热电联产
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热电联产(Combined Heat and Power;CHP)
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热电联产是指发电厂既生产电能,又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式,即同时生产电、热能的工艺过程,较之分别生产电、热能方式节约燃料。在同一个电厂中将供热和发电联合在一起,简称CHP。
CHP(热电联产)是单个工艺流程中同时产生电力和热能的有效技术。CHP也称为联合发电、能量中心或总能量。该技术可以使用来自工业工艺过程中的废热、焚烧废热,以及使用余热锅炉(HRSG)或火电厂锅炉。是为一种工业制程技巧,利用发电后的废热用于工业制造或是利用工业制造的废热发电,达到能量最大化利用的目的。以先发电式来说由于传统发电机效率只有30%左右,高达70%燃料能量被转化成无用的热,汽电共生能再利用30%的热能于工业,使燃料达到60%效率。系统用的本来就是各种工业机具的废热,等于所发的电都是多赚到的。
热电联产它要求将热电站同有关工厂和城镇住宅集中布局在一定地段内,以取得最大的能源利用经济效益。西方和东欧国家发展热电联产已达较高水平,热电厂装机容量占电力总装机容量的30%,用于工业生产和分区集中供暖各占一半。造纸、钢铁和化学(包括石油化学)工业是热电联产的主要用户,它们不仅是消耗电热的大用户,而且其生产过程中所排出的废料和废气(如高炉气)可作为热电联产装置的燃料。城市工业区及人口居住密集区也是发展热电联产的主要对象,但要注意对当地热负荷进行分析,一般热化系数不得低于0.5(工业热负荷年利用小时数在3500小时以上,居民冬季采暖不小于3个月)。热电厂的供热距离通常不超过5~8公里。对热电联产的燃料质量(主要是含硫、磷量)有较高要求,同时厂址要选在城市盛行风的下风向,避免对城市环境的污染。当热电联产时蒸汽过剩时,可以将空调、生活用水,用吸收式空调来解决问题。
锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电,其排汽或抽汽,除满足各种热负荷外,还可做吸收式制冷机的工作蒸汽,生产6~8℃冷水用于空调或工艺冷却。
- 先发电式
锅炉蒸气先用于发电,用剩的蒸气热能再投入某种工业制程,同时发的电也投入工业制程,剩电卖给电网。适合中等温度制程的产业:食品、造纸、化工、养殖、农业 丹麦的一个应用范例,生物柴油发电厂的废热刚好用来加热温室种花
现有系统:燃气涡轮机外挂废热炉式、燃气涡轮机式、蒸气涡轮机式、复合循环式、柴油引擎式
- 后发电式
锅炉蒸气先用于某种工业制程,用剩的蒸气热能再投入发电,同时发的电也投入工业制程,剩电卖给电网。适合高温度制程的产业:冶金、玻璃、水泥
现有系统:蒸气涡轮机式、有机朗肯机式(Organic Rankine Cycle)。
(1)蒸汽不在降压或经减温减压后供热,而是先发电,然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要,可提高能源利用率;
(2)增大背压机负荷率,增加机组发电,减少冷凝损失,降低煤耗;
(3)保证生产工艺,改善生活质量,减少从业人员,提高劳动生产率;代替数量大、型式多的分散空调,改善环境景观,避免“热岛”现象。
- 溴化锂吸收式
冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却,冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发,成为冷剂蒸汽,进入吸收器内,被浓溶液吸收,浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液,由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高,最后进入再生器,在再生器中稀溶液被加热,成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器,温度被降低,进入吸收器,滴淋在冷却水管上,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,成为稀溶液。另一方面,在再生器内,外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸汽,进入冷凝器被冷却,经减压节流,变成低温冷剂水,进入蒸发器,滴淋在冷水管上,冷却进入蒸发器的冷水。该系统由两组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成,并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起,通过对高温侧、低温侧溶液循环量和制冷量的最佳分配,实现温度、压力、浓度等参数在两个循环之间的优化配置,并且最大限度的利用热源水的热量,使热水温度可降到66℃。以上循环如此反复进行,最终达到制取低温冷水的目的。
- 溴化锂的利用
溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,制取0℃以上的低温水,多用于空调系统。溴化锂的性质与食盐相似,属盐类。它的沸点为1265℃,故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时,可以认为仅产生水蒸气,整个系统中没有蒸馏设备,因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性,但溴化锂在水中的溶解度是随温度的下降而降低的。溶液的浓度不宜超过66%,否则运行中,因温度降低容易将溴化锂结晶,破坏正常循环的运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压,比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多,故在相同压力下,溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力,这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。