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２．１
电厂循环水余热的性质及其可利用情况
热能是能量的一种，它会在某种介质中被吸收转移扩散，
水是一种最常见的介质媒体．用水带走的热能，其本身是一种清 洁能源，当热量扩散后，可继续循环利用然而，为了循环水再利 用，必须散发掉其中的热量，因此在水源充足的地方，人们用抽水 库的水来做冷却循环水，水库成了二级水源循环冷却系统用在 水源不充足的地方，人们建造了循环冷却塔，用水和空气来冷却。 但是用作冷却系统的水库被加热后，生活在水库里的生物受到了 严重的影响在这些作循环冷却水的水库，出现了水草藻类植物 过■生长．引起水体缺氧，水质下降，影响鱼类生长．严重时大量 死亡，即为电厂的热污染，所以，合理利用这部分热量才能避免上 述问题的发生。对于一般大型火电厂大部分建在郊区或乡镇，离
气
冬季的农产品供应提供了有利条件。
参考文献： 【ｌ】陈军，谢冬梅，李心刚电厂余热资源的有效利用阴．节能与
该供热系统主要包括泠却塔、节流阀、变频循环泵、水源热 泵装置、日光大棚、管道等．其工作原理为油汽轮机排气装置排 出的湿蒸汽一部分由一支管道引入水源热泵装置，将其温度提
高后，再将该水供给日光大棚，特殊情况时走旁路，剩余的循环 水在冷却塔中冷却。当日光大棚的数■增加或减少时可以调节
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水源热泵管路的循环水流■。供热后的这部分循环水再并入主
循环水回水管路，由循环泵送入凝汽器。 图ｌ为供热系统示意图。
水源热泵工作原理及其系统组成
热泵是以冷凝汽器放出的热量来供热的制冷机，它是通过 消耗外界能■将低品位热源提升为高品位的热源，热泵循环一 般以环境介质作为低温热源从中吸热，向温度较高的热源（温度 为Ｔｈ的供热系绋放热，，驱动热泵所消耗的有用能（或功）Ｅ全部 被转换成热。这部分热量Ｅ和从低温体吸取的热量ｐ：一起输向
２０１
１北京供热节能与清洁能源高层论坛论文集
电厂余 热利 用的分析与探讨
王东鹏１，任兵２
（１山西大学工程学院，山西太原０３００１３：２．华北电力大学．河北保定０７１００３） 摘要：文章通过分析国内外大型火电厂水冷机组循环水的余热利用情况，提出由水源热 泵提高温度后的循环水为农业日光大棚供热二目前，由于在冬季北方日光大棚的农业生产效
Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：８ｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆｖａｔｓｔｅ ｈｅａｔ ｏｆｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅ＝ｒ ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏａｅｒ ｐｌａｎｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｏｌｅｄ ｂｙ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｖｍｔｅｒ．ｔｈｅ
益受到环境气候条件的限制，其生产效率比较低，影晌了市场的农产品供应。通过这种方
式，既能减少对供热系统的投资，又可以减少供热系统的热量损失。
关键词：循环水余热利用ｊ杂泵技术旅业日光大棚 中图分类号：ＴＫ０９ 文献标识码：Ａ 文章编号３０００－８１３６（２０１０）３５．０００３．０２
能源生产和能源消费所引起的环境问题已经成为制约我国 可持续发展的重要问题之一。在未来２０年我国经济翻两番和全 面实现小康社会，能源和能源消费所带来的问题同过去２０年相 比将会更加突出、更加严峻 目前国内大型火电厂的大量余热很 多情况下没有得到有效地利用，造成了能源的浪费，因此电厂的 余热利用成为如今节能的一条重要途径，利用热泵技术回收循 环冷却水余热不仅能挖掘低品位热能，收到显著的节能效果，还 能节约煤炭资源，减少燃煤的负面环境效应，有利于环保。但是 利用水源热泵技术提高温度后的循环水的利用存在不少问题。 利用这种循环水可以为居民楼集中供热，但是电厂离市区一般 都比较远，供热系统的管道比较长．投资比较大，且还得依靠水 泵将热水输送到市区的居民用户．增加系统的能耗，且远距离输 送热量损失比较大。将这部分余热利用到农业中的日光温室大 棚既可以减少供热系统的投资，也可以减少输送过程热量的损 失。利用循环水余热供热的日光温室大棚，由于棚内温度稳定， 农作物的正常生长得到了保证，提高了农业生产效率，为北方冬 季农产品供应提供了有利的条件。 １
环保，２００４，６． 【２】吴量，付林．胡鹏．电厂循环水供热技术的研究与应用明．区 域供热，２００８・４． 【３】冯永华，徐文忠，孙始财火电厂循环冷却水废热回收利用 问题研究明．节能，２００７，３．
Ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｗａｎｇ Ｄｏｎｇ Ｐｅｎｇ，Ｒｅｎ Ｂｉｎｇ
殖。日光温室大棚种植、养殖给人们的生活带来了极大的变化。 但是大棚在北方高寒地区受气温影响很大，棚内温度低，存在温 差过大，生产并不尽如人意，特别在寒冷冬季．大棚里就得生火
加温，由于热源不稳定，常造成植物生长期长、产量低、品质差， 甚至出现农作物被冻死的现象 由此造成了北方地区冬季的蔬 菜、水果等农业产品价格较高．影响人们生活水平的提高。 ３
目前电厂循环水余热利用现状
对于大型水冷机组，由于每天循环水带走大量的热量．造成
市区（或县城较远而其周围一般有农田，所以利用电厂循环水余
热为居民住宅供热投资相比为农业供热要大。对于电厂湿冷机组 循环冷却水的温度在冬季一般为２０～３５℃，在夏季为２５－－４５℃ ｔａｂ且电厂每天的循环水量大．所以该循环水的余热利用潜能巨 大。
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１４
２０１
１北京供热节能与清洁能源高层论坛论文集
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，结论
ｈｎ一。
通过对目前电厂循环水余热利用现状的分析，得出利用电 厂循环水集中为居民住宅供热存在投资和热■损失比较大的缺
点．将循环水余热为农业日光大棚供热不仅可以减少供热投资
和热损，而且还可以提高日光大棚的农业生产效率，为北方地区
利用电厂循环水余热供热的日光温室大棚系统组 成、工作原理及其系统示意图
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ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｓｏｌａｒ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｓ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｃ ｈｅａｔｅｄ ｂｙ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ、憾ｔｅｒ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｍｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
ｈｅａｔ ｐｕｍｐ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ａＳ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆｓｏｌａｒ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｓ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ
定．一天的温差过大，严重影响农业生产效益，，所以在冬季为日
以黄瓜的种植为例，其根系的适宜温度为１８－２２℃。在我国
河北地区，冬季晚上室外温度一般在零下１０℃左右，白天假设
为０℃，则其一天的平均温度为零下５℃。将空气视为理想气
体，则定压比热容为１．４ ｋＪ／（ｋｇ。Ｋ）。取空气的密度为：１．２５
为： Ｑ’＝ｐＣ Ａｔ－－－４３．７５ ｋＪ
到了广泛的应用与推广掰，．但是这种供热方式也存在一些问题，如 发电功率受用户热负荷的制约．不能分别地独立进行调节，使其 应用受到限制。目前，利用电厂循环水余热为市区居民用户供热 存在一些不足，由于电厂离市区比较远，该供热系统的投资比较 大，由此产生的热损失也比较大。
２冬季电厂余热用于北方地区农业生产的可行性分析
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２．２
热量的巨大损失，并且损失了大量的水资源，同时也造成大气温 度升高，所以电厂循环水的余热利用具有十分重要的意义。由于 正常情况下循环水的温度比较低（一般冬季，ｎ～１Ｅ．ｒ、，达不到 直接供热的要求．要用其供热，必须想办法适当提高温度：中小 型凝汽式汽轮机可以通过降低排汽缸真空从而提高循环水温度 （６０～８０℃）白勺方法进行供热，即低真空运行循环水供热¨该技术 在理论上可以实现很高的能源利用效率，国内外都有很多研究 和成功运行的实例，技术已很成熟，特别在我国一些北方城市得
高温体，即９，＝Ｑ：＋驴Ｑ。为向高温体输送的热量。为说明这种能■ 转换的优劣，热泵工作效率可用性能系数ＣＯＰ（ｃｏｅ伍ｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）或供热系数来衡量
田１供热系统示意圈