發(fā)電廠熱能動力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造研究

何興富

摘? 要：工業(yè)生產(chǎn)水平的日益提升與大眾生活質(zhì)量的逐年改善，使得社會對電力能源的依賴程度越來越高。文章以優(yōu)化發(fā)電廠中的熱能動力系統(tǒng)為出發(fā)點，首先對熱能動力系統(tǒng)進行簡單介紹，然后剖析熱能動力系統(tǒng)建設(shè)的必要性，進而分析熱能與動力工程在發(fā)電廠中的具體應用，最終給出優(yōu)化熱能動力系統(tǒng)的有效策略。

關(guān)鍵詞：電力能源;熱能動力;節(jié)能改造

Abstract： With the improvement of the level of industrial production and the improvement of the quality of life of the public year by year， the society is more and more dependent on electric energy. In order to optimize the thermal power system in the power plant， this paper first briefly introduces the thermal power system， then analyzes the necessity of the construction of the thermal power system， and then analyzes the specific application of thermal energy and power engineering in the power plant. Finally， the effective strategy of optimizing thermal power system is given.

引言

近年來，資源枯竭與環(huán)境污染問題無時無刻困擾著全球人民。因此，傳統(tǒng)的先發(fā)展而后治理的發(fā)展模式逐漸被淘汰。世界各國都開始加大對可持續(xù)發(fā)展的投資力度，作為能夠為世界社會提供足量電力能源的工廠，發(fā)電廠會在為人民生活提供便利的同時給環(huán)境帶來負面影響。盡管當前國家正在倡導開發(fā)風能核能以及潮汐能等環(huán)保能源，但是火力發(fā)電依舊是當前國內(nèi)的主要電力能源獲取方式。

1 熱能動力系統(tǒng)的基本概述

所謂火力發(fā)電，主要是指借助一些化石燃料或是焚燒垃圾來獲取相應的內(nèi)能，并通過發(fā)電動力轉(zhuǎn)換裝置來產(chǎn)生電力能源，其經(jīng)歷的主要過程是：由燃燒化學能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麆幽?，進而通過機械能的過渡轉(zhuǎn)換，最終生成電力能源。考慮到當前發(fā)電廠中多數(shù)情況下都存在燃料燃燒不充分的現(xiàn)象，致使國內(nèi)乃至全球的化石燃料出現(xiàn)資源浪費。與此同時，在燃料的燃燒過程中，還會產(chǎn)生一些二氧化硫和二氧化碳等氣體，會給大氣造成破壞，給整個環(huán)境帶來空氣污染。受到設(shè)備性能本身的限制，導致國內(nèi)乃至全球發(fā)電廠的整體能量轉(zhuǎn)化率較低，這也是當前絕大多數(shù)發(fā)電廠所面臨的問題。

2 熱能動力系統(tǒng)建設(shè)的必要性

2.1 設(shè)計技術(shù)的優(yōu)越性

國內(nèi)發(fā)電廠首先應該對工程系統(tǒng)設(shè)計所應用的各類技術(shù)進行有效衡量，將其與國家行業(yè)標準進行對比。與此同時，還應該對熱能動力系統(tǒng)中涉及的各種機械設(shè)備與設(shè)備組合方式進行性能考核，確保整個系統(tǒng)在后期的運行中保持較高的維護可行性。換而言之，火力發(fā)電廠的熱能動力系統(tǒng)需要在保持自身先進性的同時，能夠在日后的交付使用中具備自我維護的能力。因此，火力發(fā)電廠在進行先進技術(shù)與理念的引進時，首先需要綜合考慮本單位的技術(shù)水平，避免盲目追求技術(shù)先進性而忽略了后期的維護能力。

2.2 經(jīng)濟效益的重要性

只有在獲取一定量的經(jīng)濟效益之后，火電廠才會考慮進一步加大對熱能動力系統(tǒng)的建設(shè)。如果該系統(tǒng)給火力發(fā)電廠帶來的經(jīng)濟效益不達標，就可能會帶來資源浪費的現(xiàn)象。因此，發(fā)電廠的領(lǐng)導層在進行建設(shè)項目的考察時，首先需要對建設(shè)費用以及設(shè)備費用進行探討，應當在科學合理的資金預算范圍之內(nèi)選擇發(fā)電設(shè)備。一旦熱能動力系統(tǒng)投入使用之后，就需要努力提高系統(tǒng)的工作效率，并改善熱能動力系統(tǒng)的工作質(zhì)量。如果經(jīng)濟效益遠遠高于熱能動力系統(tǒng)的維修費用以及耗損費，那么該類工程系統(tǒng)就可以進行安裝。

3 熱能與動力工程在發(fā)電廠中的具體應用

3.1 降低調(diào)壓調(diào)節(jié)的損失

萬事都有利有弊，調(diào)壓調(diào)節(jié)也包括在內(nèi)，其主要特點是能夠提升機組自身的穩(wěn)定性與適應能力，還可以有效改善機組給整個發(fā)電廠帶來的經(jīng)濟效益。與此同時，調(diào)壓調(diào)節(jié)還可以為熱能動力系統(tǒng)提供有效的實際條件。其不足主要集中在處理高負荷區(qū)域時經(jīng)濟成本較高，大型機組蒸汽在動葉柵中工作后，機械能會發(fā)生公里轉(zhuǎn)換，在一定程度上會產(chǎn)生蒸汽余速損失、廢氣損失和爆炸損失。這些損失存在于調(diào)壓過程中，說明汽輪機組運行的整體經(jīng)濟性在不斷降低，造成這些損失的主要原因是由汽輪機組的運行機制決定的，而不是簡單的人為失誤或系統(tǒng)故障。發(fā)電廠的工作人員需要積極研究和探索壓力調(diào)節(jié)的方法，旨在開發(fā)出更科學的產(chǎn)品，進一步降低能量損耗。為減少熱能和電力工程的損耗，應深入探討電廠生產(chǎn)過程中的調(diào)壓損耗等問題，并在實踐中應用技術(shù)含量較高的新產(chǎn)品，提高電廠熱能和電力工程的應用效率。

3.2 科學利用重熱現(xiàn)象

專家和技術(shù)人員通過多次試驗發(fā)現(xiàn)，重熱系數(shù)通常在4%到8%之間，且知道重熱系數(shù)越大越好?；痣娤到y(tǒng)的效率比較高，各電廠需要考慮自身的實際情況，合理選擇區(qū)域的重熱系數(shù)，在保證發(fā)電量的前提下逐漸改善熱能與動力工程的操作技能水平。需要注意的是，同步器的功能如下：當熱能動力系統(tǒng)處于單機運行狀態(tài)下時，往往需要將機組的整體轉(zhuǎn)速提升到預定水平。當其有足量負荷時，系統(tǒng)應該保持固定的機組轉(zhuǎn)速，從而使電網(wǎng)頻率基本不變。

4 熱能動力系統(tǒng)的節(jié)能改造措施

在火力發(fā)電過程中，由于優(yōu)質(zhì)煤用于其他利潤更高的行業(yè)，電廠使用的煤大多是劣質(zhì)煤。劣質(zhì)煤不僅缺乏動力，而且鍋爐燃燒極不穩(wěn)定，造成資源利用率低。同時，由于設(shè)備老化、漏熱、漏風等問題，無法實現(xiàn)煤炭的最大利用。因此，需要從以下幾個方面重視火電系統(tǒng)的節(jié)能改造。

4.1 廢煙氣的余熱回收技術(shù)

鍋爐排出的煙氣溫度高達200多攝氏度，這些余熱屬于二次能源，直接排放沒有得到充分利用，是一種巨大的能源浪費。在“節(jié)能減排”的方針下，提高鍋爐效率、減少鍋爐排污、加強鍋爐高溫廢氣的充分利用是工業(yè)生產(chǎn)中需要注意的問題。在工業(yè)生產(chǎn)中，可利用鍋爐運行過程中這部分煙氣的余熱進行熱力系統(tǒng)循環(huán)利用，同時在鍋爐尾部安裝低壓省煤器，在最佳取水位置與熱力系統(tǒng)相連，充分利用鍋爐煙氣余熱。安裝低壓省煤器不但可以將煙氣的整體溫度降下來，而且能夠有效提升熱能動力系統(tǒng)的利用率，這一方面可以在節(jié)約能源的同時提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，另一方面能夠減少環(huán)境污染。鍋爐煙氣余熱回收有兩種方式：預熱工件和助燃預熱空氣。由于預熱工件往往受操作場地的限制，鍋爐煙氣余熱回收主要采用預熱空氣助燃，布置在加熱爐上，加強鍋爐的能量燃燒，充分利用資源，節(jié)能的綜合效果非常顯著。

4.2 鍋爐廢水的余熱回收技術(shù)

連續(xù)排污與定期排污是熱能動力系統(tǒng)的主要排污方式。定期排污時，擴容減壓后直接排放，廢水余熱直接排放浪費;連續(xù)排污時，排污擴容器僅回收少量二次蒸汽，大量的余熱和蒸汽將直接排放和浪費。為節(jié)約資源，充分利用排放污水的余熱，企業(yè)可在鍋爐上安裝余熱回收裝置，回收污水余熱，以確保熱量的充分利用。

4.3 蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中，大量的能源和工業(yè)用水被用來產(chǎn)生蒸汽熱，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程。然而，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，蒸汽完成放熱過程以后所形成的凝結(jié)水通常會被浪費掉，廢蒸汽冷凝水占蒸汽總熱量的四分之一左右。如果這些高溫冷凝水能夠充分利用，不但可以降低對工業(yè)用水的使用量，而且還能夠大大降低燃料能源消耗量。因為用蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)可以將低壓蒸汽替換為蒸汽水余熱，借助凝結(jié)水余熱的作用來實現(xiàn)節(jié)能的目標。值得一提的是，壓力回水以及背壓回水是冷凝水回收的最主要方式。其中，背壓回水主要是指借助疏水閥的背壓作為主要動力，實現(xiàn)凝結(jié)水及水蒸汽的傳輸，該類回水方式能夠顯著提高水蒸汽的利用率，從而達到節(jié)能環(huán)保的效果。

5 結(jié)束語

進入21世紀以來，國內(nèi)發(fā)電廠在運行過程中已經(jīng)有了全新的進步，當前發(fā)電廠努力踐行資源節(jié)約與環(huán)境保護的理念。因此，要想充分實現(xiàn)這一目標，就應當從多個方面來控制熱能動力系統(tǒng)的能源消耗量。對于火電廠一類企業(yè)而言，領(lǐng)導層應當出臺相關(guān)政策以保障熱能動力系統(tǒng)的順利運行，充分利用熱能動力系統(tǒng)中的余熱，進而提升發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化率。

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