摘要：当企业中拥有较大规模的余热热源时,利用余热来发电是一种方便而效益高的回收能量的方法。但作为技改项目,其投资也是相当高的。为了获取高的能量回收率和好的经济效益,应当对发电工艺的热力流程及其主要的技术参数进行精心设计和选择。深入的科学论证及详细的多方案技术经济比较非常关键。
关键词：节能余热发电工程；热力流程方案；选择；
前言
能源是发展农业、工业、国防、科学技术和提高人民生活的重要物质基础.但是我国人均占有的商品能源仅为世界平均值的40 %左右, 而另一方面单位产值的能耗则远远高于发达国家.如果不在继续扩大能源规模的同时励行节约能源, 势必影响国民经济的持续发展, 因此我们必须将能源的开发和节约并重, 并把节能放在重要地位, 而且节能是发展国民经济的一项长期战略任务。
1 热力系统简介
1.1 单压系统
单压系统是最简单循环，具有系统简单，运转率高、电率低的优点。由于单压系统锅炉的省煤器水量为AQC 锅炉和SP 锅炉的给水总和， 当废气温度较高时，不能降低锅炉的废气排出温度，而使废气的总能下降。
1.2 闪蒸系统
在单压基础上发展起来，可以通过增加锅炉省煤器水量降低锅炉废气排出温度，提高废气总能，提高发电功率，但是较单压系统复杂、除闪蒸器和汽机与单压不同以外，相应的锅炉给水泵、循环冷却系统规模等也较单压系统大，造成设备投资较高、电率也较高，并且在废气温度变化较大时，闪蒸系统投入率受到很大的影响。但是应该适当选取闪蒸量， 因为随着闪蒸量的增加会提高锅炉省煤器的给水温度， 而较高的给水温度会使锅炉废气排出，一般来说汽机闪蒸补汽量宜为总进汽量的15％～30％。
1.3 双压系统
对比单压和闪蒸系统， 双压系统主要是设置双压锅炉来实现， 锅炉低压蒸汽具有一定的过热度，与闪蒸补进汽机的饱和蒸汽相比可以提高汽机末级效率， 电率介于单压和闪蒸系统之间， 投资较单压和闪蒸系统高， 汽轮机的运行效率较同样为补汽的闪蒸系统较高， 同样在冷却机废气温度变化较大时， 闪蒸系统投入率受到很大的影响。虽然从理论上汽机可以接受较大范围的补汽量， 但是由于补汽的稳定性不能保证， 因此汽机的补汽量范围与闪蒸补汽相同。双压系统应该注意的问题是要处理好锅炉主汽和低压蒸汽的比例，使废气能够梯级利用。
2 节能余热发电工程中热力流程方案的选择
2.1 蒸汽参数
余热锅炉的蒸汽参数（压力和温度）是重要的参数，他直接影响到系统的循环效率和发电功率，在确定蒸汽参数时要充分考虑废气参数，使每单位体积的废气尽可能地多提供有效能。废气参数指废气量、废气温度、废气成分等，影响蒸汽参数的主要因素是烟气温度和烟气量。烟气温度决定了蒸汽可能达到的最高温度，烟气温度和烟气量等共同决定蒸汽产量。从锅炉经济性考虑蒸汽最高温度一般要低于废气温度20℃左右， 锅炉排出废气温度较给水温度高30℃左右，随着锅炉废气排出温度的降低，蒸汽量提高，耗量提高，从而使设备投资增加，因此即使没有限制的余热锅炉废气排出温度， 也应该按照合适的平衡点选取，一般来说废气排出温度确定在100℃以下较合理。
2.2 节能技改的效率, 效益与风险
余热利用节能技改最重要的目标是最大限度地提高能量回收率。它是判别设计质量的首要标准。关于回收率“很高很高” 的广告式宣言, 但对回收率的具体数字却避而不提。这种习惯不大好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然“回收率”与“回收量”成正比, 但当余热热能数量大时, 即使“回收率” 很低, 也能有可观的“回收量” , 然而同时也有大量本可回收的能源仍被浪费了。也就是说“回收量”掩盖了“回收率”。所以, 设计者不能只满足于“每年可节约多少万吨标煤” 一类的提法, 而应技术上精益求精, 实实在在地在提高能量回收率上下功夫。同样很重要的是提高经济效益。效益是企业的生命, 具体到节能技改亦是如此。目前在经济分析中，这样不论效率多低, 单位投资多高, 算出的“经济效益”总够大。这种观念不但阻碍了各方追求高效益的积极性, 而且虚假的“效益”掩盖了投资的“风险”。事实上, 随着市场经济的发展和国家与社会对节能要求的提高, 企业在节支降耗方面的竞争及技改投资的风险将很快突现出来。有人认为, 余热热能不计成本有利于鼓励节能技改, 这是不对的。因为这不但违反客观规律, 误导投资者, 而且也不符合“节能法” 认为一切形式的能源都是宝贵资源的基本思想。
2.3余热热能成本计算
下面谈谈对余热热能成本计算的初步建议。余热热能成本的计算，这里谈的是企业内部技改项目中的成本, 不是企业与市场的购买关系。余热热能成本一般可比照本企业购进原煤的市场价来计算: ，式中A —标煤市场价(元/t);N —折价因数;Q n —载热体的热值, (kJ/Nm3 或kJ/Kg);Q n—标煤的发热量, (kJ/Kg)。由于不计余热能成本, 算出的经济效益还不错, 但一旦计入成本, 则会发现其真实的经济效益是有问题的。可见, 考虑成本有利于评判设计质量与衡量投资风险。
2.4设计的优化, 新技术的应用
对于节能技改项目的能量回收率和经济效益,不可能制定固定的设计标准。合理的要求是设计中应当提出不止一个方案, 经详细的技术经济对比, 从中优选出最佳方案予以推荐。这是“可行性研究”过程中必不可缺的工作。方案比选有三个基本要求:一是不漏掉技术上可能的任何方案, 在第一轮比选中淘汰明显逊色的方案, 保留主要方案。二是主要技术参数要精心优选。三是要有符合科学的论证, 设计者应对推荐方案技术原则的正确性负责。应鼓励在节能技改工程中采用先进的新技术,但采用新技术应当谨慎, 应进行科学地论证。论证的主要问题是:(1)任何技术都有局限性。只有在满足其所要求条件的特定环境中, 才能充分发挥优势。应分析本项目是否具备这种环境。(2) 一项技术是否先进的唯一标准, 视其能否提高项目的能量回收率和经济效益。弄清楚这一点能给项目带来巨大的效益, 避免重大的损失。
3 建议
要避免回收量掩盖回收率.因为节能改造和余热利用的目标是在技术可能、经济合理的条件下, 最大限度地提高热能回收率, 热能的回收量决定于余热规模和回收率, 如果回收率(热能利用率)低,说明还存在很大的浪费。在进行余热发电项目的经济分析中, 将余热热能的成本当作零, 这样即使设计的方案效率低、投资高、管理差, 而算出来的经济效益还是可观的。随着社会主义市场经济的发展, 企业在节支降耗方面的竞争, 技改投资的风险将显现出来, 因此必须选择最佳方案, 提高经济效益, 减少节能投资风险。
在节能改造和余热利用中应大力提倡、鼓励采用先进的新技术，但在采用新技术时要以科学的态度研究论证其在项目中是否确有效果, 要采用多个技术方案进行对照比较, 实事求是地进行取舍,切不可生搬硬套, 未经仔细论证就轻率地采用不适当的新技术, 将造成不必要的浪费和损失。实施余热发电的项目, 一般余热热源规模较大, 有好的社会效益和经济价值, 但投资也是较高的。搞好余热发电, 成功的关键在设计, 尤其是在可行性研究阶段必须进行多个方案的比较, 筛选出节能效果最好、经济性最合理的方案。
参考文献
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论文作者:丁正中
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/26
标签：余热论文; 废气论文; 闪蒸论文; 回收率论文; 锅炉论文; 节能论文; 热能论文; 《电力设备》2019年第1期论文;