楊順超

摘要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，除了加快各個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益以外，還造成了大量的能源消耗，所以能源消耗也成為了我國(guó)能源資源枯竭的一大主要誘因。近些年來(lái)，關(guān)于節(jié)能減排問(wèn)題國(guó)家相繼提出了多項(xiàng)方針政策，其中表現(xiàn)最為明顯的就是以煤炭消耗為主的火電廠中。熱泵技術(shù)作為節(jié)能減排措施的代表之一，其在火電廠中開(kāi)始得到廣泛推廣應(yīng)用?；谝陨蟽?nèi)容論文，本文就火電廠節(jié)能中熱泵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，總結(jié)火電廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的危害問(wèn)題、熱泵技術(shù)的供熱原理、技術(shù)分類(lèi)、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)、具體實(shí)踐應(yīng)用情況等，并提出相應(yīng)的應(yīng)用建議，對(duì)火電廠工作人員提出更多且嚴(yán)格的工作要求，以確保節(jié)能效果的最大化實(shí)現(xiàn)。

Abstract： The rapid economic development， in addition to accelerate the development of various industries to bring greater economic benefits， but also resulted in a large number of energy consumption， so the energy consumption has become a major incentive for the depletion of energy resources in China. In recent years， the country has put forward a number of policies on energy conservation and emission reduction， among which the most obvious is the coal consumption based thermal power plant. As one of the representatives of energy saving and emission reduction measures， heat pump technology has been widely used in thermal power plant. Based on the above content， this paper analyzes the application of heat pump technology in thermal power plant energy saving， summarizes the harm caused by the thermal power plant， the heating principle of heat pump technology， technical classification， performance evaluation index， the specific practice of the application， and puts forward the corresponding application suggestions and more strict requirements for the power plant staff to ensure the realization of the maximum energy saving effect.

關(guān)鍵詞：熱泵技術(shù)；火電廠；能源問(wèn)題；供熱原理

Key words： heat pump technology；thermal power plant；energy problem；heating principle

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）32-0120-03

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈顯著越加繁榮的局面，其在帶來(lái)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，所呈現(xiàn)出的問(wèn)題也逐漸凸顯，其中最為明顯的就是能源上的巨大消耗問(wèn)題。相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道結(jié)果中表明，能源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)，直接造成了我國(guó)的能源危機(jī)以及環(huán)境污染問(wèn)題。目前能源以及環(huán)境問(wèn)題，已經(jīng)成為了國(guó)家、社會(huì)、大眾關(guān)注的焦點(diǎn)以及熱點(diǎn)，因此國(guó)家相繼出臺(tái)了眾多節(jié)能減排政策。伴隨我國(guó)節(jié)能環(huán)保工作的不斷開(kāi)展，熱泵技術(shù)開(kāi)始在火電廠中大范圍推廣實(shí)施，且取得了重要的地位?；痣姀S中的熱泵技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)循環(huán)冷卻水中余熱、鍋爐排污熱量、除氧器排汽熱量的回收，實(shí)現(xiàn)有效循環(huán)，也在有效循環(huán)的基礎(chǔ)上節(jié)約了能耗、提高了經(jīng)濟(jì)效益。所以要求每一位火電廠內(nèi)的工作人員均需要對(duì)熱泵技術(shù)的實(shí)踐情況有綜合性的了解，可以成功應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)節(jié)能價(jià)值。關(guān)于熱泵技術(shù)的具體實(shí)踐應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行如下匯報(bào)。

1 火電廠生產(chǎn)隱患

火電廠的生產(chǎn)隱患，主要集中在粉塵危害方面。生產(chǎn)性粉塵：固體微粒，能夠持久的飄浮在作業(yè)場(chǎng)上方的空氣中。生產(chǎn)性粉塵包括輸煤系統(tǒng)煤塵、鍋爐運(yùn)行粉塵、鍋爐檢修的鍋爐塵以及其他綜合場(chǎng)所產(chǎn)生的作業(yè)性粉塵、石灰石粉塵等。硅塵：游離二氧化硅的粉塵，其中石英產(chǎn)生的危害最為嚴(yán)重。焊接塵：執(zhí)行焊接作業(yè)期間，會(huì)涉及到對(duì)高溫焊藥、焊接芯等操作，材料熔化蒸發(fā)與空氣凝結(jié)產(chǎn)生了氣溶膠，氣溶膠再冷凝后就出現(xiàn)了塵粒。粉塵的分散度越高，那么它的粉塵粒徑就越小，存在的穩(wěn)定性也就越高，一旦工人吸入，直接造成人體危害。例如當(dāng)粉塵沉淀在肺泡壁上，加上工人長(zhǎng)期吸入，就會(huì)出現(xiàn)塵肺?。ǖ湫吐殬I(yè)?。?。所以必須重視火電廠生產(chǎn)中粉塵帶來(lái)的危害性問(wèn)題，積極做好防治工作。熱泵技術(shù)在火電廠中的實(shí)施，可以綜合實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，對(duì)于能源的節(jié)約以及人們的身體健康均有益處。

2 熱泵技術(shù)

所謂熱泵技術(shù)是在近些年提出來(lái)的新興節(jié)能技術(shù)，其是在熱泵裝置的基礎(chǔ)上所衍生的低溫余熱節(jié)能技術(shù)。下面綜合論述熱泵技術(shù)的工作原理、具體技術(shù)分類(lèi)等內(nèi)容。

2.1 熱泵技術(shù)、工作原理

與火電廠中的其他技術(shù)相比，熱泵技術(shù)具有明顯的消耗性特點(diǎn)，即消耗高品位能量（具體代表是電能、高溫?zé)崮艿龋┳鳛閾p失，借助制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)，最終成功將低溫余熱所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化成高溫?zé)崮芗夹g(shù)。熱泵技術(shù)、工作原理見(jiàn)圖1。分析熱泵技術(shù)工作原理，其是借助熱泵裝置的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的轉(zhuǎn)化以及綜合利用，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果（降低環(huán)境污染）。

2.2 熱泵系統(tǒng)技術(shù)分類(lèi)

從系統(tǒng)分類(lèi)上，可以劃分為地源熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)等，下面進(jìn)行詳細(xì)分類(lèi)說(shuō)明。

2.2.1 地源熱泵

地源熱泵的低溫?zé)嵩词峭寥酪约暗叵滤ㄒ簿褪撬f(shuō)的地源），所以結(jié)合溫度以及氣候等因素分析，其更加適用于北方地區(qū)。

2.2.2 空氣熱源泵

此系統(tǒng)所選擇的低溫?zé)嵩?，是排除空氣源熱泵基礎(chǔ)上的室外空氣。綜合熱量介質(zhì)分析，可以劃分為風(fēng)冷式（凝汽器——釋放熱量——生產(chǎn)熱風(fēng)——干燥/調(diào)節(jié)氣溫）、水冷式熱泵（凝汽器——釋放熱量——生產(chǎn)熱水）兩類(lèi)。

2.2.3 水源熱泵

此系統(tǒng)的低溫?zé)嵩?，是地下水、河水、湖泊等，是?shí)現(xiàn)低溫位熱能轉(zhuǎn)移為高溫位熱能的裝置。但是由于地表的水源會(huì)受到季節(jié)變化以及天氣因素等影響（尤其是東北地區(qū)，冬季氣候嚴(yán)寒），所以造成熱泵機(jī)組冬天性能系數(shù)呈現(xiàn)不高的不良局面。

2.2.4 水環(huán)熱泵空調(diào)

此系統(tǒng)是在設(shè)置閉合水環(huán)路的基礎(chǔ)上，并聯(lián)多臺(tái)小型水——空氣熱泵機(jī)組，所以也是具有回收價(jià)值的空調(diào)系統(tǒng)。

2.2.5 雙源熱栗系統(tǒng)（太陽(yáng)能/空氣）

與其他系統(tǒng)相比，此系統(tǒng)的低溫?zé)嵩词强諝庖约疤?yáng)所產(chǎn)生的輻射，將太陽(yáng)能最為輔助的能源成功融合太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、熱泵節(jié)能技術(shù)，避免了空氣熱源單一工作所帶來(lái)的不足之處，另外成功的提高了熱泵原本的性能。

2.3 熱泵性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

熱泵技術(shù)節(jié)能效果的實(shí)現(xiàn)，需要借助性能評(píng)價(jià)指標(biāo)加以支持。具體分析相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括制熱系數(shù)、制熱量以及耗功量、制冷系數(shù)，另外火電廠的工作環(huán)境、過(guò)熱度、一次能源利用率等具有一定相關(guān)性。所謂一次能源利用率，即指熱泵裝置輸出能量、一次能源消耗數(shù)量二者之間產(chǎn)生的比值。熱泵制熱系數(shù)在1以上，用戶(hù)得到的熱能一定高于消耗的電能?？偨Y(jié)熱泵性能系數(shù)，其與熱源的溫度、過(guò)熱度以及過(guò)冷度等因素均有一定關(guān)系。一般情況下當(dāng)水源熱泵機(jī)組供水溫度控制在9℃以上、20℃以下時(shí)，制熱系數(shù)即在3.6以上、4.1以下。當(dāng)供水溫度控制在15℃以上、30℃以下時(shí)，制熱系數(shù)即在4.3以上。因此，在確保溫度季節(jié)性變動(dòng)相對(duì)較小的情況下，熱泵系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)冬季供熱、夏季制冷兩方面的需求，提高所獲得的能效比。原理圖見(jiàn)圖2。

3 熱泵技術(shù)在火電廠節(jié)能中的具體應(yīng)用

火電廠的存在有其必要性，但是存在的能耗以及污染問(wèn)題不可忽視，加上國(guó)家十三五能源規(guī)劃的提出，促使火電廠的節(jié)能管理工作處于嚴(yán)格化發(fā)展?fàn)顟B(tài)。就目前情況來(lái)看，熱泵技術(shù)在火電廠節(jié)能中的應(yīng)用具有多面性以及綜合性特點(diǎn)，具有代表性的就是回收火電廠循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用、火電廠回?zé)嵯到y(tǒng)中的應(yīng)用等環(huán)節(jié)。下面就熱泵技術(shù)在火電廠節(jié)能中的具體應(yīng)用展開(kāi)論述。

3.1 回收火電廠循環(huán)冷卻水應(yīng)用

回收火電廠循環(huán)冷卻水中的熱泵技術(shù)應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)火電廠節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)、前提。就一般工作經(jīng)而言，火電廠循環(huán)冷卻水基本均低于50O℃，從分類(lèi)情況來(lái)看，屬于低品位能量（直接利用范圍相對(duì)狹窄，借助熱泵技術(shù)提升了冷卻水的溫度，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍）。作為火電廠中的工作人員，均了解火電廠中冷卻水的蘊(yùn)含能量總數(shù)相對(duì)較大，另外穩(wěn)定性良好，這些特點(diǎn)均構(gòu)成了熱泵系統(tǒng)低溫?zé)嵩吹睦硐霔l件。實(shí)際工作中，以循環(huán)冷卻水作為低溫?zé)嵩磿r(shí)具備諸多優(yōu)越性，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、綜合經(jīng)濟(jì)效益好，最終成功實(shí)現(xiàn)余熱利用、節(jié)能減排效果。試舉例分析，作為火電廠中的工作人員，其將電廠循環(huán)水輸送到熱力站的基礎(chǔ)上能夠借助熱泵技術(shù)實(shí)現(xiàn)二次管網(wǎng)的用水加熱，最終采暖水被輸送到換熱設(shè)備之中。另外，火電廠工作人員也能夠結(jié)合用戶(hù)的需求完成電能轉(zhuǎn)化。但是為了確保熱泵技術(shù)的實(shí)踐效果，要求工作人員對(duì)熱泵技術(shù)的形式應(yīng)用方式、能源選擇進(jìn)行注意，需要綜合火電廠的實(shí)際情況、主客觀條件加以綜合判定，確保熱泵技術(shù)的應(yīng)用不但合理且高效、穩(wěn)定。

3.2 火電廠回?zé)嵯到y(tǒng)應(yīng)用

本文開(kāi)篇就已經(jīng)說(shuō)明，在我國(guó)當(dāng)前能源危機(jī)嚴(yán)重的情況下，各個(gè)行業(yè)都在尋找著符合自身發(fā)展的節(jié)能減排技術(shù)，而火電廠中熱泵技術(shù)的實(shí)施，則高效的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果，符合我國(guó)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，也符合當(dāng)前人們對(duì)于能源以及大氣的保護(hù)需求。從熱泵技術(shù)在火電廠回?zé)嵯到y(tǒng)中的具體應(yīng)用情況來(lái)看，此技術(shù)不但能夠回收循環(huán)冷卻水余熱，還能返回?zé)崃ο到y(tǒng)中的相關(guān)加熱凝結(jié)水，此過(guò)程不但能夠控制低壓抽汽消耗量，還能增加電廠的整體發(fā)電量、降低火電廠發(fā)電煤炭耗量。在此系統(tǒng)中的熱泵技術(shù)，其能夠在凝結(jié)水中引入熱力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入加熱器處熱力系統(tǒng)。但是為了保證此技術(shù)的實(shí)施效果，在執(zhí)行相關(guān)操作的過(guò)程中需要綜合火電廠節(jié)能需求以及要求來(lái)選擇熱泵技術(shù)的具體應(yīng)用參數(shù)情況，還需要考慮到此技術(shù)本身所具有的性能特點(diǎn)以及機(jī)組特點(diǎn)等情況、差異問(wèn)題等等，這就需要火電廠中的工作人員對(duì)此問(wèn)題加以重視，成功選擇出符合火電廠要求的熱泵技術(shù)，為火電廠節(jié)能工作的實(shí)現(xiàn)打好前提基礎(chǔ)。

3.3 加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)應(yīng)用

綜合火電廠節(jié)能工作的具體開(kāi)展情況來(lái)看，其在開(kāi)展中發(fā)現(xiàn)鍋爐暖風(fēng)器的作用：利用輔助蒸汽——加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)——提高空氣預(yù)熱器的空氣溫度/避免低溫腐蝕問(wèn)題。另外，結(jié)合實(shí)際工作發(fā)現(xiàn)，借助了熱泵技術(shù)不但成功的降低了輔助所需的蒸汽用量，還控制了抽汽的總消耗量問(wèn)題，所以此技術(shù)的實(shí)施有效的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的雙重效益。結(jié)合火電廠中的具體工作情況分析，暖風(fēng)器加熱將蒸汽轉(zhuǎn)化為熱水，所以作為火電廠工人員其能夠直接改善暖風(fēng)器加熱中產(chǎn)生的泄漏、水擊等不良問(wèn)題，最大程度上凸顯了暖風(fēng)器的整體應(yīng)用價(jià)值。但是需要注意，為了確保改善的效果，要求工作人員的改善工作是在結(jié)合具體實(shí)際工作的基礎(chǔ)上，并且經(jīng)過(guò)反復(fù)論證的前提下所開(kāi)展的。還有，通常情況下我們都會(huì)將火電廠設(shè)置在遠(yuǎn)離市中心的位置，這與火電廠中燒煤所造成的大量碳排放、粉塵污染、空氣污染、氣體噪聲等因素相關(guān)（火電廠傳統(tǒng)工作原理：煤——鍋爐燃燒——水加熱為水蒸氣——蒸汽輪機(jī)做功——發(fā)電機(jī)發(fā)電。2006年開(kāi)始應(yīng)進(jìn)行改造，對(duì)產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行處理——排放水蒸氣——提高熱效率）。所以，綜合以上因素分析在節(jié)能中想要進(jìn)行余熱管網(wǎng)鋪設(shè)，不但需要投入物力，還需要進(jìn)行人力方面的大量投入，所以由于人員以及消耗資本等方面的因素考量，此方式在火電廠整體節(jié)能工作中無(wú)法實(shí)現(xiàn)相對(duì)較好的經(jīng)濟(jì)收益。這些問(wèn)題就對(duì)作為火電廠的工作人員提出了更多的要求，例如其需要綜合分析熱泵技術(shù)應(yīng)用中的穩(wěn)定技術(shù)情況，在利用電廠余熱的基礎(chǔ)上提升火電廠生產(chǎn)效率，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保效果。

3.4 回收鍋爐排污能量應(yīng)用

綜合熱泵技術(shù)在火電廠中的實(shí)踐效果，其價(jià)值顯著，就其在回收鍋爐排污系統(tǒng)中的應(yīng)用效果來(lái)說(shuō)，其實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、降低污染的雙重效果，這符合當(dāng)前人們對(duì)于火電廠節(jié)能減排的需求。從鍋爐排污量情況來(lái)看，其總體排污量已經(jīng)達(dá)到了蒸發(fā)量的600，另外由于鍋爐的常年運(yùn)行，所以其產(chǎn)生的壓力、溫度一直相對(duì)較高，而作為火電廠工作人員其在應(yīng)用熱泵技術(shù)的情況下，能夠成功回收鍋爐排污能量，最終實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用（熱泵技術(shù)應(yīng)用——回收排污能量——循環(huán)利用）。但是綜合實(shí)際工作開(kāi)展情況來(lái)看，受到鍋爐運(yùn)行、技術(shù)等主客觀因素的影響，所以存在明顯的不足，出現(xiàn)了穩(wěn)定性不佳的情況，在控制工作的執(zhí)行上相對(duì)較難。要求火電廠中的工作人員在執(zhí)行回收鍋爐排污能量的工作中明確可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)與問(wèn)題，成功做到規(guī)避、穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.5 回收除氧器排汽熱量應(yīng)用

火電廠工作中一般不會(huì)造成大量熱量浪費(fèi)的問(wèn)題，但是排除氧器排汽（此操作熱量損失嚴(yán)重）。所以為了降低熱量損失問(wèn)題，需要對(duì)損失能量進(jìn)行回收和檢驗(yàn)。另外，回收除氧器排汽熱量中采取熱泵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)降低節(jié)能投資、提高節(jié)能效果的雙重價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，但是在沒(méi)有得到綜合把控的情況下，其所帶來(lái)的問(wèn)題也是不可避免的，其中最為明顯的就是我國(guó)所面臨的能源危機(jī)問(wèn)題。針對(duì)本文研究?jī)?nèi)容來(lái)看，熱泵技術(shù)在火電廠中的實(shí)踐應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了明顯的節(jié)能效果，符合我國(guó)節(jié)能減排各項(xiàng)政策的落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。所以，對(duì)于火電廠的工作人員提出了更為嚴(yán)格的要求，熱泵技術(shù)作為新興技能技術(shù)代表之一，很多人對(duì)此技術(shù)還存在著模糊概念，要求相關(guān)工作人員必須強(qiáng)化對(duì)熱泵技術(shù)的認(rèn)識(shí)和掌握，在不斷的實(shí)踐研究基礎(chǔ)上提升火電廠節(jié)能工作的綜合水平。

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