电厂余热回收利用

摘要：电厂连续排污余热、除氧器氧排汽余热等的参数品位较低，不能再被用于生产，大多数电厂都是直接排放，不仅造成了资源浪费、还造成了热污染。利用余热蒸汽加热冷水（常温）制成生活热水对外销售的做法，从节能环保的概念出发，更具有实际意义。

关键词：余热 热水

前言

随着政府节能环保相关政策的的陆续出台，对企业节能环保要求的不断提高，为提升公司所处区域的市场影响力，符合未来战略发展的管理要求，对公司发电供热机组正常生产过程产生的外排损失热能有效回收利用的课题逐步显现我公司外排热能量情况

一、二期锅炉连排汽量：

一期锅炉连排无流量显示，根据现场情况判断经过疏水扩容器回收后，废水量较少，热量忽略不计。二期连排疏水量9吨/小时，排汽量为0（目前连排扩容器排汽门关）

一、二期锅炉定排汽量：（主要为吹灰疏水）

一期定排平常处于关闭状态，化学专业通知排放时才开启定排，流量无数据，忽略不计，疏水为吹灰器疏水，流量2吨/小时，温度240℃；二期定排每日排放5—10分钟，无数据。

二、二期除氧器排汽量：

除氧器单台除氧门排汽量为2.5吨/小时，目前阀门为节流状态，单台流量取0.2吨/小时，温度160℃，压力0.6MPa，一期除氧器排汽量0.2吨/小时，温度160℃，压力0.6MPa，总计1吨/小时。

污泥（蒸汽）干化冷凝水量：

污泥干化疏水量为10吨/小时，温度为100℃，压力为标准大气压。

参数表：

公司生产余热加热冷水能力计算

连排疏水加热水量

考虑#4#5机组连续排污扩容器疏水量大，且疏水直接排放，计划使用连续排污扩容器疏水加热自来水进行热水供热，目前#4机组汽包至连排疏水量为7吨/小时，#5机组汽包至连排疏水量为25吨/小时（正常应为7吨/小时），总流量为14吨/小时连排疏水参数确定

设连排疏水率为&

汽包压力18MPa

h水1：饱和水焓为1718kJ/kg

连排压力0.5MPa

h汽 : 饱和蒸汽焓2748kJ/kg

h水2 : 饱和水焓639kJ/kg

由热平衡得：

h水1=& h水2+（1-&）h汽

&=0.488

连排疏水量为0.488*14=6.8吨/小时

Q放：连排疏水放热量，单位kJ/h

C水 ：水的比热 ，单位kJ/kg.℃

m1：连排疏水的重量，单位kg

m2：自来水的重量，单位kg

t：热水温度，单位℃

t1：连排疏水的温度，单位℃

t2：自来水的温度，单位℃

Q放=C水m1（t1-t）

Q吸=C水m2（t-t2）

Q放= Q吸

m1（t1-t）= m2（t-t2）

6.8（150-95）= m2（95-5）

m2=4.15吨

综合可得，二期连排疏水与自来水混合可得11吨/小时的95℃热水

加热自来水与蒸汽的比例关系：

Q吸=C水m水（t-t1）

=4.2×1000×（95-5）

=378000KJ

根据能量守恒定律：Q吸= Q放可得，蒸汽放热量与自来水吸热量相等，

其中：Q放=Q水+Q汽

= C水m（t-t1）+h汽m

故：C水m（t-t1）+h汽m=378000

4.2×55×m+2758×m=378000

m=126Kg

加热1000Kg自来水，需126Kg的供热蒸汽（参数为0.3MPa、149℃）。一台机组除氧门排汽流量约为0.2吨/小时，除氧门总流量为1吨/小时，核算可加热7.5吨/小时的自来水

锅炉吹灰疏水加热热水量

一期锅炉吹灰疏水流量为1.5吨/小时，温度为240℃，二期锅炉吹灰疏水不连续排放，且排放量较小，暂不计算。

Q放：连排疏水放热量，单位kJ/h

C水 ：水的比热 ，单位kJ/kg.℃

m1：吹灰疏水的重量，单位kg

m2：自来水的重量，单位kg

t：热水温度，单位℃

t1：吹灰疏水的温度，单位℃

t2：自来水的温度，单位℃

Q放=C水m1（t1-t）

Q吸=C水m2（t-t2）

Q放= Q吸

m1（t1-t）= m2（t-t2）

2（240-95）=m2（95-5）

m2=3.2

综合可得，吹灰疏水与自来水混合可得5吨/小时的95℃热水

污泥干化疏水

污泥干化疏水温度为100℃，流量10吨/小时，水质参数合格可直接进行热水供应。

供热水能力统计

综合统计，我公司蒸汽加热生产热水为8吨/小时，若疏水可直接混合，采用混合式加热器，疏水加热生产热水为26吨/小时，我公司热量回收可生产热水总计为34吨/小时，日生产量为816吨。

若疏水水质不合格，采用表面式加热器，疏水未能进行全面回收利用，仅仅利用其热量加热冷水，同时疏水加热冷水后仍带有部分热量的流失，疏水生产热水量仅为混合式的一半，为13吨/小时，加上蒸汽生产热水量8吨/小时，日生产量为21吨/小时，日生产量为504吨。

方案

该方案采用汽水加热器加热方式进行加热（汽水直接混合加热），使用连排疏水加热自来水，水温达到设定值即停止加热。商品热水通过动力设备输送至运输水车，水箱内商品热水供完后，自来水直接注入水箱内再被疏水加热。本工程设两台热水箱，交替供应热水。

污泥干化疏水流量为10吨/小时，温度为100℃，本次方案中，设置预留口，待系统投用后，化学专业对水质进行化验确认，水质合格后直接接入热水罐。

三、方案简介

1 方案一

根据要求需向相关行业提供合格的93℃的商品水，若各疏水水质符合，从投资和时效方面考虑优先采用以下方案：

新建疏水集箱，将我公司连排扩容器连续疏水（0.5MPa，160℃）一期吹灰器疏水（240℃）回收汇集，经热水泵打至热水罐与冷水混合加热。

除连排疏水、吹灰疏水，其他小流量疏水亦回收至疏水集箱，统一用于冷水加热。

定排排汽、连排排汽、除氧器排汽可回收设为加热蒸汽。

加热蒸汽最佳工作压力0.2-0.4MPa汽源，该压力的蒸汽作为加热冷水的汽源最为经济、安全，我公司低压供热蒸汽参数约为0.3MPa、149℃，可为备用。防止热水供应量过大时，生产热水能力不足。

根据水质与成本对水源进行选择，水源暂用我公司自来水（成本3.6元/吨），同时对我公司冷却塔补水进行化验，若满足化学水质报告要求，则使用园区来工业水（成本1.41元/吨）

热水加热器采用混合式加热器，使用蒸汽对自来水进行混合加热。

为防止汽源压力等级不同导致窜汽，新建均压箱汇集三路汽源，分别收集：连排余热，定排余热，除氧器余热，汇集后汇入热水罐与冷水进行混合加热。

备用蒸汽管道采用通径100的无缝钢管。

热水箱内加热装置采用目前较为先进、成熟的浸没式汽水消声加热器，其特点：热效率高，蒸汽利用率几达100%，可消除冷热相遇造成的噪音。

商品热水采用通径100的不锈钢管输送，经热水泵打入流体卸臂进入专用热水车，送往热用户。

在连排至定排管道处安装逆止门及关断阀，当夏季供水淡季时连排疏水正常排至定排扩容器。

在吹灰疏水至定排管道处安装逆止门及关断阀，当夏季供水淡季时连排疏水正常排至定排扩容器。

布置：2台热水箱布置在厂房外，具体位置待定，水箱布置为串联。

方案二系统图

四、设备选型

热水箱选型

热水箱的容积选型根据全天用水量来选择，可按全天50-80%的用水量来确定热水箱容积，全天用水集中在一个时段取高值。我公司热水供应能力为1000吨/天，根据热水供应量选取水箱总容积为800吨。

热水箱参数：

容积：400m3。

型式：通大气式。

数量：2台。

箱体材质：SUS304不锈钢。

箱体厚度：5mm。

保温防滑板：箱体采用岩棉整体保温，厚度大于50mm。外层采用防水彩板装饰。

控制系统：分为水温控制系统和水位控制系统两个部分。

材质：SUN304不锈钢。

内部结构：箱内设置浸没式汽水消声加热器

材料清单

设备说明

疏水若直接回收使用，污泥干化疏水水质需严格监控，保证疏水水质正常，当水质变差时，应立即隔离该路疏水，检查污泥干化换热器是否泄漏，排除漏点。

疏水与冷水采用表面式换热器，应严密监控换热器出口水质，防止换热器泄漏。

热水输送泵一用一备，定期切换。

我公司一期低压除氧器为混合式加热器，单台容积为50m3，共两台，后期背压机改造，可考虑低压除氧器利旧，充当热水回收系统热水罐。

除氧器排汽含氧量大，易造成管道、容器腐蚀，需加强防腐保养。

经济性分析

疏水水质合格时：自来水价格为3.6元/吨，热水售价为13元/吨（出厂价，不含运费），扣除损耗净利润约为9元/吨，我公司日产热水量为816吨/天，若热水可全部卖出，一年净利润为268万元。

疏水水质不合格时：自来水价格为3.6元/吨，热水售价为13元/吨，扣除损耗净利润约为9元/吨，我公司日产热水量为504吨/天，若热水可全部卖出，一年净利润为165万元。

结论

余热回收生产生活热水利用改造，在拓展新的利润增长点的同时，兼顾环保与节能。该项目的实施，既可有效开发和利用热源，减少电厂热污染及降低城区烟尘污染，又为企业创造了经济及社会效益。