CN101865491A - 利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法，属于节能环保领域。本发明发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，加热取暖用水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复，在热泵机组内经过加热的取暖用水通过管路提供组取暖用户的散热器，在经过取暖用户使用后再回到热泵机组进行加热，以此循环往复。本发明既可以进行冬季取暖，又可以为锅炉提供热水，节省了能源。

Description

利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法
技术领域：
本发明属于节能环保领域。
背景技术：
目前热电厂的发电机排出大量热的起冷却作用的水，这些用于冷却作用的热冷却水直接进入冷却水塔，冷却后再回到发电机进行冷却循环，当热冷却水进入冷却塔后，就要有大量的热气排入大气中，对环境污染严重，同时又有大量的水蒸气排出，无形中浪费了水资源。
以吉林省为例，现有热力发电装机容量大约600万千瓦，年耗标煤量约450万吨，其中270万吨热量大部分直接排入大气，造成大量的热量损失、水损失和环境污染。
发明内容：
本发明的目的是采用热泵技术，有效回收利用热电厂的热冷却水的利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法。
本发明分为三种利用余热的情况：
第一种是将加热后的水提供给取暖用户进行冬季取暖，
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，加热取暖用水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复；
b、在热泵机组内经过加热的取暖用水通过管路提供组取暖用户的散热器，在经过取暖用户使用后再回到热泵机组进行加热，以此循环往复。
第二种是提供给锅炉，
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，加热水源水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复；
b、水源水经过热泵机组加热后，通过管路提供给锅炉。
第三种是分别提供给取暖用户进行取暖，或提供给锅炉使用，
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，提取热量后，冷却水流回到发电机对发电机进行冷却；
b、经热泵机组加热后的出水管分为取暖用水管和锅炉供水管，并且在取暖用水管和锅炉供水管上分别安装有阀门；
c、经取暖用户使用后的水和水源水经热泵机组的进水管进入热泵机组进行加热，并且取暖用户使用后的水和水源水流经的管路上分别安装有阀门。
本发明的优点是：以吉林省目前热力发电装机容量600万千瓦，年耗450万吨标煤为例，
1、冬季回收热量用于供热供暖，按平均负荷计算，本发明年可回收热量为折算标煤90万吨。
2、而用于冷却水中的废热提取出来，用它加热进入锅炉里的水，提高进入锅炉里的水温，达到节省标煤、节约能源，实现节能减排的目的。
附图说明：
图1是本发明利用余热进行供暖流程图；
图2是本发明利用余热为锅炉提供热水流程图；
图3是本发明利用余热进行供暖或为锅炉提供热水组合流程图。
具体实施方式：
本发明分为三种利用废热的情况：
第一种是将加热后的水提供给取暖用户进行冬季取暖，
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组(所谓热泵就是以冷凝器放出的热量供热的制冷***)提取热量，加热取暖用水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复；此部分是用于对发电机进行冷却水循环部分，并且同时将经过热泵机组的取暖用水加热。
b、在热泵机组内经过加热的取暖用水通过管路提供组取暖用户的散热器，在经过取暖用户使用后再回到热泵机组进行加热，以此循环往复。此部分是供用户取暖用循环部分，也就是在热泵机组经发电机冷却水加热后的取暖用水向用户提供热的暖气用水，从而使用户得到余热所产生的取暖用水。
第二种是提供给锅炉，
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，加热水源水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复；
b、水源水经过热泵机组加热后，通过管路提供给锅炉。
此步骤主要是给锅炉提供的水，在进入锅炉前已经通过发电机冷却水在热泵机组进行了一次加热过程，也就是将发电机循环冷却水中的废热加热了为锅炉提供的水，提高其水温，所以，进入锅炉的水基本获得了一些热量，从而节约能源，达到节能减排的目的。
第三种是分别提供给取暖用户进行取暖，或提供给锅炉使用，
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，提取热量后，冷却水流回到发电机对发电机进行冷却；
b、经热泵机组加热后的出水管分为取暖用水管和锅炉供水管，并且在取暖用水管和锅炉供水管上分别安装有阀门；
c、经取暖用户使用后的水和水源水经热泵机组的进水管进入热泵机组进行加热，并且取暖用户使用后的水和水源水流经的管路上分别安装有阀门。
此过程是将取暖和为锅炉提供热水两套流程同时安装的过程，在冬季为用户提供取暖用水，此时关闭为锅炉提供热水的阀门，当夏季时，用户不需要提供取暖用水，此时关闭取暖用水的阀门，而打开为锅炉提供热水的阀门，从而进行为锅炉提供热水。
以吉林省目前热力发电装机容量600万千瓦，年耗450万吨标煤为例：
冬季冷却循环水温度一般为25℃左右，温度较低，不能直接用于供热，可应用热泵技术回收冷却热量，提供60℃以上热水供热。按每平米建筑面积年(一个取暖期)供热耗30kg标煤计算，回收的90万吨标煤余热量，可供热面积3000万平方米。
以此推算，如果推广到整个吉林省可为3000万平米建筑面积供热，加热进入锅炉里的水，提高进入锅炉里的水温，又可节省90万吨标煤，这样一年四季共节约180万吨，节水5700万吨，节约供热资金13.50亿元，减少CO2排放100万吨，减少SO2排放2.48吨，具有非常好的经济效益和社会效益，有利于经济的可持续发展，为遏制气候变化起到积极作用。
实例：
利用四平热电厂冷却循环水供热试验结果
1、试验地点四平市
(1)四平市星源圣府小区三期 6万m2
(2)四平市文府小区         10万m2
2、试验时间
2009年至2010年冬季取暖期
2009年10月25日起至2010年4月1日止
3、试验供热总面积16万m2
四平市集中供热***运行费用为28.3元/m2。一个取暖期16万平方米供热的总费用为452.8万元。采用污水源热泵技术，利用电厂废热供热运行费用为16.7元/m2。一个取暖期16万平方米的总费用为267.2万元，以上两种供热方式比照，每平方米可节约资金11.6元/m2。一个取暖期16万平方米可节约资金185.6万元，可以购买原煤2475吨(煤按照750元/吨)
根据已供热面积16万平方米计算，可替代常规能源量及减排量，如下：
Figure BSA00000176403400051
G——每年可以节约的标准煤，单位：吨/年
Q——每年可以节约的能量，单位：MJ/年
Q标准煤——标煤的热值29309MJ/吨
η——锅炉及管网的效率    η＝η1·η2
η1管网效率节能前为0.85，节能后为0.9
η2锅炉效率节能前为0.55，节能后为0.6
为了计算方便取3200吨标煤即可节约标煤3200吨。
经计算减少向大气中排烟2475万立方米，减排颗粒物495吨，减排SO227.2吨，减排NOx23.6吨，减排CO28784吨，减排效果显著。
说明：
1、计算说明
每吨原煤燃烧向空气中排放
烟1万立方米    颗粒物200kg
SO216kg(煤中S含量不同排出的SO2不同一般为0.6～1.5％，本计算取1％)
工业锅炉每燃烧1吨标准煤，产生CO22620kg氮氧化物7.4kg。
2、所试验的两个小区都是2009年完工的新楼，都是按节能标准设计的节能房。
3、四平热电厂一期装机容量为20万千瓦。
4、换算单位1大卡＝1000卡＝4200焦耳＝0.0042兆焦耳。

Claims (3)

1.一种利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法，其特征在于：
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，加热取暖用水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复；
b、在热泵机组内经过加热的取暖用水通过管路提供组取暖用户的散热器，在经过取暖用户使用后再回到热泵机组进行加热，以此循环往复。
2.一种利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法，其特征在于：
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，加热水源水，再回到发电机对发电机进行冷却，以此循环往复；
b、水源水经过热泵机组加热后，通过管路提供给锅炉。
3.一种利用电厂循环冷却水中废热节能减排方法，其特征在于：
a、发电机排出的冷却水经过热泵机组提取热量，提取热量后，冷却水流回到发电机对发电机进行冷却；
b、经热泵机组加热后的出水管分为取暖用水管和锅炉供水管，并且在取暖用水管和锅炉供水管上分别安装有阀门；
c、经取暖用户使用后的水和水源水经热泵机组的进水管进入热泵机组进行加热，并且取暖用户使用后的水和水源水流经的管路上分别安装有阀门。
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