“温差发电装置导热系数较高，可以将冷源水预热升温5～10摄氏度，如果将冷源水先通过温差发电装置预热，再通过油水热交换器进行余热回收，就可以大大提升系统的整体效能。”9月7日上午，浙江湖州供电公司和浙江电力经研院员工围绕变压器余热回收利用系统优化方案开展研究，并为该套系统落地应用做反复论证。目前该系统已具备工程应用条件。
变压器余热回收利用系统是国网浙江省电力有限公司为了深度唤醒、高效回收余热资源，助力全社会节能降碳而自主研发的系统。按计划，该套系统将在湖州110千伏安吉城北输变电工程落地应用。
变压器自身存在运行损耗，且运行损耗的99%主要以热能形式散失。聚焦这一问题，湖州供电公司、浙江电力经研院创新提出构建变压器余热回收利用系统，综合利用油水热交换器、热泵机组和温差发电装置等设备，通过“热回收、热发电、热消纳”3个关键环节，实现变压器余热资源高效回收利用。
“我们做了测算，这套系统若在全国35千伏及以上变压器全面推广应用，每年可挽回电量损失448.9亿千瓦时，减少碳排放约2600万吨，在降低变压器损耗的同时，还可以提高设备过负荷能力1.1倍，延长寿命3～5年。”湖州供电公司经济技术研究所项目组成员李丹乐介绍。
变压器余热回收利用系统的第一个环节是“热回收”。系统利用油水热交换器充分吸收变压器冷却油携带的高温余热，将冷源水变为热水，再运用激光式半钎焊技术，在交换器冷、热侧分别采用橡胶垫和钎焊方式密封，安全高效传导“油热入水”。同时，为充分利用变压器余热资源，系统合理选用热泵机组加热并自动控制出水温度，使取能更高效、输出更稳定。
“热发电”是系统的第二个环节。在这一环节，系统利用温差发电技术，所发电量供变电站内自用。“为了更高效地将热量转化为电能，我们优化了系统中温差发电装置模块的内部结构，同时研发智能热电管理系统，实现稳压、调压、故障报警等功能，确保不同工况下发电设备稳定运行。”湖州供电公司建设部负责人徐朝阳介绍。在此基础上，该系统还融合了温差发电技术，运用电热梯级用能模式，实现“先发电、后消纳”的电热二级联供，最大限度实现能源梯级利用，提高系统能源回收利用效率。
除了发电，回收的余热还可以二级利用，这也是该系统第三个环节——“热消纳”。系统所产生的热水不仅可用于变电站内消纳，还可送至周边建筑，以消纳补贴的形式服务农村大棚种植、农产品干燥、温室养殖等场景。据测算，一座220千伏变电站经回收利用后的热水，可覆盖站址周边约1.5千米的范围，满足4.7万平方米的农村大棚用能需求，实现惠农富民，助力乡村振兴。