1999年中國水利水電科學院與國家電力公司環保辦公室一起完成了“火電廠余熱綜合利用研究評價——全國火電廠余熱利用 情況調查報告”[5] 。研究指出：限于電廠循環冷卻水排水余熱溫度在50℃以下，屬于低品位熱能，直接利用范圍狹窄。目前，國內開展其余熱利用的電廠很少，僅占火電廠總數的16%。其中，87%的電廠主要利用方式是水產品養殖，其利用量極少，且效率十分低下。因此，應組織人力，并有一定的投入，集中重點方向開展高效率余熱利用技術的研究、實驗和試點工作。即對熱泵、熱管這種技術含量高并已相當成熟的技術如何在電廠循環水余熱利用中有效采用，組織攻關，建立示范工程，推廣技術。

 

  我國從事環境保護的學者和有識之士，將城市廢水視為城市可再利用的資源時，己不再停留在污水回用(中水利用)這一層面上，而是要進一步開發城市污水的廢熱 能回收及污泥利用，以實現城市污水三位一體的成套體系型污水資源化戰略[2] 。城市污水的廢熱能回收利用，為電廠循環冷卻水余熱利用的必要性和迫切性提供了理論和技術支持。城市污水熱能回收利用的實施途徑、可行性分析、回收利用系統的評價指標及運行狀況分析等，對火、核電廠循環冷卻水余熱利用的研究和實施都是極具借鑒價值的。     城市污水熱能回收利用的途徑以熱泵回收低品位能源為理論基礎。

 

  熱泵是一種把低溫位的熱能輸送至高溫位的機械。從原理上而言，熱泵與制冷機是相同的，區別在于使用的目的。實際上，制冷和供熱是熱泵(或制冷機)熱力循環過程中的兩個必不可少的環節，也正是充分利用這兩個環節，使熱泵技術在電廠余熱利用中既可供熱，又可制冷。這里所提及的“熱泵”技術實為“制冷/供熱”技術的統稱。

 

  利用熱泵技術回收電廠余熱、特別是回收汽輪機循環冷卻水余熱的工作原理是：熱泵利用該余熱源作為低溫熱源，以熱泵系統中的工質作為熱的載體。按熱力學第二定律，熱量不會自發地從低溫區向高溫區傳遞，因此熱泵工作時必消耗一定的有用能量(如：電能和熱能)驅動工質，在熱泵系統內以相變熱(汽化潛熱或凝結熱)形式自低溫熱源帶走熱量并輸送至高溫熱源。驅動熱泵所消耗的有用能(或功)E全部被轉換成熱，這部分熱量E和從低溫體吸取的熱量Q2一起輸向高溫體，即Q1=Q2+E，Q1為向高溫體輸送的熱量。為說明這種能量轉換的優劣，熱泵工作效率可用性能系數COP(Coefficient of Performance)或供熱系數來衡量，COP=Q1/E，則 COP=Q1/E=Q2/E+1=ε+1，ε=Q2/E，稱為制冷系數。可見COP恒大于1，熱泵的該值一般為1.5～4，說明熱泵消耗少量的有用能可獲得數倍的熱能，這正是從低溫熱源提取的熱量。當今，已有了多種類型的熱泵：如壓縮式熱泵、吸收式熱泵、蒸汽噴射式熱泵。近年來，國內、外陸續在太陽能利用和工業余熱利用領域開展了固體吸附式熱泵的應用性研究，取得了不少較成功的實驗結果，并開始了初期的商業化生產。熱泵的設計中，要依據余熱資源的實際溫度高低選擇工質對，并根據實際的要求選擇合適的制冷循環方式。對于電廠循環冷卻水如此低品位的熱源，選擇工質對和制冷循環方式更是一個首要而艱難的探索過程。

 

  熱泵技術的日趨成熟和快速發展，無疑為推廣余熱熱能回收利用提供了可靠的技術保證。因此，電廠循環冷卻水余熱利用同樣應該重點放在熱泵、熱管這一高效率回收途徑上，并適當兼顧其他綜合利用的形式。

 

  電廠循環冷卻水余熱利用應當比污水熱能回收更易實現，因為電廠循環冷卻水有相對清潔的水質，相對穩定的流量和溫度；電廠又有充沛、廉價的電力、熱力，尤其有可驅動熱泵的中溫、中壓廢熱源。經熱泵提升溫度后的循環冷卻水的熱量，不僅可用于空調、生活熱水、輕工業生產(如：干燥、食品加工、紡織業??)，也可返回電廠回熱系統，加熱給水，提高電廠熱效率。因此，無論從電廠循環冷卻水所蘊含的巨大熱量可作為城市低溫熱能資源加以再利用；還是從保證電廠安全經濟運行，或是從降低冷卻水排放熱污染影響，進而一定程度削減電廠建設中關于取、排水工程問題難度而言，都應該把循環冷卻水熱能回收利用研究提到考慮的日程上來。

 

  在當今全球規模的環境問題日趨嚴重的情勢下，以往那種“大量生產、大量流通、大量浪費、大量廢棄”的生產模式己經越來越不被人們所接受。因此，應切實關注這一巨大的低溫熱源的資源效益，在“把節約放在首位，依法保護和合理使用資源，提高資源利用率，實現永續利用”的方針指導下，樹立開展電廠循環冷卻水余熱利用的超前理念，設立專門的組織機構，統一規劃，統一管理。將高技術含量的回收利用與一般性回用途徑結合起來。以高技術為龍頭，因地制宜、因時制宜地開展這一余熱利用的事業；在宏觀監控上，國家應出臺鼓勵電廠余熱利用的政策，對于利用余熱進行生產加工的企業給予優先發展的條件，對其產品銷售給予優惠；在技術研發上，要研制和開發低成本高效率、能充分利用電廠自身廢熱能為驅動能的熱泵機組，以及開發采用熱管這一熱超導元件的高效換熱裝置。隨著科技的發展，應逐步加大熱泵、熱管高技術回用技術在電廠循環冷卻水余熱利用中的比例。為保障‘循環水余熱利用’研究項目的實施，要建立“產學研”一體的技術開發體系，組織示范工程。

 

  污水處理資源化的三大支柱之一便是污水熱能回收利用，這是環境保護及資源循環利用先導者們面對世界生態環境日趨惡劣、可用資源日漸匱乏的嚴酷現實所提出的戰略。污水熱能回用尚且如此，火、核電廠循環冷卻水所含巨大余熱量的回收利用，在能源節約及環境保護上的深深寓意應不辨自明。因此，當前問題所在已不是應不應該開展電廠循環冷卻水余熱利用的研究，而是如何把利用的研究工作搞得更好；不是有幾個電廠對循環冷卻水余熱已有所利用，熱泵技術已相對成熟，可照搬過來了，而是如何緊密結合電廠實際情況，提高利用的效益，充分使用電廠生產過程中排放的其它廢熱源，而去研制更適合火、核電廠回收低品位熱能的高效廉價的熱泵、熱管換熱器。不應該躊躇于初期階段有可能出現的“投入”微勝、甚至不抵“產出”的暫時局面，確信隨著國家宏觀調控政策的逐漸完善、世界科技水平的日益發展，在此項研究的深入進程中，低成本、高產出的效益型電廠循環水余熱回收利用系統定會實現。因為，如此巨額數量能源的回用，本身就是資源財富；燃煤及熱排放所造成生態污染的消除，本身就是巨大效益!