發電廠熱能動力系統優化與節能改造研究

宋德武

【摘 要】在我國社會經濟快速發展的背景下，人們對資源浪費程度增加，使得能源短缺問題變得日益嚴重，制約了國家的快速發展。發電廠熱能動力系統在運行過程中經常會出現資源浪費情況，降低發電廠運行效率。因此，對發電廠熱能動力系統進行優化節能改造工作變得越來越重要。發電廠熱能動力系統優化與節能改造將是促進其自身長遠發展的主要途徑。

【關鍵詞】發電廠熱能動力系統優化；節能改造；

前言：實際優化與節能改造過程中，需對熱能動力系統的原理進行把握，并充分考慮自身生產過程中的能源利用與環境保護等現狀，從回收利用蒸汽凝結水、回收鍋爐廢水余熱以及回收鍋爐廢煙余熱等技術方面不斷完善，引進先進的科學技術，這樣才可促進發電廠經濟效益與生態效益的共同提高。

一、基本概述

1.發電廠熱能動力系統的原理分析。現階段發電廠熱能動力系統中所采用的熱能動力裝置主要指能夠將熱能轉化為機械能而產生原動力的成套熱力設備。使熱量可從溫度較高的熱源處獲取，這樣在高壓以及高溫的作用下會發生膨脹，以此排除循環的廢熱。其中涉及的熱源主要得益于如煤炭等礦物燃料的燃燒所產生的熱能。但選用的大多礦物燃料多為不可再生資源，在投入使用過程中往往因技術或人員意識等因素影響造成生態破壞與環境的污染。尤其對于耗能較大的發電企業近年來在實踐過程中發現，熱能動力系統在熱能向機械能轉化并在廢熱排放過程中可挖掘出較大的節能潛力。因此，發電廠資源的合理利用以及減小其對生態環境的破壞可從優化與節能改造熱能動力系統中進行。

2.發電廠熱能動力系統應用的必要性分析。能源短缺與生態破壞問題是發電廠未來生產過程中面臨的主要問題。因此對熱能動力系統的優化與節能技術應用是確保其獲取良好經濟效益的必然途徑。在未來節能過程中會逐漸引進先進的科學技術使其能源利用效率得以改善，降低工業成本的同時也可最大程度上減少生產過程中造成的環境污染。而且其自身存在的節能潛力優勢也將在未來發展過程中不斷被挖掘出來。

二、發發電廠熱能動力系統優化與節能改造

當前，能源緊缺問題制約著高能耗企業的發展，為了提高能源的利用率，發電廠十分關注自身熱能動力系統的優化與節能改造，具體內容體現在以下幾方面：

1.化學補充水系統。目前，發電廠機組均為抽凝式，在對熱能動力系統進行化學補水過程中，主要方法為在凝器或除氧器中補入化學水，在實際補水時，如果補水溫度偏低，則需要借助其他裝置，以此保證凝結器中補充水的有效進入，通常情況下，其形式為噴霧式，此時回收了部分排氣廢熱，并在一定程度在改善了凝器真空。同時，生產實踐中，也可采用低壓加熱器，此時化學補水實現了逐級加熱，并且對高位能蒸汽量進行了最大化的控制，使其保持在最低程度，進而系統具有了更為明顯的經濟性與高效性。

2.廢水余熱回收利用。在除氧器運行時，由于其排放蒸汽，不僅會損失熱量，還會損失工質，因此，優化熱能動力系統過程中，應利用冷卻器，以此減少熱量損失，避免工質損失問題的出現。在鍋爐運動過程中其排污方式主要有兩種，一種為定期排污，另一種為連續排污，前者為了有效排放污水，需要擴容降壓，此時便會造成廢水余熱的浪費；后者雖然實現了對二次蒸汽的回收，但其回收率偏低，同時排放過程中也浪費了蒸汽與廢水余熱。在此情況下，發電廠鍋爐排污不僅浪費了廢水余熱，同時也影響了生態環境，為了扭轉此局面，發電廠應充分利用排污廢熱回收器，以此保證鍋爐污水余熱的有效回收，同時在擴容條件下，為了充分利用污水，可利用排污冷卻器，在此基礎上，能源利用率將大幅度提高，同時也利于節能降耗、環境保護目標的達成。

3.廢煙余熱回收利用。發電廠鍋爐廢煙余熱作為二次能源，如果未能得到充分利用，則會造成能源浪費，特別是廢煙處于高溫狀態下進行排放，直接會導致大氣污染。在此情況下，為了提高廢煙余熱的利用率，減少其對環境的污染，應進一步優化熱能動力系統，可利用節能器或低壓省煤器等，在其合理安裝后，可降低廢煙溫度，從而鍋爐的使用效率也將有所提高。通常情況下，在回收廢煙余熱時，需要借助預熱工件，但受場地、成本等因素的影響，使工件難以有效運用，因此，在發電廠發展過程中，應結合自身的實際情況，采取針對性的優化與改造技術，如：預熱空氣，以此促進經濟效益與社會效益的有機結合。

4.蒸汽凝結水回收利用。在發電廠生產過程中，蒸汽熱力扮演著重要的角色，但實際生產中，蒸汽釋放熱能后，其凝結水存在嚴重的浪費現象，此時浪費的蒸汽凝結水占蒸汽總熱量的20% ～ 30%，如果對其進行合理的運用，將利于工業用水的節約，同時也利于燃料能源的節省。因此，發電廠應對蒸汽系統進行節能改造，具體措施為借助蒸水余熱替代低壓蒸汽，此時發揮凝結水的余熱，以此減少低壓蒸汽的能耗，進而利于達成節能減排的目標。對于凝結水而言，其回收方式主要有兩種，一種為加壓回收，另一種為背壓回收，前者主要是利用氣動凝結水加壓泵，對凝結水進行加壓輸送，此方法具有一定的穩定性，后者主要是借助輸水閥背壓，對水蒸氣與凝結水進行輸送，此方法保證了回收水及二次水蒸氣的有效利用。上述兩種方法具有一定的現實意義，不僅節約了能源，還減少了廢氣與廢水排放，從而滿足了節能減排的要求，保證了企業綜合效益的增長。新時期，發電廠為了實現可持續發展，采取了諸多的節能措施，但成效甚微，造成此情況的原因主要為發電廠僅對單獨的裝置設備進行節能改造或者優化，而未能關注整個系統的聯合改造與優化。而熱能動力聯產技術最為明顯的特點便是整體性與系統化，常見的技術有蒸汽動力聯產、燃氣輪機聯產等，前者主要是由燃氣輪機鍋爐系統與鍋爐汽輪機高壓系統構成的，此時的聯產利于系統優化，特別是對高能耗企業而言，是降低能源消耗的重要手段；后者主要是對熱能動力系統進行優化，保證了較低溫度熱流的有效加熱。

5.發電廠熱能動力系統的熱能動力聯產技術。眾所周知，在社會經濟快速發展的背景下，發電廠運行效率增加，資源浪費嚴重，針對此種情況，相關人員就需要采用熱能動力聯產技術，對發電廠熱能動力系統進行優化節能改造工作，將燃氣輪機鍋爐系統、鍋爐汽輪機高壓系統等眾多系統進行整合，一同工作，此種情況下，就會降低熱能動力系統能源消耗，保證熱能動力系統在運行過程中始終處于一個低溫熱流狀態，從而實現節能減排的目的。因此鍋爐排污的方式很容使排放污水的余熱出現浪費，并對環境造成破壞。對此現狀，發電廠利用鍋爐過程中為確保污水余熱得以回收，可增設排污廢熱回收器。同時為使擴容條件下的污水得以充分利用也可增設排污冷卻器。這樣既可保證運行過程中能源利用效率的提高，也使能源節約效果得以增強。

結束語：作為社會進步的主要動力，能源已成為近年來經濟發展過程中被關注的重要內容。然而我國目前能源利用過程中仍存在技術上的缺陷以及較差的節能環保意識，導致能源利用效率過低且消耗過大，特別使用鍋爐時所造成的資源浪費與環境污染問題都需引起重視。因此，對發電廠熱能動力系統進行優化并實現節能改造具有十分重要的意義。

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（作者單位：包頭東華熱電有限公司）