低温废热回收与利用技术研究

热电厂低温循环水余热回收利用工程实践

摘要：进入新时期以来，我国各项事业均快速发展，取得了十分理想的成绩，特别是热电厂以惊人的速度向前发展。随着煤炭价格逐年升高，热电厂经营压力巨大，且电力行业是一次能源消耗大户和污染排放大户，也是国家实施节能减排的重点领域。电厂循环冷却水余热属于低品位热能，一般情况下，直接向环境释放，造成了巨大的能源浪费。热泵是利用一部分高质能从低位热源中吸取一部分热量，并把这两部分能量一起输送到需要较高温度的环境或介质的设备。火电厂循环水中存在大量余热，利用热泵技术有效回收这部分热量用于冬季供暖或常年加热凝结水。关键词：热电厂；低温循环水；余热回收；利用工程

引言

低温循环水余热即是可回收再利用的一种资源。热电厂生产中需要大量能源，这些能源因生产工艺等原因，无法全部利用，因此就产生了大量的各种形式的余热，能源浪费严重。

1热泵技术的分类

热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的。按照驱动力的不同，热泵可以分为压缩式热泵和吸收式热泵。压缩式热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀组成，通过让工质不断完成蒸发一压缩一冷凝一节流一再蒸发的热力循环过程，将低温热源的热量传递给热用户。吸收式热泵主要由再生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器等组成，是利用两种沸点不同的物质组成的溶液的气液平衡特性来工作的。根据热泵的热源介质来分，可分为空气源热泵和水源热泵等：空气源热泵是以空气为热源，因空气对热泵系统中的换热设备无腐蚀，理论上可在任何地区都可运用，因此是目前热泵技术应用最多的装置；水源热泵是以热水为热源，因水源热泵的热源温度一般为15~35°Ｃ，全年基本稳定，其制热和制冷系数可达3.5-4.5，与传统的空气源热泵相比，要高出30％左右。

2驱动蒸汽参数偏低工况

当蒸汽参数偏低，不能满足热泵正常工作需要时，对高参数蒸汽减温减压后送入热泵，这种方法没有对高参数蒸汽的能量进行梯级利用。研究采用蒸汽引射器方案，即利用高参数蒸汽引射低参数蒸汽，产生满足热泵需求的蒸汽，实现高、低压蒸汽的高效利用。蒸汽引射器的工作原理是把高压蒸汽的势能通过喷咀形成高速动能，带动吸引低压蒸汽在喷射器混合段充分混合，混合蒸汽在扩压段降速、升压，满足生产需要。引射器结构主要包括喷射段和喷射器混合段。根据蒸汽性质及蒸汽在喷咀中的压降计算得到喷嘴的形状和尺寸。根据蒸汽参数，喷嘴通常做成拉伐尔喷咀或锥形喷嘴。喷射器混合段是高、低压两股汽充分混合的部位，两种蒸汽混合均匀后，在扩压段降速增压。所以混合段分为作用、形状不同的前、中、后三段。通过总流量设计尺寸，最终合成所需压力的蒸汽。

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述

简介

本文将对有机朗肯循环低温余热利用技术进行综述，主要包括以下方面的内容：有机朗肯循环的基本原理、低温余热的特点、有机朗肯循环在低温余热利用中的应用、技术研究进展和存在的问题。

有机朗肯循环的基本原理

有机朗肯循环是一种利用有机工质代替水蒸汽作为工作介质的热力循环系统。其基本原理是通过将低温热能输入到有机工质中，使其蒸发成为高温高压气体，然后将高温高压气体通过涡轮机进行膨胀，最后通过冷凝器将有机工质冷却成液体，完成一个循环过程。

低温余热的特点

低温余热是指工业生产过程中产生的温度较低的余热能量。与高温余热相比，低温余热的特点主要包括以下几个方面：

1. 温度较低：低温余热的温度通常在100℃以下，无法直接利用。

2. 能量浓度低：低温余热的能量密度较低，需要大量的热量才能产生可观的功效。

3. 难以回收利用：由于低温余热的特性，其回收利用存在较大的技术难度和经济成本。

有机朗肯循环在低温余热利用中的应用

有机朗肯循环在低温余热利用中具有以下优势：

1. 适用范围广：有机朗肯循环可以利用较低温度的余热，使得废热的利用范围更广。

2. 高效能转换：由于有机工质的性质，有机朗肯循环可以在较低温度下实现高效能转换。 3. 环境友好：有机工质具有较低的温室气体排放和环境污染风险，利用有机朗肯循环可以减少对环境的影响。

有机朗肯循环在低温余热利用中的应用主要包括以下几个方面：

废热发电

有机朗肯循环可以利用工业生产过程中产生的低温余热发电，将废热转化为电能，提高能源利用效率。

低温制冷

有机朗肯循环可以利用低温余热进行制冷，用于冷库、冷链物流等领域，提高制冷效果并减少能源消耗。

低温供热

有机朗肯循环可以利用低温余热进行供热，用于暖气、热水等领域，提高供热效果并减少能源消耗。

其他应用领域

有机朗肯循环还可以应用于其他领域，如化工、冶金、纺织等行业，实现低温余热的综合利用。

低温热能的利用与开发

1. 引言

低温热能是指能源系统中温度较低的热源。与高温热能相比，低温热能的热量含量较低，但在许多领域仍具有重要的应用价值。低温热能的有效开发和利用对于提高能源利用效率、推动可持续能源发展具有重要意义。本文将探讨低温热能的利用与开发的相关内容。

2. 低温热能的来源

低温热能的来源种类多样，主要包括以下几个方面：

2.1. 工业余热

工业生产过程中产生的余热是一种重要的低温热能来源。工业生产中，很多热量通过冷却水或废气的形式被排放出去，这些废热可以通过热交换技术回收和利用。

2.2. 地热能

地热能是指地壳内部的热能，如热水、热蒸汽等。地热能广泛存在于地下，尤其在地热资源富集的地区，可以通过地热开采系统进行利用。

2.3. 太阳能热能

太阳能热能是指来自太阳辐射的能量。太阳能是一种无限可再生的能源，通过太阳能热水器、太阳能空调等设备可以将太阳能转化为低温热能进行利用。

2.4. 生物质能

生物质能是指植物和动物的有机物质所蕴含的化学能。通过生物质能的转化，可以获得燃烧热、生物质气化热等低温热能。

3. 低温热能的利用与开发技术

3.1. 热泵技术

热泵技术是一种通过制冷剂的循环流动实现能量转移的技术。常见的热泵技术包括空气源热泵、地源热泵、水源热泵等，通过吸热、压缩、放热、膨胀等循环过程，将低温热能转化为高温热能，实现供暖、制冷等功能。 3.2. 热管技术

热管技术利用液体的汽化和凝结过程，在高热源和低热源之间传导热量。热管技术能够实现多种形式的低温热能转化，例如适用于光伏发电系统的热管冷却技术、适用于太阳能热能的热管蓄能技术等。

3.3. 有机朗肯循环技术

有机朗肯循环技术利用有机工质的汽化和凝结过程进行热能转化。有机朗肯循环技术适用于低温热能利用，可以实现废热回收、地热发电等应用。

3.4. 热能蓄存技术

热能蓄存技术是指将低温热能储存起来，以便在需要时进行利用。常见的热能蓄存技术包括熔盐储热技术、地下储热技术等，通过储能设备将低温热能保存起来，以满足季节性或间歇性需求。

火力发电厂烟气低温余热利用技术

火力发电厂烟气低温余热利用技术

1. 简介

火力发电厂是一种利用燃煤、燃油或天然气等化石燃料燃烧产生高温烟气，通过锅炉转化为蒸汽，最终驱动汽轮发电机发电的设备。在这个过程中，发电厂往往会产生大量的废热，其中包括烟气中的低温余热。如何有效利用这些低温余热成为了一项重要的技术挑战和发展方向。

2. 烟气低温余热的特点和现状

烟气低温余热一般指的是温度在150℃以下的废热，由于温度较低，传统的蒸汽循环发电技术无法高效利用。在很长时间内，烟气低温余热往往被直接排放或仅仅用于供热等低效能领域，导致能源的浪费和环境的污染。

3. 烟气低温余热利用技术的发展

随着能源需求的增长和环境保护的要求，烟气低温余热利用技术得到了广泛关注和研发。目前，有以下几种常见的烟气低温余热利用技术：

3.1 烟气余热锅炉 烟气余热锅炉是将烟气中的低温余热通过锅炉进行回收，产生高温高压蒸汽用于发电或供热。利用烟气余热锅炉可以将废热转化为有用热能的同时减少对燃料的需求，实现能源和环保的双重效益。

3.2 烟气余热汽轮发电

烟气余热汽轮发电是利用烟气中的低温余热直接驱动汽轮机发电。相比于烟气余热锅炉，这种技术更加高效，能够直接将低温余热转化为动力能源，提高能源利用效率。

3.3 烟气废热换热器

烟气废热换热器是在烟气管道中设置换热器，通过与其他介质的热交换，将烟气中的余热传递给其他工艺流体，如空气、水等。这种技术可以将烟气中的低温余热有效利用，并用于加热或提供热水、热风等需求。

4. 烟气低温余热利用技术的优势和应用

烟气低温余热利用技术具有以下几个优点：

4.1 节能减排：有效利用废热可以减少对化石燃料的需求，降低能源消耗，减少二氧化碳等温室气体的排放。

4.2 综合利用：烟气低温余热可用于发电、供热、工业生产等多个领域，实现能源的综合利用和优化配置。

4.3 环境友好：废热的充分利用有助于减少大气污染物的排放，改善环境质量。