不会自发的从低温物体流向高温物体。热电厂余热利用范围小，往往直接通过凉水塔散放到大气中去，或通过海水直流冷却带入大海。随技术的发展，我国热电厂余热利用技术较多，较为成熟的利用方式有以下两种：第一种方案是通过机组改造提高余热温度。牺牲蒸汽的部分发电量，将余热水温提高至60摄氏度左右，直接用于集中供热。第二种方案是利用低温余热。目前主要是通过热泵（Heat Pump）技术，在部分电能或高温热媒的驱动下，将低温余热提取到更高的温度，用于电厂冷水余热或加热供热回水。第一种余热利用方案不适用于较大机组，且冬季采暖期之外运行效率较低，不适合推广。热泵的作用原理与水泵类似。水泵通过机械力作用于水，以提高水的动能，热泵利用高品质能源提高低品位热能。热泵在电力压缩或者化学能驱动下，实现制冷剂在两个换热器中气液相变，实泵送热能的效果。热泵技术源自发过，经由英国科学家完善，后又经过后续近百年的持续研究和发展。热泵技术获得了不断的发展和提高，并逐渐推广使用。

  目前热电厂余热利用较多依托集中供热展开，仍面临两方面问题。（1）高负荷运转时间占比低。热电厂的设计工况在采暖季，超出设计工况，其效率也将降低。华北供热从十一月份至次年三月份，极北地区供热时间接近半年时间。供暖季之外，热电厂的运行采用纯冷凝发电模式，余热利用率低。（2）供暖利用热电厂余热，成本比较高，无法充分的利用。仍有较大比例热能的利用不具备经济性，通过冷却塔散失到大气中去。针对上述热电厂余热利用技术中存在的两个问题，提出以下两个应对策略：（1）依托热电厂和既有集中供热设备，开展夏季集中供冷。热量只会从高向低传递，根据热力学第二定律，利用热泵技术，已经实现了多种途径的夏季供冷。或者通过在热电厂增加大型热泵系统统一制取冷水，或者通过在用户侧设置吸收式热泵机组，夏季继续向用户输送高温热水用于制冷。无论是集中式还是分散式，依托热电厂和既有集中供热设备开展夏季集中供冷已经有较多实例应用。（2）降低集中供热回水温度，直接利用热电厂余热，实现一次供水的梯级加热。具体实现型式是，通过在热力站增加压缩式热泵机组，梯级利用一次供热管网热量，将回水温度控制在三十度左右。降低一次供热管网回水温度，用于吸收乏汽冷凝热。再此基础上，再经过换热首站汽水换热器二级加热。或者在此期间，增加太阳能、其他能源等，实现多级换热。降低高品位蒸汽消耗，增加低品位热能利用率。与此同时，在供水温度不变、别的设备不变的基础上，降低回水温度，实现扩大一次供回水温差，提高热量输送效率。实现余热利用和低成本扩供的双重目的，满足了扩供、环保、节能和低碳的要求，附加价值极高。

  随着我国环境政策的持续高压和一次能源成本的逐年提高，热电厂余热回收利用的需求十分迫切。热电厂余热利用技术已有较多的技术储备，新技术和新组合不胜枚举。特别必须要格外注意的是，在项目前期务必进行充分调研和可行性论证，对实际数据来进行详细的经济技术分析，确保热电厂余热利用技术的实际应用效果。

  [1]张凯.廊坊热电厂新型凝汽器余热回用热经济性分析[J].机电信息，2018（15）：94-96.

  [2]滕树龙，赵玉清，战家乙，孙健.基于热电厂与热水管网的集中供冷模式[J].暖通空调，2014，44（09）：21-23.

  [3]牟效民，张义，徐广伟.热电厂锅炉高温水回收方案与经济性分析[J].设备管理与维修，2018（24）：87-89.

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  2023年，中国石油新能源业务全面提速发展，新能源开发利用规模取得历史性突破，发电量为2022年的3.4倍，“油气热电氢”综合性供能格局初步形成。多措并举开拓市场，新能源开发利用规模实现跨越式增长。从喀什地区110万千瓦光伏发电项目、青海油田格尔木燃机重启及配套新能源项目等一批新能源项目开工建

  截止至2月9日，国能晋江热电公司实现连续安全生产4900天，再次刷新安全生产长周期记录。一直以来，该公司从始至终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，牢固树立安全生产发展理念，认真落实各级岗位安全生产责任，全面夯实安全生产管理基础。深化安全双重预防机制建设，以4M屏障理论为基础

  内蒙古招标投标公共服务平台发布内蒙古特米尔热电有限责任公司3×75t超低排放改造EPC总包项目（二次）招标公告，项目预算5100万元，拟采用循环流化床半干法脱硫工艺。

  1月22日，辽宁电力交易中心发布辽宁省2024年年度火电双边交易出清结果，国家能源集团辽宁电力有限公司沈西热电厂获得交易电量10.6亿千瓦时，折合上网利用小时1606小时，交易价格429.88元/兆瓦时，高出辽宁省煤电基准价14.67%，为2024年生产经营提质增效打下坚实基础。近年来，辽宁省核电与新能源机组增

  1月份，国能（福州）热电有限公司完成发电量7.37亿千瓦时，完成月度电量计划118.87%，取得新年首月“开门红”，发电量同比增长57.66%，创历史同期顶配水平，为完成全年生产经营目标打下良好基础。新年伊始，该公司全面深入贯彻落实集团公司今冬明春能源保供有关精神，按照福建公司“抢发电、保开局”工

  截至1月31日，国能（泉州）热电有限公司月累计完成发电量12.33亿千瓦时，同比增长3.85亿千瓦时，月累计完成供热量110.3万吉焦，同比增长10万吉焦，月发电量和供热量均创历史同期新高。该公司充分的利用省内电力旺盛、华东区域购电需求高涨的有利发电形势，加强电力经营销售管理，收集市场信息，紧盯跨区跨省

  1月30日，国能（福州）热电有限公司紧密结合岁末年初的安全风险隐患排查工作，积极开展设备隐患排查，充分的发挥设备“医生”的专业职能，为设备的健康稳定运行提供了坚实的保障。该公司严格遵循“早发现、早上报、早处理”的原则，对生产现场的主机和辅机设备做了全面细致的巡检。通过精确的“体检”程序

  1月25日，在春节来临之际，国能（福州）热电有限公司团委邀请书法家为职工书写春联。活动现场热闹非凡，职工们围在桌前欣赏着书法家的精湛技艺，书法家根据职工的喜好和需求，书写内容涵盖经典语句和创意表达，职工们在拿到自己的春联后，都迫不及待地打开欣赏，不时发出赞叹声。公司的书法爱好者也积

  1月29日，国能（福州）热电有限公司工程部组织并且开展混凝土试块制作培训。工程部质量管理人员、第三方实验室主任、各参建单位试块制作人员及质量部管理人员参加本次培训。培训分为理论知识培训及实操培训两个环节。理论培训上，讲师分别从混凝土搅拌相关行业标准、试块制作的重要性、试块的留置、试块的

  牡丹江恒丰热电有限公司环保超低排放-脱硫、除尘系统改造（EPC）中标候选人公示，福建龙净脱硫脱硝工程有限公司预中标，报价2898万元。本项目招标内容为两台锅炉干式烟气脱硫、除尘一体化改造工程总承包项目包括干式烟气脱硫、除尘一体化改造范围内所有工艺、土建、道路、结构、电气、热（仪）控、除尘

  近日，由浙江浩普承建的海宁马桥大都市热电有限公司4#炉脱硝智慧控制项目顺利通过验收，脱硝智慧控制管理系统成功投入运行并取得良好应用效果。截至目前，浩普脱硝智慧控制管理系统已在海宁马桥大都市热电2台机组投入运行，助力企业生产在稳定安全运行、达标排放的同时实现精准控制、减污降碳，实现智能化升级

  新年伊始，甘肃电投集团铆足干劲保供应、增效益、稳增长，1月份甘肃电投集团完成发电量40.82亿千瓦时，创单月发电量历史上最新的记录，同比增长31.21%；完成工业总产值12.79亿元，同比增长21.12%；实现营业收入13.01亿元，同比增长8.42%；完成供热量473.91万吉焦，圆满实现2024年首月“开门红”。进入2024年，

  2月19日，湖南省委副书记、省长、省政府党组书记毛伟明主持召开省政府党组会议。会议要求，着力解决缺煤无油少气等困难，推进新型能源体系建设，快速推进“宁电入湘”、湘粤背靠背联网工程等重点电力通道建设，力争今年全省电力装机达到7500万千瓦左右。

  北极星电力网整理了25个省份2023年电力装机数据，包括电力总装机、火电装机、水电装机、风电装机、光伏装机、核电装机，整理如下：

  近日，江西省发展改革委江西省统计局公布2024年江西省重点用能单位名单。其中，年综合能源消费量超过10000吨（含）标准煤的重点用能单位428家，年综合能源消费量在5000吨（含）至10000吨（不含）标准煤的重点用能单位281家。江西省发展改革委江西省统计局关于公布2024年江西省重点用能单位名单的通知各

  2024年上海市重大工程清单正式公布，这中间还包括：外高桥一厂扩容量替代项目、上海LNG站线扩建、漕泾综合能源中心二期工程、上海石化热电机组清洁提效改造工程、金山海上风电场一期等8项能源保障项目。详情如下：2024年市重大工程计划安排正式项目191项，其中科技产业类76项，社会民生类23项，生态文明建

  1月份，灞桥热电厂抓住寒潮维持的时间长、电网负荷高等有利时机，保持机组“火力全开”，发电量、供热量环比分别增长15.34%、9%，企业纯收入能力大幅度的提高，实现首月“开门红”。该厂全面贯彻落实安全生产一号文精神，扎实践行“生产为基、经营为主”的理念，保持安全生产平稳局面；全面做好省间、省内现货

  近日，湖北等多地降雪、冻雨叠加，为电力供应、安全生产带来极大挑战。2月8日，国家电投召开湖北地区雨雪冰冻天气应对连线会议。国家电投党组成员、副总经理徐树彪出席会议并讲话。会议指出国家电投党组深入贯彻落实习关于安全生产重要指示精神，贯彻落实中央办公厅、国务院办公厅《关于

  截至1月31日，宝二发电公司月发电量同比增加180%，完成调度交易计划120%，经营效益同比增利超5200万元，发电量、经营效益双双实现“开门红”。该公司坚决落实集团公司工作会议精神，以效益为中心，着力打好经营“翻身仗”。该公司下大力抓好发电市场营销，从始至终坚持“电量为王”思想，积极面对电力市场

  2月4日上午，湖南洞口经济开发区管理委员会与华能湖南能源销售有限责任公司战略合作框架协议签约仪式在洞口县经开区举行。本次签约，双方秉持“优势互补、互惠互利、开放合作、一起发展”的合作原则，在智慧能源领域深化合作空间，推动双方高水平质量的发展。此次战略合作协议的签署，对双方发挥各自平台优势

  2月7日，华能湖南分公司岳阳电厂与岳阳林纸正式签订新文化纸项目供热合作协议。根据协议，岳阳电厂将为岳纸新文化纸项目提供年最大80万吨的低压蒸汽。电厂供热产业高质量发展取得新突破，绿色低碳转型步伐不断加快。

  面对系统的惯量支撑力度弱、出力不确定性强等问题，电力系统对调频、备用等辅助服务的需求也将持续不断的增加，进一步规范辅助服务市场行情报价机制，将是发挥辅助服务市场作用的重要前提。2月8日，国家发展改革委、国家能源局正式印发《关于建立健全电力辅助服务市场行情报价机制的通知》（以下简称《通知》），加速

  近日，国电电力盘山公司2×530MW机组创新升级及延寿改造项目第一批国产阀门设备采购公开对外招标项目招标公告。详情如下：国电电力盘山公司2×530MW机组创新升级及延寿改造项目第一批国产阀门设备采购公开对外招标项目招标公告1.招标条件本招标项目名称为：国电电力盘山公司2×530MW机组创新升级及延寿改造项目

  春节是合家团聚的日子，但对于省列重点项目来说“赶进度、抓建设”却不能停歇。龙年春节期间，甘肃电投集团在建的常乐电厂扩建、张掖电厂扩建共4台1000兆瓦燃煤发电机组等省列重点项目施工现场，建设者们坚守岗位、抢抓时机，快速推进项目建设，呈现出一派火热的施工景象。地处酒泉市瓜州县的甘肃电投

  近日，国家能源集团发布黑龙江公司哈热公司二期2×660MW热电联产扩建项目勘察设计服务公开对外招标中标结果公告。详情如下：黑龙江公司哈热公司二期2×660MW热电联产扩建项目勘察设计服务公开对外招标中标结果公告国家能源集团国际工程咨询有限公司受国能哈尔滨热电有限公司的委托，就黑龙江公司哈热公司二期2

  近日，国家能源集团发布山东公司胜利电厂三期第二台1×660MW机组三大主机公开对外招标中标结果公告。详情如下：山东公司山东公司胜利电厂三期第二台1×660MW机组锅炉公开对外招标中标结果公告国家能源集团国际工程咨询有限公司受国家能源集团山东电力有限公司的委托，就山东公司山东公司胜利电厂三期第二台1×6

  春节期间，全国各地企业、工厂停工放假，致全社会用电量走低。据悉，近日在网运行机组深度调峰均至30%以下，但调峰仍存在比较大缺口。2月10日、12日，赣能丰城发电厂接到电网调度紧急命令，要求5号机组启动日内应急停机调峰，以最快的速度与系统解列。3天内完成2次启停调峰，自丰电建厂以来还是第一次，

  从中国大唐获悉，2024年1月，中国大唐发电量同比增长近26%，有力有序高质量推动193个电源项目加快建设，以良好经营发展势头，为巩固和增强经济回升向好态势、实现经济行稳致远注入强劲动力。能源电力是经济发展的重要基础和支撑,也是推动经济发展的重要动力。作为京津唐电网重要电源支撑点，大唐托克托

  2023年2月，陕煤汨罗2×100万千瓦燃煤发电工程立项；2023年11月，项目通过核准；2023年12月，项目通过可研收口评审。2024年1月，陕煤电力上高2×100万千瓦清洁煤电扩建项目立项。根据陕煤集团“谋划论证一批、前期储备一批”的重点项目发展要求，汨罗项目和上高项目在前期工作稳步推进的情况下，再按“

  2月7日，中国电力平圩发电7#、8#机组锅炉筏板基础大体积混凝土浇筑顺利完成，为后续立体施工打下坚实基础。浇筑工作开始前，该公司组织各参建单位召开安全技术交底会，精心编制专项实施工程的方案，同步对现场电源、水源、设备物资进行认真检查准备，制定周密的安全和应急保障措施。浇筑工作开始后，面对突降

  近日，华电集团发布甘肃腾格里沙漠河西新能源基地配套金昌2×1000兆瓦调峰煤电项目工程监理服务招标公告，详情如下：甘肃腾格里沙漠河西新能源基地配套金昌2×1000兆瓦调峰煤电项目工程监理服务

  北极星电力网整理了2024年2月4日至2024年2月8日一周火电项目，涉及项目的核准、开工、投运等。山东华汪2×350MW热电联产项目1号机组通过168h试运行1月31日，中国电建河北院设计的山东华汪热力有限公司2×350MW热电联产项目1号机组顺利通过168h满负荷试运行，正式移交生产。华汪项目位于山东省菏泽市东

  2024年2月2日，华东院收到华电招标有限公司发来的中标通知书，成功中标喀什华电2×66万千瓦热电联产项目勘察设计服务合同。“不到喀什，就不算到新疆”，本项目是继华电新疆哈密项目后的华东院在新疆地区再突破。既体现了华电集团对华东院技术实力的高度认可，又响应了国家“一带一路”倡议。喀什华电2