熱能動力系統(tǒng)的節(jié)能改造設計

呂小婷

【摘 要】隨著我國經濟的快速發(fā)展，社會經濟發(fā)展對能源的需求也越來越大，這使得節(jié)能減排成為宏觀調控的重要一環(huán)。考慮到經濟發(fā)展不能建立在大量消耗資源基礎上，因此建立以生態(tài)為導向的經濟增長模式就顯得極為必要了。本節(jié)探討了鍋爐廢氣余熱的回收和利用，論述了余熱回收和廢水利用、蒸汽冷凝液回收和利用等火電廠優(yōu)化節(jié)能改造措施，希望能夠為熱能動力系統(tǒng)的節(jié)能改造提供理論上的支持。

【關鍵詞】熱能;動力系統(tǒng);節(jié)能改造

能源是經濟增長與社會發(fā)展的動力。隨著我國社會發(fā)展與經濟快速增長，人們的能源消費也在逐步增加。但在我國能源消費結構中煤炭占70%以上，我國能源需求的不斷增長和不合理的消費導致了能源短缺，這部分說明了我國能源利用效率低下的現(xiàn)象仍然存在，這就要求我們在現(xiàn)有能源的基礎上優(yōu)化能源體系，并進一步發(fā)展節(jié)能技術。

1熱能動力系統(tǒng)概念介紹

熱力系統(tǒng)是將熱能轉化為機械能，從高溫熱源中獲取熱量，在高溫高壓下產生膨脹，并從循環(huán)中排出余熱的系統(tǒng)。眾所周知高溫主要來源于煤等化石燃料的燃燒到墻體的生產，然而許多燃燒的礦物原料都是不可再生的資源，而化石燃料的燃燒會對環(huán)境造成重大的污染與破壞，因此節(jié)約能源和提高能源利用率是一個值得企業(yè)和社會思考的問題。在企業(yè)將化學能轉化為熱能、將熱能轉化為機械能、將廢熱釋放到環(huán)境中的過程中，存在著許多節(jié)能上的潛力，這就需要企業(yè)加強熱能系統(tǒng)的節(jié)能技術分析改造，提高資源利用率、降低資源消耗壓力、減少污染物排放、提高企業(yè)經濟效益，構建生態(tài)導向型經濟增長。

2熱能動力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造方案

2.1鍋爐廢煙余熱回收利用技術

鍋爐內廢氣的溫度通常高達200℃，其余熱屬于二次能源，在很多情況下唄直接排放因此沒有得到充分利用，造成了重大能源浪費。因此可以說，節(jié)能減排政策對環(huán)境保護的主要作用表現(xiàn)在提高鍋爐效率、減少鍋爐排放、加強高溫廢氣的充分利用等方面，這是工業(yè)生產所必須重視的問題。在工業(yè)生產中，可由專門的經濟學家利用余熱煙氣循環(huán)過程中的熱流系統(tǒng)與鍋爐，通過在鍋爐末端安裝低壓經濟器，以便在最佳偏轉位置與火電廠連接，更加充分的利用余熱。此外，企業(yè)通過安裝低壓切割器來使鍋爐排汽溫度在23℃-27℃左右，此時鍋爐容量也得到提高，在能源消耗方面單位煤耗可被控制在6-9g/kW。因此可以說，鍋爐廢煙余熱回收利用技術的應用，不僅可以節(jié)約能源消耗并提高企業(yè)的盈利能力，還能夠加強鍋爐內的能量燃燒，并充分利用寶貴的煤炭資源，起到非常良好的綜合節(jié)能效果。

2.2雙工質聯(lián)合裝置與技術

改善熱能裝置經濟性的措施主要是采用雙工質聯(lián)合裝置，主要有3種聯(lián)合方式，即用燃氣輪機的排氣作為余熱鍋爐的熱源;以燃氣輪機的排氣作為一般蒸汽鍋爐的助燃氣體;以增壓燃燒鍋爐的排氣作為燃氣輪機的工質。前兩種聯(lián)合方式通常是在改造現(xiàn)有蒸汽動力裝置和燃氣輪機裝置時采用，一般可提高原有裝置的效率2～5%;后一種聯(lián)合方式一般可比同參數(shù)的蒸汽動力裝置提高熱效率5～10%。

熱能動力裝置

水銀-蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置：其工作原理和燃氣-蒸汽聯(lián)合裝置一樣，一般是在高溫段采用汞蒸汽循環(huán)發(fā)電裝置（或者是其他具有高沸點的有機載熱質），低溫段采用蒸汽循環(huán)發(fā)電裝置。采用這種雙工質復合循環(huán)的發(fā)電廠，其熱效率可達40～42%。

其他雙工質聯(lián)合裝置：有蒸汽-二氧化碳以及蒸汽和低沸點工質（如氨、氟里昂等）的聯(lián)合循環(huán)裝置。由于低沸點工質在低溫時的比容比相同溫度下水蒸氣的比容要小得多，因而在同樣排汽面積下大大增加汽輪機的單機容量。這種蒸汽和低沸點工質的聯(lián)合循環(huán)裝置已成為當前的研究對象之一。

2.3蒸汽凝結水回收利用技術

在工業(yè)生產中，大量的能源和工業(yè)用水被用來產生蒸汽熱，而在工業(yè)生產中往往是蒸汽后的凝結水釋放出熱能進而造成能量浪費，這具體表現(xiàn)在廢蒸汽冷凝液占整個蒸汽室的20%-30%。如果這種高溫凝結水能得到徹底處理，不僅可以節(jié)約工業(yè)用水，還可以節(jié)省大量燃料。蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能轉化技術是利用蒸汽的余熱代替低壓蒸汽，利用凝結水的余熱降低低壓蒸汽的能耗以達到節(jié)能的目的，通常來說在凝析油回收過程中有兩種常見的方法，分別是壓力反饋法和原水壓力法。壓力反饋法是指背壓水由進水閥的背壓驅動，將蒸汽和冷凝水輸送到特定的回收點，在這一逆行步驟中可以充分利用回收水和二次蒸汽，減少對節(jié)能環(huán)保造成的負面影響。原水壓力法中回收的蒸汽主要是由氣動冷凝泵提供，這種壓力反饋系統(tǒng)的運行非常穩(wěn)定，兩條回水路線都能充分利用蒸汽凝結水，為工業(yè)生產節(jié)約鍋爐燃燒能量，減少廢氣和廢水對環(huán)境的排放，達到節(jié)能減排的最終目的，并為企業(yè)取得良好的經濟效益。

3熱力動能系統(tǒng)未來發(fā)展?jié)摿?/p>

隨著我國經濟的快速增長，能源短缺使工業(yè)生產面臨著嚴重的能源短缺問題，隨著我國對能源供應需求的不斷增加，節(jié)能和提高能源利用效率逐漸成為工業(yè)生產過程中所需要面對的重要課題，這也使得節(jié)能減排成為了高耗能企業(yè)關注的焦點，進一步推動了節(jié)能技術發(fā)展。考慮到熱能系統(tǒng)的優(yōu)化技術具有很高的經濟效益，因此在新科技手段加持下，將節(jié)能應用于熱能系統(tǒng)就能夠改善熱能系統(tǒng)的結構，使熱能系統(tǒng)的運行更加高效，這不僅可以提高能源利用效率，降低工業(yè)生產成本，還可以減少環(huán)境污染。綜上所述，熱能系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化提高了企業(yè)經濟效益，而熱能系統(tǒng)仍舊具有巨大技術發(fā)展?jié)摿Γ髽I(yè)和技術人員必須對其進行不斷的開發(fā)和研究。

4結語

能源是國民經濟發(fā)展的重要基礎，能源問題是經濟社會發(fā)展的重要保障。節(jié)能環(huán)保、減少污染物排放、提高能源利用率均為當今社會發(fā)展所需面對的重要課題。火電廠的優(yōu)化和節(jié)能改造可以實現(xiàn)工業(yè)鍋爐對廢氣、廢水和蒸汽冷凝液的二次利用，這不僅可以節(jié)約能源并提高能源利用效率，而且可以減少工業(yè)生產中污染物的排放，在保護環(huán)境的同時達到節(jié)能環(huán)保的效果。

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（作者單位：湛江市節(jié)能中心）