淺談熱電廠以及熱能與動(dòng)力工程發(fā)展

冉維曌

【摘 要】隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步有力的發(fā)展，近些年，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及節(jié)能減排的大力號(hào)召，國(guó)內(nèi)熱電廠遭遇著前所未有的挑戰(zhàn)。我國(guó)正在向歐美等國(guó)家靠攏，大力發(fā)展清潔高效的可再生能源。為此我們不惜放緩甚至?xí)和］^成熟的熱電廠的發(fā)展，但是同時(shí)，我國(guó)目前仍是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，所以目前我國(guó)是頂著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和保護(hù)資源環(huán)境的雙重壓力。所以在我國(guó)未擺脫以熱電廠作為發(fā)電產(chǎn)業(yè)支柱的現(xiàn)狀前，繼續(xù)發(fā)展能源與動(dòng)力工程清潔化發(fā)展迫在眉睫。

【關(guān)鍵詞】熱能與動(dòng)力工程；清潔化發(fā)展；重要地位

一、引言

現(xiàn)階段，可開(kāi)采的不可再生能源匱乏、優(yōu)質(zhì)的清潔能源（頁(yè)巖氣、可燃冰）受開(kāi)采技術(shù)的限制，新型能源利用效率低等成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及能源利用轉(zhuǎn)型過(guò)程中最尖銳的問(wèn)題。

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委公布的《9月水電發(fā)電大幅增長(zhǎng)，清潔能源增長(zhǎng)持續(xù)加快》，2018年，受南方良好降雨的影響，9月當(dāng)月，全國(guó)水電的總發(fā)電量有所顯著提升，因此火電發(fā)電量有所下降，這是自2016年6月份以來(lái)首次下降。

從2018年的1月到9月份，全國(guó)總發(fā)電量達(dá)到46891億千瓦時(shí)。其中火力發(fā)電總量為34525億千瓦時(shí)，占發(fā)電總量的73.63%；水力發(fā)電總量為8147億千瓦時(shí)，占發(fā)電總量的17.37%；剩余9%是核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等新型能源發(fā)電量。據(jù)中國(guó)工程院調(diào)查研究顯示，預(yù)計(jì)到2020年，火電事業(yè)將達(dá)到最高峰，占全國(guó)總發(fā)電量的75%左右；到2050年，火電占比將實(shí)現(xiàn)回落，占當(dāng)時(shí)全國(guó)發(fā)電總量的60%；直到2080年火電才會(huì)失去電力行業(yè)支柱的地位。

二、論熱能與動(dòng)力工程的重要性

自二戰(zhàn)以來(lái)，煤炭以及石油變成了主要的世界能源，但是煤炭石油都是不可再生資源，隨著時(shí)代的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)能源逐漸面臨著后續(xù)不足的尷尬局面，再加上日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，越來(lái)越多人呼吁尋找研發(fā)新型可再生節(jié)能能源，更新傳統(tǒng)火力發(fā)電方式。

目前世界上200個(gè)國(guó)家共同面臨著能源問(wèn)題。僅有少數(shù)非洲以及南美洲國(guó)家依然面臨著可利用能源匱乏的情況，大部分國(guó)家都在面臨著能源使用與環(huán)境保護(hù)相對(duì)立的問(wèn)題。在世界環(huán)境問(wèn)題上，我國(guó)不斷做出突破性的貢獻(xiàn)。為指導(dǎo)我國(guó)火電廠的改革，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)了《關(guān)于印發(fā)燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實(shí)施方案的通知》，力求在清潔能源替代老能源、城市集中供暖、改進(jìn)現(xiàn)有熱電廠鍋爐的落后技術(shù)、提高鍋爐用煤的品質(zhì)4個(gè)節(jié)能減排途徑中尋找創(chuàng)新和突破，力求在正確的正確指引下，使我國(guó)熱電廠的對(duì)環(huán)境不造成過(guò)大破壞。

我國(guó)目前正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的持續(xù)發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等方面對(duì)能源的需求量極大。在目前新能源未成熟的情況下，熱力發(fā)電依然是發(fā)電形式的主體，由于目前發(fā)展的新型能源都存在一定的發(fā)展缺陷，在人類(lèi)未掌握可控核聚變能源之前，化石能源的使用時(shí)比缺少的。所以傳統(tǒng)熱力發(fā)電的改革迫在眉睫。

三、熱電廠運(yùn)用中存在的問(wèn)題

（一）熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響

目前，火電工程主要用于三個(gè)發(fā)電廠：1純發(fā)電集團(tuán)（例如邯鄲碼頭電廠）2純供熱集團(tuán)（例如鐵西熱源廠）3熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)（例如云寧熱電廠）。由于我國(guó)目前大規(guī)模實(shí)行集中供暖，取消小規(guī)模燃煤供暖的政策，熱電廠以及熱源廠承擔(dān)了目前城市集中供熱的重?fù)?dān)。但是由于受到“以熱定電”以及供熱半徑的限制，熱電廠無(wú)法采用大容量的熱電機(jī)組。眾所周知，火電機(jī)組的容量決定了能源的徹底使用程度。

（二）環(huán)境污染

我國(guó)工業(yè)燃煤鍋爐規(guī)模小，燃燒效率低，大約在60%到65%之間，較國(guó)際先進(jìn)水平仍落后15%；2016年，在全國(guó)空氣污染物總排放量中，燃煤工業(yè)鍋爐年排放煙塵占33%，SO2占27%。熱電廠燃煤鍋爐耗煤量大，污染嚴(yán)重，并且熱電廠的排污煙氣中顆粒物濃度較高，其中包含的SO2、氮化合物對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞。這違背了目前主張的工程環(huán)境倫理問(wèn)題

（三）自動(dòng)化程度較低

目前火電廠自動(dòng)化程度較低，依然停留在人工處理加電腦輔助的模式，電廠的總控室里能夠顯示各級(jí)管道壓力溫度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其余情況與要依靠總控人員計(jì)算加上多年經(jīng)驗(yàn)判斷。目前熱電廠中依然通過(guò)人為操作處理的方式，在處理當(dāng)中存在這不同程度的差異性，正因?yàn)檎鹬腥藶椴僮鞯牟乓粦?yīng)影響了整體產(chǎn)出電的品質(zhì)不高，由此引發(fā)了電能儲(chǔ)存方面的各種問(wèn)題，會(huì)對(duì)熱電廠的生產(chǎn)產(chǎn)生了較大影響，并且會(huì)對(duì)居民用電的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。

四、熱電廠運(yùn)行過(guò)程中對(duì)應(yīng)的解決辦法

（一）取消小型發(fā)電站以及電熱聯(lián)產(chǎn)企業(yè)

十一五期間，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、能源辦公室聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組的若干意見(jiàn)》，意見(jiàn)中提出了逐步關(guān)停符合規(guī)定的燃煤（油）機(jī)組；對(duì)目前仍在使用的熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組實(shí)施實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)政策；推廣大中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，背壓型熱電機(jī)組；關(guān)閉小火電機(jī)組，集中精力建設(shè)大機(jī)組等實(shí)施方案。

總結(jié)來(lái)說(shuō)就是，由于電力傳輸?shù)木€損較小，并網(wǎng)比較成熟（2018年全年線損僅占總發(fā)電量的8.6%）而熱源傳輸損失過(guò)大，經(jīng)過(guò)幾個(gè)換熱站，能量流失嚴(yán)重。所以應(yīng)將小型火力發(fā)電機(jī)組取締，建立大型聯(lián)合火力發(fā)電機(jī)組，解決化石燃料燃燒不充分等情況。并且應(yīng)取消熱電聯(lián)產(chǎn)的形式，將在城市附近的小型火力發(fā)電站整改為專(zhuān)門(mén)的熱源場(chǎng)，采用就近供熱的方式，減少熱能在傳輸途中的損耗。

（二）煤炭清潔技術(shù)以及煙氣排放連續(xù)監(jiān)控

在煤粉制作之前，徹底清洗煤炭，將煤炭?jī)?nèi)的灰塵徹底清洗，并且要是用濕式或干式脫硫脫硝法，降低煤內(nèi)的硫硝含量。在節(jié)約能源降低損耗方面，針對(duì)爐體本身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、增強(qiáng)爐內(nèi)流動(dòng)、各級(jí)傳熱的效能增強(qiáng)、使用新型的自動(dòng)控制技術(shù)、改進(jìn)燃燒設(shè)備等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)煤種與煤質(zhì)多變的節(jié)能新技術(shù)和機(jī)電一體化的新型高效節(jié)能產(chǎn)品；在污染物減排方面，降低煙塵、SOX、NOX等污染物排放的關(guān)鍵技術(shù)是發(fā)展的核心與關(guān)鍵，研究燃料處理、燃燒、脫硫和除塵設(shè)備以及優(yōu)化廢物處理技術(shù)，并且將鍋爐和鍋爐的外部結(jié)合起來(lái)，優(yōu)化爐膛的里部的處理過(guò)程，加強(qiáng)爐外清污處理工作，實(shí)現(xiàn)綜合除塵，脫硫脫硝的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

建立煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)測(cè)鍋爐使用過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣，包括測(cè)量出廢氣中包含的物質(zhì)、廢氣的溫度、壓力流速等數(shù)據(jù)，建立完整的煙氣實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告，由環(huán)保部門(mén)與電廠排放科聯(lián)合監(jiān)管，堅(jiān)決杜絕不合格煙氣排入大氣。

（三）建立自動(dòng)控制系統(tǒng)

目前水電站實(shí)行“無(wú)人值班，少人值守”的政策，絕大多數(shù)操作都在計(jì)算機(jī)上完成。在學(xué)科研究過(guò)程中，水電站及其運(yùn)營(yíng)技術(shù)與熱能與動(dòng)力工程同屬于一級(jí)學(xué)科，但是水電站及其運(yùn)營(yíng)技術(shù)對(duì)本科自動(dòng)化、電子技術(shù)的要求遠(yuǎn)高于熱能與動(dòng)力工程。應(yīng)該在專(zhuān)業(yè)人員的學(xué)習(xí)過(guò)程增加自動(dòng)化的知識(shí)，以便于專(zhuān)業(yè)人員自己建立一套適用于熱電廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)，以消除人為因素的存在的差異。

五、結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)始終是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先鋒，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于電能的需求日益增大。在接下來(lái)二十年里熱電廠依然會(huì)飛速發(fā)展，熱能與動(dòng)力工程在電能生產(chǎn)環(huán)節(jié)必不可少。電力行業(yè)需要認(rèn)識(shí)到熱能與動(dòng)力工程的重要性，借助新興的科學(xué)技術(shù)，建立起智能化自動(dòng)化新時(shí)代電廠

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