热泵技术在火电厂节能中的应用

热泵技术在火电厂节能中的应用

刘艳 曹强

中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 陕西 西安 71000

摘要：在目前工业快速发展以及人们生活水平不断提高的形势下，人们对于电能的需求量和依赖程度都在不断增加，同时也增加了发电企业的能源消耗。在目前全球能源危机的形势下，传统火电厂想要实现可持续发展，就需要研究和应用各种节能减排技术，来满足目前我国针对火电厂提出的节能减排要求。目前，在火电厂所应用的节能减排技术中，热泵技术可以回收利用循环冷却水中的余热，以及除氧器排气，将其分别用于供热和可利用热源，实现对能源的节约。文章就此技术在火电厂中的节能应用进行研究。

关键词：热泵技术；火电厂；节能；应用

引言

伴随节能减排的思想在火电厂中普及，火电厂也在推行节能减排技术，其中热泵技术已经在火电厂中得到广泛的使用和推广，并取得了一定的成效。热泵技术在火电厂节能中的应用，主要可以实现对于循环冷却水中余热对除氧器排气加以回收，进行供暖以及利用锅炉排污等，最终实现有效的循环利用，从而有效节约能源，提高经济发展，推动能源环境和经济的可持续发展。那么，也就需要在火电厂工作的所有人员对热泵技术的相关知识进行了解，熟悉热泵技术的操作。这样一来，火电厂发电工序中利用热泵技术真正实现火电厂中节能减排。

一、热泵技术的概述

1.1 热泵技术的定义

热泵技术可以将低品位的能量转化为高品位的能量，是一种“变废为宝”的技术。与此同时，热泵技术也是目前市场上存在的一种新型的节能技术。通常来说，热泵技术是由市场上广泛应用的热泵装置的基础上进行发展的，是一种低温余热的节能技术。热泵技术可以在火电厂的节能减排中起到非常重要的作用，对我国的可持续发展的理念有所助力。因此为了能够更好的利用热泵技术，就需要对其有全面的了解，掌握热泵技术的基本状况。

1.2 热泵技术的工作原理

简单来说，热泵技术就是通过热泵装置的基础上进行发展的，所以热泵技术的发展和进步也离不开水泵装置的配合和原理支撑。水泵是把水从低处运送到高处的一种装置。类比发现，热泵技术可以将低温的热源可以转化为高温热源，这样，热泵技术就可以充分利用低温余热来实现节能减排的目的。此外，热泵装置是一种可以将不同的能量进行转移的装置，所以说热泵装置就可以通过低温热源吸收热量，然后通过吸收的低温余热传送给高温热源一些热量。所以，热泵技术的工作原理就是利用热泵装置的内部运行，将能量进行有效的利用和转化。这一举措具有很重要的现实意义。

1.3 热泵技术的分类

我们可以把热泵技术大致分为水源热泵、地源热泵、空气源热泵、吸收式热泵、固体吸附式热泵、机械压缩式热泵、固体化学反应式热泵等多种热泵形式。机械压缩式热泵技术在一般情况下可分为两种：一是制冷的条件下进行应用；二

是在制热的条件下进行应用。如果说在制冷的条件下，机械压缩式的热泵技术就可以吸收冷源热量后将其进行升温然后送入压缩机，随即向热源放热，形成低温高压的液体，最终就可以为制冷剂的形成提供前提。当制冷剂形成后，方可开始新的循环。制热条件下的进行过程和制冷过程类似。最终都可以增强热泵技术的可行性以及适应性以达到预期效果。

二、热泵技术在火电厂节能工作中的实践应用分析

2.1在回收除氧器排汽热量中的应用

在火电厂运行中，由于除氧器运行中会通过排汽而将热量散失，因此，可以通过热泵技术来对此部分热量进行回收利用。此举措可以在节省投资的同时，推动火电厂中节能工作的稳定开展。在对此部分热量进行循环利用的同时，表现出了具有较高能量品质的优点，在火电厂中的应用，也表现出具有较高节能效果和经济效益的优点。

2.2在回收锅炉排污能力中的应用

在火电厂锅炉运行中，由于其常年在高温和高压状态下运行，其排污量通常为蒸发量的1%~2%，针对此部分排污能量则可以通过热泵技术的应用来进行回收利用。但是在此技术的应用中，通常会由于锅炉运转相应技术不够成熟而影响锅炉运行的稳定性，增加了热泵技术的应用和控制难度。这就需要在应用热泵技术的过程中做好对风险的规避，保证锅炉的稳定运行以及热泵技术的高效应用。

2.3在回收循环冷却水中的应用

热泵技术在火电厂节能中应用最关键的就是对循环冷却水的回收利用。通常来说，火电厂中的循环冷却水需要控制在50℃以下，其蕴含的热量也属于低品位的能量，如果直接对此类热量进行利用利用效率较低。这就需要通过热泵技术的应用来提升冷却水的温度，实现此类热量利用率的提升。尤其是针对具有较大能量总数以及能量含量比较稳定的循环冷却水来说，可以通过热泵技术的应用，来将其转换为比较高品位的能量。通过对此部分热量，来提升火电厂节能工作的综合水平，实现对余热的充分利用以及节能减排效果的提升。

2.4在供暖系统中的应用

在应用热泵技术，对上述循环冷却水余热进行利用的同时，可以将其应用于热泵供暖系统中。在此系统中，将循环水系统和供暖系统分隔，将热泵中的蒸发器作为循环水冷却系统中的冷却塔，减少对循环水系统的影响，同时也减少火电厂冷却塔的负荷和运行费用，以达到节能的目的。此外，通过供暖系统的应用，还可以控制管网输送热的损失。目前，火电厂中采用分布式布置的管网主要在用户端进行热泵装置的安装。这样在管网运行中，可以将循环水通过热泵装置，使用热泵装置来利用二次管网中的热量来加热采暖用水，然后将这些水向用户端进行输送，满足人们的供暖需求。此外，还可以对二次滚网中的采暖用水进行加热，实现远距离供暖，表现出具有更低成本更好节能效果的特点。

三、关于热泵技术及其在火电厂节能中应用的建议

3.1 火电厂烟气余热的利用工作

根据目前数据的统计，可以得出锅炉中排烟损失是占火电厂全部损失中分量最多的一项。它通常占据整个火电厂燃料热量的7%左右，占据锅炉总热损失的80%及以上。相对来说，这部分的能量的再利用对于火电厂的节能减排有很重要的意义。因此，我们需要根据实践的经验，不断研究利用烟气来驱动热泵装置的可行性，从而实现回收火电厂的烟气余热，进行有效的再次利用。

3.2 做好火电厂节能中对于吸收式热泵的应用工作

吸收式热泵可利用中间温度的废热与低温热源之间的热势差，制取热量少但温度高于中温废热的热水或者蒸汽。接下来就可以利用电厂的余热来驱动吸收式热泵装置，进而获取比余热温度还高的热水以及蒸汽。由此一来，就可以替代高温抽汽，增加火电厂的发电能量从而提高火电厂发电的效率；除此之外还可以将热水和蒸汽运用在供暖以及其他有用的方面。

四、结语

火电厂作为我国传统的发电企业，其在生产电能并满足人们日益增长的电能需求的同时也需要消耗大量的不可再生源，而在目前我国提出发展低碳经济的形势下，也对火电厂提出了更高的节能环保要求。为此，本文提出了将热泵技术应用于火电厂节能工作中的策略，通过此策略的应用，来实现节能减排并创造更多经济效益的目标。

参考文献：

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