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(wèn)題越來(lái)越得到各國(guó)重視，因此在技術(shù)與生產(chǎn)不斷發(fā)展的過(guò)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(diǎn)關(guān)注問(wèn)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(wèn)題，介紹其概念并簡(jiǎn)述影響余熱發(fā)電的因素與其提升效率的措施，最后對(duì)其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益做出簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。

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(huì)發(fā)展中的高級(jí)能源，其應(yīng)用覆蓋到生活與生產(chǎn)的每個(gè)角落。對(duì)于生產(chǎn)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，電能的輸入為其有效解決自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行問(wèn)題，同時(shí)為企業(yè)帶來(lái)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(duì)于企業(yè)自身與公共社會(huì)來(lái)說(shuō)都是非常受益的。因此從個(gè)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(guān)的增加企業(yè)利潤(rùn)，還能一定程度上緩解公共資源緊張問(wèn)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(kāi)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(lái)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(jìn)行生產(chǎn)的行業(yè)，由于水泥和鋼材的生產(chǎn)過(guò)程中需要通過(guò)高溫達(dá)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(guò)蒸汽的熱量加之合適的發(fā)電設(shè)備，便可以通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中所謂的余熱進(jìn)行發(fā)電，而不是將熱蒸汽白白流失到自然界。如此通過(guò)上述思路，既能有效的將生產(chǎn)資源最大化利用，同時(shí)還能為水泥、鋼材生產(chǎn)方對(duì)電能進(jìn)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(guò)上述有關(guān)余熱發(fā)電概念的簡(jiǎn)述可知，關(guān)于余熱發(fā)電的行進(jìn)過(guò)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(duì)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(wèn)題，接下來(lái)以水泥生產(chǎn)企業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于余熱發(fā)電影響進(jìn)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(lái)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(duì)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(guò)有關(guān)計(jì)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(yùn)維對(duì)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(jìn)行工作，因此工作過(guò)程中對(duì)于余熱熱量的損失問(wèn)題需要特別注意。優(yōu)秀的設(shè)備運(yùn)維可以將熱量損失將至最低，而粗糙的設(shè)備運(yùn)維不僅將導(dǎo)致余熱發(fā)電效率降低，甚至?xí)斐砂踩珕?wèn)題。以下為水泥生產(chǎn)企業(yè)余熱發(fā)電過(guò)程中設(shè)備運(yùn)維不良導(dǎo)致的常見(jiàn)問(wèn)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(yùn)維不良對(duì)發(fā)電效率產(chǎn)生直接影響的問(wèn)題即設(shè)備及管道本體的漏風(fēng)與漏氣，此問(wèn)題會(huì)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(wèn)題需要引起相關(guān)工作人員的重視。篦冷機(jī)在尾部設(shè)有排風(fēng)管，且該風(fēng)管的閥門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中需要保持一定的開(kāi)度（5%-10%），若日常工作中此閥門(mén)未能保證上述行程或閥門(mén)開(kāi)關(guān)不到位，會(huì)直接導(dǎo)致窯頭風(fēng)管分流造成一系列問(wèn)題，因此有關(guān)人員需要重視其日常點(diǎn)檢以及維護(hù)。其次，窯尾風(fēng)管閥門(mén)漏風(fēng)也是常見(jiàn)的設(shè)備運(yùn)維問(wèn)題。水泥工廠(chǎng)的窯尾會(huì)聚集非常多的煙塵，為有效針對(duì)煙塵往往使用百葉閥，而百葉閥的自身結(jié)構(gòu)會(huì)直接造成熱量流失，降低余熱發(fā)電效率，實(shí)測(cè)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(wèn)題以及蒸汽管道的泄露都會(huì)一定程度上造成熱量損失，在利用余熱發(fā)電過(guò)程中必須重視此問(wèn)題，并及時(shí)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(duì)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(duì)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(huì)直接造成明顯的熱損失。故應(yīng)該對(duì)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(guò)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(shí)點(diǎn)檢保證其保溫功能。

2.3輔機(jī)的影響

在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，各類(lèi)型輔助設(shè)備對(duì)于余熱發(fā)電的影響也不容忽視。例如汽輪機(jī)組的自身參數(shù)調(diào)整對(duì)于整體真空度的影響，在其運(yùn)行過(guò)程中，由于汽輪機(jī)組基本采用射水抽氣的形式，對(duì)于水溫箱需要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。當(dāng)水溫箱的溫度高于33℃的時(shí)候可以逐漸進(jìn)行換水，保證其整體溫度最高不超過(guò)33℃，最低不低于25℃。此外，汽封加熱器對(duì)于系統(tǒng)整體的熱效率影響也較為重要，日常維護(hù)中若其堵塞或清潔度不足都會(huì)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(jìn)行最終放熱冷凝成水，此過(guò)程極易造成凝汽器管道結(jié)垢，進(jìn)而影響真空度并點(diǎn)蝕設(shè)備，故有關(guān)人員需要勤于點(diǎn)檢凝汽器結(jié)垢問(wèn)題，保證設(shè)備的良好運(yùn)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(guò)簡(jiǎn)述水泥生產(chǎn)企業(yè)余熱發(fā)電過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)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(jìn)行考慮，對(duì)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(yùn)維方面。首先，要以保證設(shè)備的熱損失最低為目標(biāo)，嚴(yán)格把控設(shè)備與管道的漏汽與漏風(fēng)問(wèn)題，對(duì)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(hù)保證降低熱損失以提高發(fā)電效率。而對(duì)于整體的保溫工作，一定要進(jìn)行科學(xué)的熱損失測(cè)量，本著“熱量就是金錢(qián)”的理念，對(duì)保溫手段進(jìn)行嚴(yán)格的點(diǎn)檢與控制，并對(duì)保溫設(shè)施進(jìn)行及時(shí)的更換與維修。最后，不能忽視輔機(jī)對(duì)于余熱發(fā)電的影響，輔機(jī)在不間斷的保證余熱發(fā)電的同時(shí)，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(huì)對(duì)余熱發(fā)電產(chǎn)生負(fù)面影響[2]。

4.余熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)與展望

余熱發(fā)電對(duì)于工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(guó)工業(yè)能耗的15%，面對(duì)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(shí)際利潤(rùn)并有效節(jié)約社會(huì)公共資源。以某鋼鐵集團(tuán)為例，其余熱發(fā)電系統(tǒng)每小時(shí)可以消耗蒸汽9T，每小時(shí)發(fā)電量為600KWh，此發(fā)電量可以直接為企業(yè)帶來(lái)370萬(wàn)元的年收益。而在未來(lái)，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(lái)更為豐厚的經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中有效為社會(huì)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(shí)回饋社會(huì)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(kāi)發(fā)科學(xué)的利用排放資源提高經(jīng)濟(jì)收入的技術(shù)，那么國(guó)家和社會(huì)將加速進(jìn)入美好的未來(lái)[3]。

5.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于工業(yè)企業(yè)提高余熱發(fā)電的技術(shù)措施來(lái)說(shuō)，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(duì)所有設(shè)備環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)且完備的使用與維護(hù)保養(yǎng)，制定明確的運(yùn)維計(jì)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(duì)于企業(yè)、行業(yè)甚至是整個(gè)社會(huì)的重要性，以更好的提高余熱發(fā)電效率為目標(biāo)堅(jiān)持不懈的工作下去。

參考文獻(xiàn)：

[1]余旭.影響余熱發(fā)電效率的原因及解決方法[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)，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(wàn)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(jiǎn)介：葉趙洋，1988年9月出生，男，漢族，籍貫：浙江三門(mén)，研究方向：火力發(fā)電設(shè)計(jì)。