提高余熱發(fā)電效率的技術(shù)措施

葉趙洋 姚力

摘要：隨著世界的發(fā)展，能源問題越來越得到各國重視，因此在技術(shù)與生產(chǎn)不斷發(fā)展的過程中，能源的生產(chǎn)與最大化利用成為生產(chǎn)制造業(yè)的重點關(guān)注問題。本文主要圍繞生產(chǎn)制造業(yè)中有關(guān)于余熱發(fā)電問題，介紹其概念并簡述影響余熱發(fā)電的因素與其提升效率的措施，最后對其帶來的經(jīng)濟效益做出簡單評價。

關(guān)鍵詞：提高;余熱發(fā)電;效率;技術(shù)措施

引言：

電能作為當(dāng)今社會發(fā)展中的高級能源，其應(yīng)用覆蓋到生活與生產(chǎn)的每個角落。對于生產(chǎn)制造業(yè)來說，電能的輸入為其有效解決自動化設(shè)備的運行問題，同時為企業(yè)帶來良好的生產(chǎn)效益。但是電能作為消耗能源，其使用成本不能忽視，若企業(yè)可以根據(jù)自身情況有效減少用電成本，對于企業(yè)自身與公共社會來說都是非常受益的。因此從個別企業(yè)出發(fā)，研究提升余熱發(fā)電效率的方法，不僅可以直觀的增加企業(yè)利潤，還能一定程度上緩解公共資源緊張問題，真正做到節(jié)能與增值。

1.余熱發(fā)電的概念

世界范圍內(nèi)有關(guān)于電能的開發(fā)形式主要依托于自然界的水能、風(fēng)能以及人工的熱能，余熱發(fā)電故名思議是利用生產(chǎn)所帶來的余熱代替常規(guī)的熱能以產(chǎn)生生活或生產(chǎn)所需要的電能。余熱發(fā)電技術(shù)主要應(yīng)用于水泥、鋼材等需要熱量進行生產(chǎn)的行業(yè)，由于水泥和鋼材的生產(chǎn)過程中需要通過高溫達到理想的生產(chǎn)環(huán)境，而高溫環(huán)境下產(chǎn)生的熱蒸汽本身具有良好的放熱性，通過蒸汽的熱量加之合適的發(fā)電設(shè)備，便可以通過生產(chǎn)過程中所謂的余熱進行發(fā)電，而不是將熱蒸汽白白流失到自然界。如此通過上述思路，既能有效的將生產(chǎn)資源最大化利用，同時還能為水泥、鋼材生產(chǎn)方對電能進行一定程度的自給自足，保證自身利益。

2.影響余熱發(fā)電的因素

2.1整體系統(tǒng)的影響

通過上述有關(guān)余熱發(fā)電概念的簡述可知，關(guān)于余熱發(fā)電的行進過程涉及到某行業(yè)的生產(chǎn)余熱、余熱的輸入、利用余熱產(chǎn)生電量的設(shè)備等主要環(huán)節(jié)，因此對于余熱發(fā)電的影響其整體系統(tǒng)的優(yōu)良是主要核心問題，接下來以水泥生產(chǎn)企業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)對于余熱發(fā)電影響進行舉例分析。

余熱發(fā)電系統(tǒng)的選擇主要包括單壓系統(tǒng)和雙壓系統(tǒng)，其中從單壓系統(tǒng)和雙壓系統(tǒng)的T-Q圖（圖1與圖2）可以看出，單壓系統(tǒng)在最終端即出煙口的蒸汽溫度要高于雙壓系統(tǒng)，從整體的能量消耗情況來看，雙壓系統(tǒng)的熱量利用率要明顯高于單壓系統(tǒng)，因此系統(tǒng)上對于發(fā)電效率而言雙壓系統(tǒng)要優(yōu)于單壓系統(tǒng)，并通過有關(guān)計算，在相同環(huán)境條件下，雙壓系統(tǒng)的余熱發(fā)電效率較于單壓系統(tǒng)高約5%。

2.2設(shè)備運維對余熱發(fā)電的影響

由于余熱發(fā)電本身是利用生產(chǎn)余熱進行工作，因此工作過程中對于余熱熱量的損失問題需要特別注意。優(yōu)秀的設(shè)備運維可以將熱量損失將至最低，而粗糙的設(shè)備運維不僅將導(dǎo)致余熱發(fā)電效率降低，甚至?xí)斐砂踩珕栴}。以下為水泥生產(chǎn)企業(yè)余熱發(fā)電過程中設(shè)備運維不良導(dǎo)致的常見問題。

2.2.1設(shè)備及管道本體的漏風(fēng)及漏汽

余熱發(fā)電中設(shè)備運維不良對發(fā)電效率產(chǎn)生直接影響的問題即設(shè)備及管道本體的漏風(fēng)與漏氣，此問題會直接造成熱量損失而降低發(fā)電效率，而設(shè)備的漏風(fēng)與漏氣分為多種，每種形式需要注意的維修方式也各不相同。

首先，窯頭風(fēng)管分流問題需要引起相關(guān)工作人員的重視。篦冷機在尾部設(shè)有排風(fēng)管，且該風(fēng)管的閥門在運行過程中需要保持一定的開度（5%-10%），若日常工作中此閥門未能保證上述行程或閥門開關(guān)不到位，會直接導(dǎo)致窯頭風(fēng)管分流造成一系列問題，因此有關(guān)人員需要重視其日常點檢以及維護。其次，窯尾風(fēng)管閥門漏風(fēng)也是常見的設(shè)備運維問題。水泥工廠的窯尾會聚集非常多的煙塵，為有效針對煙塵往往使用百葉閥，而百葉閥的自身結(jié)構(gòu)會直接造成熱量流失，降低余熱發(fā)電效率，實測某水泥生產(chǎn)企業(yè)的窯尾漏風(fēng)量在修復(fù)之后，發(fā)電效率可以提高10%左右。此外，鍋爐本體的漏風(fēng)問題以及蒸汽管道的泄露都會一定程度上造成熱量損失，在利用余熱發(fā)電過程中必須重視此問題，并及時修復(fù)以提高發(fā)電效率。

2.2.2管道及設(shè)備的保溫失效

除卻對于熱損失的保證外，設(shè)備及管道自身的保溫性能也需要相關(guān)維修人員在日常工作中引起注意。例如對于窯頭鍋爐與沉降室這種工作溫度較高的設(shè)備而言，其本身溫度明顯高于普通環(huán)境溫度，因此忽視掉其保溫工作則會直接造成明顯的熱損失。故應(yīng)該對沉降室或鍋爐采用保溫措施，并且上述設(shè)備的風(fēng)管在工作過程中多處于沖刷狀態(tài)，易發(fā)生磨損現(xiàn)象，需要相關(guān)人員及時點檢保證其保溫功能。

2.3輔機的影響

在水泥的生產(chǎn)過程中，各類型輔助設(shè)備對于余熱發(fā)電的影響也不容忽視。例如汽輪機組的自身參數(shù)調(diào)整對于整體真空度的影響，在其運行過程中，由于汽輪機組基本采用射水抽氣的形式，對于水溫箱需要進行嚴格的監(jiān)控。當(dāng)水溫箱的溫度高于33℃的時候可以逐漸進行換水，保證其整體溫度最高不超過33℃，最低不低于25℃。此外，汽封加熱器對于系統(tǒng)整體的熱效率影響也較為重要，日常維護中若其堵塞或清潔度不足都會直接影響換熱效率。最后，凝汽器也是余熱發(fā)電重要輔助設(shè)備。凝汽器的主要功能是將發(fā)電后的蒸汽進行最終放熱冷凝成水，此過程極易造成凝汽器管道結(jié)垢，進而影響真空度并點蝕設(shè)備，故有關(guān)人員需要勤于點檢凝汽器結(jié)垢問題，保證設(shè)備的良好運行以保持余熱發(fā)電效率[1]。

3.提高余熱發(fā)電量的措施

通過簡述水泥生產(chǎn)企業(yè)余熱發(fā)電過程中易出現(xiàn)的問題，對于整體系統(tǒng)的選擇除雙壓系統(tǒng)外要盡量保證熱損失低的整體系統(tǒng)，這方面需要根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)與綜合成本進行考慮，對于大部分利用余熱發(fā)電的企業(yè)而言，為了更好的提高余熱發(fā)電效率，應(yīng)該將主要精力投入在設(shè)備的日常運維方面。首先，要以保證設(shè)備的熱損失最低為目標，嚴格把控設(shè)備與管道的漏汽與漏風(fēng)問題，對于結(jié)構(gòu)沖突造成的必要熱損失例如百葉閥等，可以考慮投入必要的人工成本勤于處理與維護保證降低熱損失以提高發(fā)電效率。而對于整體的保溫工作，一定要進行科學(xué)的熱損失測量，本著“熱量就是金錢”的理念，對保溫手段進行嚴格的點檢與控制，并對保溫設(shè)施進行及時的更換與維修。最后，不能忽視輔機對于余熱發(fā)電的影響，輔機在不間斷的保證余熱發(fā)電的同時，其自身的損耗需要得到良好的保養(yǎng)以維持高效工作并保證不會對余熱發(fā)電產(chǎn)生負面影響[2]。

4.余熱發(fā)電的經(jīng)濟效益評價與展望

余熱發(fā)電對于工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展可以起到非常重要的作用，在鋼鐵行業(yè)中，其自身能耗占據(jù)全國工業(yè)能耗的15%，面對如此巨大的消耗其余熱發(fā)電能夠有效保證鋼鐵生產(chǎn)資源的再利用，為企業(yè)提升實際利潤并有效節(jié)約社會公共資源。以某鋼鐵集團為例，其余熱發(fā)電系統(tǒng)每小時可以消耗蒸汽9T，每小時發(fā)電量為600KWh，此發(fā)電量可以直接為企業(yè)帶來370萬元的年收益。而在未來，愈發(fā)成熟的生產(chǎn)技術(shù)與余熱發(fā)電技術(shù)可以帶來更為豐厚的經(jīng)濟收益，同時在進行生產(chǎn)的過程中有效為社會公用資源提供富裕的空間，即在提高企業(yè)自身利益的同時回饋社會資源，是各行業(yè)應(yīng)該借鑒的良好模式。若所有行業(yè)都可以開發(fā)科學(xué)的利用排放資源提高經(jīng)濟收入的技術(shù)，那么國家和社會將加速進入美好的未來[3]。

5.結(jié)束語

對于工業(yè)企業(yè)提高余熱發(fā)電的技術(shù)措施來說，其核心思想是保證熱量損失率降至最低，圍繞這一核心思想有關(guān)工作人員需要完整了解企業(yè)自身的余熱發(fā)電系統(tǒng)，選擇最為合理的發(fā)電系統(tǒng)并對所有設(shè)備環(huán)節(jié)進行科學(xué)且完備的使用與維護保養(yǎng)，制定明確的運維計劃保證設(shè)備一直處于高效、穩(wěn)定的狀態(tài)中。最后，有關(guān)工作人員需要了解余熱發(fā)電技術(shù)對于企業(yè)、行業(yè)甚至是整個社會的重要性，以更好的提高余熱發(fā)電效率為目標堅持不懈的工作下去。

參考文獻：

[1]余旭.影響余熱發(fā)電效率的原因及解決方法[J].新世紀水泥導(dǎo)報，2017，23（05）：82-84.

[2]包永剛.提高余熱發(fā)電效率的技術(shù)措施[J].四川水泥，2013（06）：144-145.

[3]萬延林，林志旺，閆超港，胡彥祥.鋼渣余熱發(fā)電應(yīng)用分析[J].冶金管理，2021（11）：165-166.

作者簡介：葉趙洋，1988年9月出生，男，漢族，籍貫：浙江三門，研究方向：火力發(fā)電設(shè)計。