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.

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  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

  1月21日，国能（福州）热电有限公司二期（2×660MW）超超临界热电联产工程3号锅炉第一根立柱吊装成功，标志着二期工程郑重进入主体安装阶段。该公司二期工程锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构

  1月22日，国能（泉州）热电有限公司综合管理党支部联合财务党支部前往泉州市委党校初心学堂开展“凝心聚力谋发展，团结奋进新征程”主题党日活动。活动中，党员依次参观了“人民至上”“精神永续”“自我革命”“爱拼会赢”4个展厅。在讲解员的带领下，党员认真观看、仔细聆听，不时驻足凝视、互动交流

  近日，根据《关于表彰国家能源集团“健康企业”的决定》，国能（泉州）热电有限公司被授予集团公司“健康企业”荣誉称号。该公司积极践行集团公司“健康国能”建设要求，深入推动健康企业创建工作，建立完整健康管理长效机制，切实将“健康企业”理念融入到公司制作经营各项工作中；强化职业病危害源头

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  1月22日，国能（泉州）热电有限公司从夯实基础管理入手，全力做好四台机组维护保养工作，以实际成果夯实迎峰度冬基础。加强安全管理，落实整改到位。该公司以“两票”和“反措”为主要内容，以“全方面覆盖、不留死角”为工作目标，开展安全教育及安全排查活动；从现场安全管理和基础资料闭环两方面入手

  为使企业管理人员及业务骨干更好地了解绿色能源发展相关知识，提高碳排放管理及碳交易理论水平，提升碳交易的业务能力，1月17日，国能（泉州）热电有限公司邀请集团所属龙源（北京）碳资产管理技术有限公司4位专家举办碳交易及碳排放政策解读培训。此次培训包括碳市场与碳交易、火电企业碳核算方法、绿

  近日，据集团公司《关于授予河北定州电厂等112家发电企业2023年度电力安全生产标准化一级企业称号的通知》，国能（泉州）热电有限公司高分通过了集团公司的电力安全生产标准化一级达标验评，荣获“电力安全生产标准化一级企业”称号，在集团公司授予的60家火电企业中位于前列。该公司深入贯彻落实集团

  1月26～27日，中国华能集团有限公司二届五次职工代表大会暨2024年工作会议在京召开。会议坚持以习新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实党的二十大精神和中央经济工作会议部署，落实中央企业负责人会议要求，立足新时代新征程国资央企新使命新定位，总结2023年工作，分析形势，部署2024

  北极星电力网整理了2024年1月22日至2024年1月26日一周火电项目，涉及项目的核准、开工、投运等。大唐延安电厂2×660MW工程项目2号机组正式投产1月18日，大唐延安电厂（2×660MW机组）工程2号机组通过168小时满负荷试运行。标志着延安项目圆满完成“双投”任务。大唐延安发电有限公司火电一期项目是陕西

  1月24日，国新办就聚焦增强核心功能、提升核心竞争力，更好实现中央企业高水平发展举行发布会。国务院国有资产监督管理委员会产权管理局负责人谢小兵在回答记者提问时表示，国务院国资委将进一步研究将市值管理纳入中央企业负责人业绩考核，引导中央企业负责人更加重视所控股上市公司的市场表现，及时

  1月25日，中国华能集团有限公司董事会2024年第一次会议在京召开。会议由集团公司党组书记、董事长温枢刚主持，集团公司董事、总经理、党组副书记邓建玲，董事、党组副书记张文峰，外部董事徐平、朱元巢、邹正平、刘跃珍出席会议。樊启祥、王益华、王文宗、王利民、李向良、张涛等公司领导列席会议。会

  北极星电力网获悉，1月26日华电国际公告，截至2023年12月31日，华电国际电力股份有限公司（以下简称“本公司”）及其子公司（以下简称“本集团”）按照中国会计准则财务报告合并口径计算的2023年全年累计完成发电量2,237.95亿千瓦时，较上年同期增长约1.30%；完成上网电量2,095.46亿千瓦时，较上年同期

  据国家能源局多个方面数据显示，截至2023年11月底，全国发电装机容量达28.5亿千瓦，可再次生产的能源装机占比超49%，全国可再次生产的能源装机超越火电。然而在发电量方面，可再次生产的能源想要超越火电还有非常长的路要走。北极星电力网统计了我国31个省份发电量（港澳台地区数据暂缺）。2023年，占比不足50%的火电装机贡献了全年

  随着人工智能技术的飞速升级，全球范围内正快速迈入以大模型为核心的人工智能新时代，这次产业升级被认为是第四次产业革命的标志。大模型不单单是一种技术方法，更是对人机交互方式的重新定义。过去几十年，人机交互方式经历了从命令行到图形用户界面（GUI）的演变，而如今人工智能的诞生让我们可以用

  综合司副司长、新闻发言人张星表示，2023年，全国能源投资增速保持比较高水平。新能源完成投资额同比增长超过34%。太阳能发电完成投资额超过6700亿元，云南、河北、新疆等3个省（区）集中式光伏完成投资额同比增速均超过100%。风电完成投资额超过3800亿元，辽宁、甘肃、新疆3个省（区）陆上风电投资加快

  北极星电力网获悉，1月23日*ST金山公告，华电辽宁能源发展股份有限公司预计2023年归属于上市公司股东的纯利润是21.10亿元到22.10亿元。预计2023年年度营业收入为59.00亿元到65.00亿元。预计2023年末归属于上市公司股东的净资产（以下简称净资产）为3.00亿元到4.00亿元。预计2023年实现归属于上市公司股

  1月14至15日，国电电力三届六次职工代表大会暨2024年工作会在京召开。114名职工代表意气风发，从全国各地奔赴而来，共商公司发展，共绘发展蓝图。线年，国民经济恢复向好拉动电力消费增速同比提高，电力行业全力以赴保安全、保民生、保重点供电。但是新型电力系统建设格局加速、煤炭价

  1月28日，广投集团举行重点项目2024年第一次集中开竣工活动，当天，广投北海电厂二期扩建工程3号机组并网发电。广投北海电厂二期扩建工程是广西“能源网”建设大会战的重点项目，建设两台660兆瓦超超临界抽凝式热电联产机组，年发电量约72.6亿千瓦时，是广西区内单机供热能力最强的机组。项目同步建设

  北极星电力网获悉，1月21日，国能浙江舟山电厂三期2×660MW扩建工程建设项目6号机组发电机定子顺利安装就位。据悉，该项目位于浙江省舟山市定海区白泉镇，建设规模为扩建2台660兆瓦超超临界二次再热发电机组，同步建设高效烟气脱硫、脱硝及除尘装置，计划于2024年8月和11月建成投运。国能舟山电厂扩建项目6

  勉之期不止，多获由力耘。近日，山东院总承包建设的中煤平朔安太堡低热值煤热电新建工程，克服零下30℃的极寒天气，严守安全关、质量关，在46小时内顺利完成#2机组汽轮机扣盖、#1机组汽轮机及小汽轮机冲转、#2机组锅炉低温烘炉等三大节点，圆满完成春节前建设目标。在汽轮机冲转工作中，山东院总承包项

  1月22日，中煤鄂州电厂四期（2×1000MW）扩建项目EPC总承包合同签约仪式在中国电力工程顾问集团中南电力设计院（以下简称中南电力设计院）举行。中煤华中能源有限公司（以下简称中煤华中公司）党委书记、执行董事杨浩，党委委员、副总经理刘全山；中煤鄂州能源开发有限公司（以下简称中煤鄂州）董事长

  北极星电力网获悉，1月11日，四川能投安居燃气发电项目集中开工。该项目计划总投资70亿元，建设总装机规模4×700MW燃气发电项目，占地约310亩。其中，本次启动建设的一期项目拟建2套联合循环发电机组，投资约35.75亿元，占地205亩，建成后，预计年发电量35亿千瓦时、实现年出售的收益15亿元、税收1亿元。

  1月25日9时18分，国家能源集团福建公司晋江热电厂1×50MW热电联产工程3号机组在现场所有人的共同见证和热烈的掌声中圆满完成96h满负荷试运行，标志着3号机组正式投产发电具备商业运营条件。晋江热电公司3号机组总投资4.5亿元，是福建省、泉州市、晋江市三级地方政府2023年度重点建设项目,也是福建省内

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  北极星电力网获悉，华银电力1月26日发布业绩预告，预计2023年度实现归属于上市公司股东的纯利润是-1.7亿元到-2亿元，与上年同期相比，将出现亏损。业绩变动根本原因是，公司主要营业业务以火力发电业务为主。2023年，公司多措并举提升主营业务盈利能力，主营业务同比较上年减亏超7亿元，但受煤炭价格持续高

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  开局即决战，起步即冲刺。年初以来，哈电汽轮机全力推进生产制造和项目组织各项工作，确保各项目按期高质量投运。近日，哈电汽轮机设计制造的中煤平朔安太堡热电有限公司1号汽轮机组、国能神福（晋江）热电1×50MW热电联产扩建工程3号汽轮机组相继通过重要节点，在新年开局为用户交上了满意的答卷。中

  北极星电力网获悉，1月25日，湖北省委、省政府举行一季度全省重点项目集中开工活动，仙桃市总投资170.3亿元的32个项目开工建设。在仙桃分会场开工的华润仙桃电厂二期2×660MW超超临界燃煤发电项目，总投资48.35亿元，投产后年发电量55亿千瓦时，预计新增年产值25亿元、年利税3亿元。