摘要：本文通过介绍热电联产机组低真空循环水供暖、加热锅炉补给水的一个事例以及灰渣的综合利用等节能技术，分析了热电联产企业开展节能的一些可行性措施；通过节能量的计算，阐述热电联产企业的节能潜力。
   关键词：热电联产   节能   潜力   供暖   综合利用

　　一、热电联产技术
　　在当代技术水平下，热电联产是燃料最经济的利用方式之一。在热电联产中，燃料首先送进锅炉中燃烧，所产生的蒸汽具有较高的压力和温度，用于发电做功后，再通过抽汽或背压的方式将部分低品位蒸汽输送给热用户用作生产或供暖。热电联产是能源“梯级利用”的一种方式，基本做到了“能质匹配”，符合按质利用热能的原则，能有效提高电厂的能源转换效率和经济效益。
　　典型的热电联产系统如下图1、图2所示。

图1.具有背压机组的热电联产供暖系统
　　二、热电联产企业的节能潜力
　　随着技术水平的不断进步，完善热电联产机组运行条件、提高机组运行水平，最大限度的充分利用每个环节不可丢失的“废热”，提高能源的转换效率，实现节能降耗，具有十分重要的意义。
　
图2.具有抽凝机组的热电联产供暖系统
　　Ⅰ、汽轮机低真空循环水余热利用
　　虽然热电联产基本做到了“能质匹配”，但是，在实际运行当中，由于一部分蒸汽用做供暖，属于高位能源低层次利用，是一种能量的贬值浪费，没能达到能量的更高层次利用。
　　如图3所示的凝汽设备系统组成，在汽轮机的工作流程中，做完功的乏汽（约0.003～0.007MPa）离开汽轮机之后进入凝汽器，由其中的循环水冷却，凝结成水，然后再回到锅炉变成蒸汽参与循环；作为冷却工质的循环水吸收排汽的热量后，温度升高，进入冷却塔放热后重新回到凝汽器作为冷却介质吸热。
　　1．循环水供暖。
　　循环水在冷却塔排入大气的热量形成我们通常所说的“冷源损失”。冷源损失使热力循环的效率降低，充分利用这部分热能是提高燃料利用率或热力循环热效率的有效措施。
　　在保证机组安全、稳定运行的前提下，对原有循环水冷却系统加以改造，用采暖用户的暖气片替代原来的冷却塔，利用这一部分热量用做采暖，可以收到较明显的节能效果。

图3.凝汽设备系统组成
　1—抽气设备；2—汽轮机；3—发电机；
　4—循环水泵；5—凝汽器；6—凝结水泵
　　以一台6000kW抽凝式汽轮机组为例，其实际运行工况是：
序号
项  目
单位
符号
数据
1
汽轮机进汽量
t/h
G1
52.6
2
汽轮机进汽压力
MPa
P1
3.43
3
汽轮机进汽温度
℃
t1
435
4
进 汽 焓
kJ/kg
h1
3303.6
5
额定功率
kW
P
6000
6
排汽压力
MPa
P2
0.008
7
排汽温度
℃
t2
41
8
排 汽 焓
kJ/kg
h2
2575.2
9
凝结水焓
kJ/kg
h3
171.7
10
抽 汽 量
t/h
G4
31.2
11
抽汽压力
MPa
P4
0.75
12
抽汽温度
℃
T4
302
13
抽 汽 焓
kJ/kg
h4
3062.7
　　该机组纯凝汽部分的热量损失为：
  
　　这部分热量折合标准煤为：
  
   经验表明，对一台6000kW抽凝式汽轮机组进行循环水供热改造以后，可以满足30万平方米供暖；如果按采暖期120天计算，相当于一个采暖期节约标准煤5052吨。
   此外，如果采暖热负荷较小，循环水供暖的回水温度较高（约为55℃）时，还可以考虑用供暖回水来加热锅炉补给水，提高锅炉进水温度，减少除氧器的用汽，从而提高整个系统的效率。
   2．循环水在非采暖期加热补给水。
   热电厂不能象火力发电企业那样实现密闭循环，在对外供汽时要产生一定的损耗，所以锅炉需要及时补水。
   热电厂补水一般有两种方式：地下水或水库水。
   地下水温度一般恒定在17～18℃；水库水温度波动较大，约为5～25℃（一般认为：冬季为5℃，夏季为25℃）。利用非采暖期的循环水来加热补水，提高补水温度，从而提高锅炉的热效率，具有较好的经济性。
   考虑循环水的温度水平，如果能使100t/h流量的补给水温度提高15℃，则节约的热量为：
  
   折合标准煤为：
      
   全年可节约标准煤1849吨，按每吨标准煤500元计，全年可以节省92.45万元。
   Ⅱ、灰渣等的综合利用
   锅炉的灰渣分为由排渣口排出的炉渣和由除尘器收集的飞灰部分。随着我国热电联产事业的不断发展，对锅炉产生的灰渣进行适当处理利用，不仅可以消除灰渣的危害，还可以节约大量资源，实现变废为宝。尤其是对于当前大量普及应用的循环流化床锅炉，研究其灰渣的综合利用途径、开发灰渣综合利用新技术具有更加现实的意义。
   1．炉渣物理热的利用
   燃料在锅炉内燃烧以后，大部分灰分以渣的形式在600～800℃的高温下排出，这部分热量损失降低了锅炉的热效率。为了提高锅炉的热效率，有必要对这部分炉渣物理显热进行回收利用。
   在目前，通常是对冷渣系统进行改造，利用炉渣的物理显热来加热锅炉给水或加热空气。
   此外，一些部门也用炉渣的物理热来加热生活用水等，也是一种节约能量的方式。
   2．灰渣在其他领域的应用
   对于循环流化床锅炉而言，由于其内部低温燃烧，灰渣中矿物质的结构不易受到破坏；且灰渣中可燃物含量较低，便于灰渣的综合利用。
   灰渣中含有SiO2、Al2O3以及CaO等化学成分，是建材生产的一种重要原料，可以作生产水泥熟料的原料等，目前已广泛应用于水泥等建材制造。
   同时，低温燃烧有利于稀有金属在飞灰中的富集，为提供某些稀有金属（如钒）创造了良好条件。我国石煤资源丰富，不同地域其富含成分也各有不同，以我国湖南、湖北及浙江等地为主的石煤中钒的含量较高。从石煤（或煤矸石）中提取V2O5的方法很多，目前比较流行的是盐焙烧法。从含钒石煤灰渣中提取V2O5是综合利用灰渣资源的一个重要方面。对一座装机容量6000kW的机组而言，以石煤为燃料的循环流化床锅炉，可实现灰渣提取钒1500吨/年，按现在市场价15万元/吨计算，可实现综合收入2.25亿元。
   此外，在热电联产机组的实际运行当中，合理控制锅炉的鼓风、引风匹配从而确定锅炉合理的过剩空气系数，保证凝汽器的真空，确定合理的给水泵出口压力和锅炉的排污量以及组织汽轮机稳定、科学的运行等都会有利于提高机组的运行效率，节约资源，降低能耗。
   据统计，新增1吨煤产量的投资是节约1吨煤投资的3倍。在电力行业，煤炭成本占总发电成本的70%；实施先进的节能技术，积极完善机组运行状况，提高能源利用效率，是实现热电联产企业节能的有效途径。
参考文献
   1．宋之平、王加璇.《节能原理》，水利电力出版社，1985
   3．范从振.《锅炉原理》，水利电力出版社，1986
   4．刘正海.《火电厂节能与指标管理技术手册》，中国电力科技出版社，2006
   5．路春美、程世庆、王永征.《循环流化床锅炉设备与运行》，中国电力出版社，2003
  
  
　　作者简介：刁立璋（1976年～），男，1998年毕业于山东工业大学热能工程专业，工程师，从事能源监测工作。