火力发电厂低温能源应用技术的探讨

lssv · 发表于 2012-1-20 10:06:17

火力发电厂低温能源应用技术的探讨

岳建华1 岳涛2 李勐2
（1神华国华（北京）电力研究院有限公司，2华北电力科学研究院有限责任公司）
神华国华（北京）电力研究院有限公司，北京市丰台区开阳路1号瀚海花园大厦，邮编100069
摘要：通过对火力发电厂电能生产方式和城市用户用能方式的研究，提出了以循环水直接供热为基础的火力发电厂提高能源转化效率的技术，由此扩展了火力发电厂低温能源的使用。此技术实施将有效的降低能源生产和消费过程中的燃料消耗，降低碳排放强度，是城市低碳发展可选的技术路线。
关键词：碳排放强度；低碳城市；循环水直接供热；供电煤耗；热电厂
1. 前言
国民经济快速发展和人民生活水平的提高以及国家城镇化的发展，对能源需求将越来越大，今后能源供需矛盾将更加突出，解决问题的办法一是开源、二是节流。如何在能源供应困难的背景下，有效的提高火力发电厂的效率，是解决问题其中的一个途径。火力发电厂在生产电力方便清洁能源产品的同时，自身能源浪费巨大，其原因是火力发电热力循环过程中凝汽器乏汽的低品位高能量能源被排放到大气，且影响周边环境，不同类型机组能源使用效率见表1。
表1 不同类型机组能源利用效率[1]
参数名称单位亚临界机组超临界机组超超临界机组
机组供电效率 % 38.00 41.00 44.00
厂用电率 % 6.50 4.30 4.00
机组发电效率 % 40.64 42.84 45.83
发电机效率 % 98.95 98.95 98.95
热力系统效率 % 41.07 43.30 46.32
锅炉效率 % 94.00 94.00 94.00
汽机效率 % 43.69 46.06 49.28
理论热电比 % 130 118 104
注：此表中的“理论热电比”是指采用循环水直接供热技术后全部乏汽用于供热时热功率与电功率的比值

以上数据看出，从亚临界到超超临界机组，62％～56％的能源没有带来效益，其中凝汽器排放的能源占56％～50％，且影响周边的环境，也造成火力发电厂碳排放量巨大。
为城市或工业园区供热的热电厂，采取的供热形式主要是抽汽供热，由于抽气参数高、且不能100% 抽汽，部分低温能源还是从凝汽器排放掉，造成能源浪费。如何最大限度的提高热电厂的能源转换效率，有不同的途径。研究低温能源的使用就是其一方面，这是本文探讨的主旨。
现有的城市供热是热电厂将110～130℃的高温热水送各用户，各用户通过换热站的“水水换热器”将用户暖气的水加热到70～80℃，见图2；如果热电厂直接提供70～80℃热水给用户，取消用户换热器，热电厂的低温热源将有用武之地，将极大的提高能源利用率，降低了城市的碳排放。

图2 现在的城市供热系统示意图

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