某电厂余热回收制热水的工程实践

某电厂余热回收制热水的工程实践

王讲义王刚

【摘要】：本文阐述了余热资源化利用的工程实践，分析了火力发电厂余热利用的工艺、节能减排的有效途径及前景。

【关键词】：余热综合利用节能减排

一、前言

煤炭是中国的主要能源，而煤炭消费的很大部分在火力发电厂。目前，我国火电发电量占全国发电量的80％以上，其中燃煤发电占96.0％（包括热电联产企业）。在发电过程中，由于生产工艺需要，大量的热能、余压被循环水、水汽带走，直接排放到大气中，造成能源的浪费，十分可惜。

目前，我国火电厂的能源利用率仅在35%左右，因此火电节能降耗是我国工业领域节能工作的重点，而如何充分利用发电过程中的余热、余压更是成为火电企业节能降耗的工作重点。河南瑞平电厂经过实践摸索，将锅炉的连排、定排及除氧器等部位的余热、余压进行了改造利用，采用工厂投资与民间资本相结合、共同经营的市场模式，将收集到的热能加热成热水，就近供应城乡浴池使用，取得了良好的经济和社会效益，节能效果显著。

二、工艺流程简介

瑞平电厂由于生产工艺要求，锅炉连排、定排及除氧器余热供汽流量为12吨，锅炉定排排气温度可达到400℃—500℃，锅炉连排和除氧器平均排气温度为150℃，能源浪费严重。而另一方面河南汝州市内共有高低档公共浴室25家，每个浴室日耗40℃热水量约120吨，折算为95℃热水约为40吨，全市浴室日需热水量（85℃）为1000吨；另有30多家冬季采暖用小锅炉，均为燃煤小锅炉供热，能源消耗及环境污染严重，这在客观上有着改善环境的愿望和巨大的能源需求。

因此，该厂于2010年建成一套余热综合利用系统（工艺流程见图1）

工艺说明： 1、在厂区某处空地新建安装综合利用热水箱一座，容量为160吨(直径

3.6米，长度16米)，新建热水泵房一座（含职工值班及配电控制室），形成独立的供水车间。

2、新建热水箱供热管路4条，分别收集：连排余热（满负荷时压力

0.7Mpa 、温度180℃）；定排余热（压力1.3Mpa 、温度400℃）；除氧器余热（压力0.15Mpa 、温度120℃）；并将附近电厂至某公司供热管道作为综合利用热水箱备用汽源（压力0.5Mpa 、温度260℃）。热水箱补给水源为附近生活用水（经过过滤、杀菌，符合国家饮用水标准），利用收集来的余热资源将水加热到80℃以上，达到商业销售的目的。

3、经加热后的热水在热水泵的提升下被加进运水车内（经保温，并自

带加压泵），根据用户需要，随时运往城乡各处浴池销售。浴池业主将运来的水加进自备热水箱内，使用时配加冷水到40℃供顾客洗浴。

工艺要点：

1、安全性 实施余热回收最重要的前提就是充分保证原有发电机组在实施回收改造后仍能安全稳定的运行，不至于出现事故停机的情况。本系统采用一系列电动阀及安全阀的相互配合巧妙的解决了这一难题。

2、实用性 各处热源原有的排放点标高、温度、汽水比例等各不相同，

如何将他们通过管道汇集于一处且能顺畅地排入热水箱也是工程成败的关

用排至集水坑 图1瑞平电厂余热综合利用工艺流

键。本工程利用一台蒸汽引射器安装于管道适当位置就起到了很好的效果。

三、效益分析

1、经济效益

（1）电厂

本项目总投资120万元，于2010年1月建成投产，至2010年8月的平均考核期推算本年度节能效益为：锅炉连排每小时的平均排污量为6吨，除氧器每台每小时的排污量为2吨，定排每台每小时的排污量为4吨，合计每小时的蒸汽流量为12吨，每天可供热水量D为：

D=（12t×1000㎏/t×2795kj/㎏×/4.19kj/㎏.℃×80℃）/1000㎏×24h=2002（吨）

注： D—每天可供80℃热水量

2795kj/㎏—每千克回收蒸汽的焓值

0.83—换热系数

4.19kj/㎏—水的比热

80℃—被加热水的温差(95℃-15℃)

1000㎏—被加热水的质量

每天可节约标煤为：2002吨×1000㎏/吨×4.19kj/kg.℃×95℃/29000kj/㎏×1000㎏=27.4吨

每年按300天计算可节约标煤：

27.4吨×300天=8220吨

标煤单价按700元/吨计算，每年可产生效益为:

8220×700=575.4（万元）

因蒸汽源为废物利用，生产成本仅为电耗、人工工资及日常维护费用，当年即可收回全部投资成本。

（2）浴池业主

经测算，每个浴室日耗40℃热水量平均约为120吨，折合4000大卡燃煤为1.5吨，按500元/吨计费为750元/日；若折算为95℃热水约为40吨，按销售价10元/吨为400元/日，平均节省费用约为350元/日，则全年节约费用约52500元（按150营业日/年）。

2、社会效益分析

对电厂余热进行综合利用，首先是使厂区热污染排放减少，对厂区小环境有所改善，另外对企业提高生产力、促进节能减排有重要意义；也有利提高企业经营效益；对促进城区取缔小锅炉提供了一个可行的解决方法，有利于改善城区环境，提高人民生活质量。项目实施后节能减排量估算（见下表）

四、项目运营模式

本工程由电厂方负责工程基本建设投资，组织热水的生产供应及系统日常维护管理；引进民间资本合作，负责市场营销管理与开拓、运输车辆购置运营。电厂按固定价格销售给中间商，中间商再根据市场规律定价后销售给用户，形成产权清晰、责任分明的合作关系。

另外，加热后的工业热水要进入民用市场，必须经过相关卫生防疫部门检测，符合现行的《公共浴室卫生标准》（GB9665-1996）后方能销售，这部分工作由电厂方面负责；而市场宣传推介则由经销商负责。

五、改进方向

1、余热利用还有很多拓展空间

余热综合利用投入使用后，在热水箱处存在一定比例的能量转化损失，项目的升级改造也是很有必要。另外厂区仍有诸多小的排放点没有纳入收集范围，例如常年排放的热水，就可以发展温水养鱼业，节能增效的空间还是很大的。

2、余热回收取决于电力生产负荷

余热的回收利用受生产调度的影响也是客观存在的，特别是负荷不足或停机检修期间，就达不到商业运营的要求了。因此，就要投入备用气源维持供应。