潘立洪

解析熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化途徑

潘立洪

（廣西廣投桂中工業(yè)電網(wǎng)有限責任公司，廣西 來賓 546100）

熱能是熱耦合系統(tǒng)的主要動能，由不可再生的化學能產(chǎn)生，通過轉(zhuǎn)化為機械能進行做功。在這個過程中由于化石能源的不完全燃燒造成熱能轉(zhuǎn)換不完全，使熱量存在一定程度的浪費，從而降低了能源的使用效率，因此為滿足節(jié)能減排的要求，有必要進行能量回收和重新利用。通過對熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計分析，并預測熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)未來發(fā)展方向，希望對促進熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的高效運行作出積極貢獻。

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)；回收再利用；節(jié)能優(yōu)化；優(yōu)化方法

只有提高自然資源的開發(fā)和利用率，才能達到節(jié)能的目的。中國的不可再生資源的儲備短缺現(xiàn)象已經(jīng)顯現(xiàn)，資源的匱乏已成為社會發(fā)展中一個嚴重的問題。在工業(yè)生產(chǎn)中，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將能源轉(zhuǎn)化為電力。在這個過程中，能量轉(zhuǎn)換存在不完全的現(xiàn)象，熱能的損失使能量的使用效率不高，導致能量浪費。

1 熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的意義

1.1 提高系統(tǒng)價值

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計在一定程度上通過技術(shù)手段減少不必要的能源消耗，從而提高運行期間的能源轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)化能源生產(chǎn)系統(tǒng)能源水平，確保在節(jié)能的基礎(chǔ)上提高使用價值。

1.2 提高公司的經(jīng)濟效益

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)采用充分的技術(shù)手段，減少能源損失，實現(xiàn)節(jié)能的目的，可以在一定程度上降低工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)效率。提高盈利能力是企業(yè)的根本追求，削減成本可以推動業(yè)務增長，提高公司在市場和類似業(yè)務中的競爭力。

1.3 減少資源消耗

低能耗是發(fā)展的重點，中國不可再生資源短缺已成為一個重大問題和社會發(fā)展的障礙，工業(yè)生產(chǎn)與能源消耗分開，突出了社會經(jīng)濟發(fā)展與能源治理之間的矛盾。由于能源消耗是系統(tǒng)優(yōu)化的重要組成部分，因此熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可提高能源使用效率，并降低生產(chǎn)活動對能源需求的壓力。

2 熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計

在進行熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計之前，必須對每項工作進行有效規(guī)劃和設(shè)計。規(guī)劃和設(shè)計是熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的重要先決條件，確保設(shè)備在未來能夠?qū)崿F(xiàn)其預期目標，但很容易被員工所忽視。在總結(jié)實踐經(jīng)驗之后，必須在規(guī)劃和設(shè)計過程中執(zhí)行分析用戶需求、啟動計劃和設(shè)計計劃、實施可行性研究三個步驟。

2.1 用戶需求分析

在對用戶進行分析時，首先要了解對方的需求，并結(jié)合他們對這項工作的熟練程度進行有效決策。了解設(shè)計師的需求，通過討論、分析和決策等，系統(tǒng)了解需求方的需求，有效解決有關(guān)功率和熱量方面的困難。為了滿足需求方的進一步需求，要將總體目標制定為可量化的運營目標，最終使系統(tǒng)在功能、性能、成本等方面的目標與當前的產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)相結(jié)合。

2.2 初步規(guī)劃和設(shè)計方案

基于以上對用戶需求的分析，設(shè)計者必須提出初步計劃和設(shè)計，了解相應的總體情況制訂和主要設(shè)計，包括熱能系統(tǒng)、整體結(jié)構(gòu)、描述子系統(tǒng)，即尺寸和性能指標的子系統(tǒng)，技術(shù)和選項的選擇，如系統(tǒng)設(shè)計實施計劃、預算等。在編制計劃時，需要文字和圖形共同展示，兩者的結(jié)合更具視覺性和可理解性。如果有一個初步計劃，就可知道未來的工作安排，并為后續(xù)階段的分析和反思提供重要信息。

2.3 進行可行性研究

雖然熱能動力系統(tǒng)具有很高的優(yōu)越性，但并非所有部門都需要安裝該系統(tǒng)。它只需要安裝技術(shù)，意味著提出的方案的先進性是必要的，以滿足國家要求的技術(shù)標準，但也要滿足需求方的要求，最好是達到更近的國際領(lǐng)先水平，但在追求先進技術(shù)時不能忽視設(shè)備經(jīng)濟性的合理需求。經(jīng)濟系統(tǒng)是折舊和維護成本的總和，因為這種系統(tǒng)在提高生產(chǎn)率方面的使用更頻繁，能夠有效提高工作質(zhì)量、維修和備件來源，同時避免外觀對經(jīng)濟效益產(chǎn)生的不利影響。只有在確認所設(shè)計的系統(tǒng)滿足上述條件時，才能進入下一個設(shè)計階段。

3 熱能聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化措施

3.1 鍋爐余熱回收和再利用技術(shù)

通常，當煙氣直接排放時不僅造成熱能浪費，還會影響空氣溫度、空氣質(zhì)量，導致周圍空氣污濁。因此在鍋爐余熱回收利用這個階段要更加重視這個問題，大量的預熱工件進行熱交換，并在鍋爐設(shè)計方面提高設(shè)計水平，保證鍋爐余熱可以及時有效回收。

3.2 鍋爐余熱轉(zhuǎn)換利用

鍋爐余熱水冷效果由于可提前確定，溫度較高，當廢水直接排放時，不僅會導致大量熱量流失，還會影響廢水進入河流的溫度，對河流造成污染，同時也會對生物和岸上植物造成破壞，導致資源浪費和環(huán)境破壞。因此應研究如何將鍋爐余熱進行合理轉(zhuǎn)換利用，比如可以為溫室大棚進行供熱，以提高溫室大棚的溫度，為農(nóng)作物的生長創(chuàng)造良好的生活條件；鍋爐余熱為發(fā)動機提供持續(xù)的動能輸出，可為工業(yè)生產(chǎn)提供充足的能源供應。

3.3 冷凝水回收的集中應用技術(shù)

在確定熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的過程中，有必要生產(chǎn)低壓蒸汽驅(qū)動的能量轉(zhuǎn)換，當蒸汽冷凝水的熱量可用于自給式而不是低壓蒸汽式時，只需要將能耗低壓蒸汽進行冷凝。廢水再利用不僅節(jié)約了資源，而且最大限度地利用了資源，符合節(jié)能減排的要求，同時必須通過技術(shù)手段來實現(xiàn)。目前，背壓應用更為普遍。背壓水主要應用于熱蒸汽壓力，背壓相對不足。如果使用加壓蒸汽，性能、可行性以及背壓會降低。

3.4 化學供水系統(tǒng)節(jié)能應用技術(shù)

化學添加劑節(jié)能水系統(tǒng)充分發(fā)揮其在化學補給水中的作用，提供化學補給水。同時要使汽輪機在真空環(huán)境中運行，不僅為汽輪機創(chuàng)造更好的運行環(huán)境，還保證了其他設(shè)備協(xié)調(diào)工作在再循環(huán)條件下制造熱量，而且當某些設(shè)備或通過冷凝器中的化學物質(zhì)補充水霧時，霧狀化學補給水在廢熱回收過程中冷凝水更多將完成其使用的熱量損失，但補給水仍然是化學水處理系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸。

3.5 熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化方法

聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由許多部分組成，如環(huán)保、化學、熱工等，整個系統(tǒng)非常復雜。根據(jù)目前的情況，聯(lián)產(chǎn)系系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計方法，并應用了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中評標的不同選擇標準導致不同的結(jié)論。因此，不容易客觀地評估整個系統(tǒng)的整個過程，并且在整個過程中不可能優(yōu)化各種參數(shù)，使整個系統(tǒng)的科學性不高。第二種方法基于優(yōu)化的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。當參比分產(chǎn)系統(tǒng)和聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的輸出一樣時，兩者能耗總量要滿足以下條件：

=

=

=（－）/=/+/（1）

式（1）中：為功率；為質(zhì)量；為能量；為效率。

從基本方程和熱力學定義中找到了新的參考標準。大量實踐表明，新參考標準比傳統(tǒng)計算方法更方便、更準確，因為它充分考慮了各種參數(shù)的變化。在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，合成焦爐煤氣和煤氣的技能率具體如下：

=+=+

=/+）

=[（/+））－

（+）]/（/+） （2）

式（2）中：為分產(chǎn)中聯(lián)合循環(huán)工具；為分產(chǎn)聯(lián)合循環(huán)小功率；為分產(chǎn)化工生產(chǎn)質(zhì)量；為分產(chǎn)化工生產(chǎn)效率。

根據(jù)參考值的用途不同，節(jié)能率具有不同的變換規(guī)則，等效系數(shù)法和固定功率參考法具有不同的誤差程度。

3.6 蒸汽過熱的科學應用技術(shù)

工廠生產(chǎn)時允許加熱溫度與用戶的熱量需求一致，采用水冷方式，不僅直接造成了大量的熱量損失，也造成了大量的環(huán)境污染。能源轉(zhuǎn)換效用將大幅度減少能源的使用，減輕資源和環(huán)境受到的損害。不僅滿足用戶能源需求，而且還提高整個循環(huán)的熱效率，防止能源浪費，充分利用熱能，實現(xiàn)高質(zhì)量能量轉(zhuǎn)換。

4 熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的未來發(fā)展方向

分析上述發(fā)電系統(tǒng)資源浪費的原因和解決方案發(fā)現(xiàn)，通過能源優(yōu)化設(shè)計可以更充分地發(fā)現(xiàn)其采礦和能源轉(zhuǎn)換，并有效降低熱能浪費，大大降低了資源的浪費。同時公司既降低了生產(chǎn)成本，又降低了廢水成本，企業(yè)的盈利能力得到明顯提高，因此節(jié)能系統(tǒng)的熱能減少是必然的。在熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進行能源優(yōu)化過程中，為提高企業(yè)的盈利能力，在減少二氧化碳排放的同時，有效地保護了環(huán)境。通過上述節(jié)能技術(shù)為原有系統(tǒng)增加一些輔助設(shè)備，實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

5 結(jié)論

綜上所述，優(yōu)化節(jié)能減排要求也是時代發(fā)展的必然趨勢，它不僅有效解決能源浪費的問題，而且專為熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)而設(shè)計，可以充分利用資源，減少對環(huán)境的破壞。節(jié)能優(yōu)化設(shè)計不僅適用于熱能動力聯(lián)產(chǎn)工廠，也適用于其他生產(chǎn)工廠。本文分析了能源余熱發(fā)電系統(tǒng)，并找到了一些解決方案，提高了化石能源的使用效率。此外還可以減少能源浪費，有效提高使用效率，達到環(huán)境保護的目標。同時，還可以降低公司生產(chǎn)的成本，并確保熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行。但是，在熱能生產(chǎn)系統(tǒng)中，節(jié)能設(shè)計還有很多地方需要加以糾正，只有加強技術(shù)創(chuàng)新，全面分析節(jié)能設(shè)計要求，才能使節(jié)能工作走向更遠的未來。當然，本文的技術(shù)內(nèi)容仍有發(fā)展空間，相關(guān)人員的理論和使用技能必須結(jié)合實際情況進行有效提高。

［1］田躍宗.關(guān)于熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的分析與探討［J］.黑龍江科技信息，2016（23）：20.

［2］林江剛.熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化分析［J］.科技創(chuàng)新與應用，2014（19）：130.

TK018

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.16.056

2095－6835（2019）16－0128－02

潘立洪（1988—），男，廣西都安人，本科，助理工程師（熱動專業(yè)）。

〔編輯：嚴麗琴〕