淺談熱能動(dòng)力系統(tǒng)

李瑾哲　楊雨軒　衛(wèi)鵬程　任義龍

摘 要：熱能動(dòng)力鍋爐是電廠的重要設(shè)備，其關(guān)系到電廠的運(yùn)行，對(duì)熱能動(dòng)力鍋爐進(jìn)行合理使用，則能起到節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的作用。鍋爐的熱效率是指燃料送入的熱量中有效熱量所占的百分?jǐn)?shù)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不能建立在大量消耗資源的基礎(chǔ)上，建立節(jié)約型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)要建立在節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上。

關(guān)鍵詞：熱能動(dòng)力;鍋爐;電廠

1熱能動(dòng)力系統(tǒng)

熱能動(dòng)力系統(tǒng)就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從高溫?zé)嵩刺帿@得熱量，在高溫高壓的情況下產(chǎn)生膨脹，開(kāi)將循環(huán)的廢熱進(jìn)行排除。目前熱能系統(tǒng)的高溫?zé)嵩粗饕獊?lái)自于礦物燃料，例如煤炭的燃燒，產(chǎn)生熱能。但是，許多燃燒的物原料都是不可再生資源，同時(shí)燃燒礦物燃料對(duì)環(huán)境的破壞非常大，所以節(jié)約能源，提高能源的利用率是值得企業(yè)和社會(huì)思考的個(gè)話題。在熱能動(dòng)力系統(tǒng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和向環(huán)境中排放廢熱的過(guò)程中，存在著許多節(jié)約能源的潛力。

2 社會(huì)現(xiàn)象

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，油田工業(yè)發(fā)展規(guī)模正在不斷的擴(kuò)大，，同時(shí)，它也成為人們?cè)谏鐣?huì)發(fā)展過(guò)程中十分關(guān)注的重點(diǎn)。鍋爐作為油田工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備之一，主要是通過(guò)燃料燃燒釋放熱量加熱工質(zhì)生產(chǎn)。當(dāng)鍋爐處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，其熱量輸出與熱量輸入是處于平衡的狀態(tài)，而由于鍋爐內(nèi)的燃料存在不完全燃燒，所輸出的熱量也不會(huì)全部用來(lái)生產(chǎn)蒸汽，這就使得鍋爐輸出的熱量包含著有效利用熱量和損失熱量?jī)刹糠纸M成。目前，油田工業(yè)鍋爐運(yùn)行狀況較差，導(dǎo)致鍋爐熱效率較低，鍋爐熱效率值與其設(shè)計(jì)值相比相差較遠(yuǎn)，這就要求我們加大對(duì)鍋爐熱效率提高的研究，以使企業(yè)實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3、熱能動(dòng)力單元機(jī)組氣溫控制系統(tǒng)分析

鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，主要系統(tǒng)包含熱蒸汽系統(tǒng)和再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)這兩方面內(nèi)容，這兩方面內(nèi)容有著各自的用途。一般情況下，溫?zé)嵴羝到y(tǒng)溫度被控制在一個(gè)固定范圍內(nèi)，并按照每5攝氏度的幅度下降，此種情況下，就可以對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性穩(wěn)定控制，保證發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益。但是熱能動(dòng)力單元機(jī)組氣溫控制系統(tǒng)在使用過(guò)程中還存在以下幾個(gè)方面難點(diǎn)：第一，熱能動(dòng)力單元機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到蒸汽負(fù)荷、燃料成分、火焰溫度、減溫水量、煙氣側(cè)過(guò)?？諝庀禂?shù)等諸多因素影響，造成內(nèi)部溫度出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，增加氣溫控制工作難度。第二，熱能動(dòng)力單元機(jī)組氣溫控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中具有慣性強(qiáng)、延遲性大等特點(diǎn)，且在機(jī)組內(nèi)部容量參數(shù)不斷增加的背景下，內(nèi)部蒸汽受熱面積也逐漸變大，此種情況下，就會(huì)增加氣溫控制工作難度，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

4 鍋爐熱效率低下的影響因素

目前，石油工業(yè)鍋爐熱效率低下受到多方面因素的影響：排煙溫度過(guò)高，導(dǎo)致排煙熱損失較大;爐膛出口煙氣含氧量不當(dāng)，導(dǎo)致鍋爐熱損失;鍋爐傳熱較差或長(zhǎng)期運(yùn)行使鍋爐傳熱性能弱化，從而降低了鍋爐熱效率;鍋爐內(nèi)的負(fù)壓過(guò)大導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重，降低鍋爐熱效率;鍋爐的保溫性能較差，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低;鍋爐的管線布置不合理，使流體流動(dòng)阻力增大，造成熱損失;火焰在鍋爐爐膛內(nèi)的位置不適宜，形成熱損失，降低鍋爐熱效率。

5 脫硫脫硝技術(shù)的同時(shí)性

采用傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)存在很大的弊端，兩個(gè)互不想干的設(shè)備分別進(jìn)行脫硫脫硝，不但占地空間大、投資費(fèi)用高同時(shí)也為工業(yè)帶來(lái)不必要的浪費(fèi)。因此，如何將脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行，成為了工業(yè)界備受關(guān)注的問(wèn)題。目前，這項(xiàng)工作并未得到廣泛應(yīng)用，正處于應(yīng)用的研究階段。這項(xiàng)技術(shù)的研究原理主要是通過(guò)燃燒，技術(shù)方式主要分為干法與濕法，在燃燒過(guò)程中，將脫硫技術(shù)與燃燒后的脫硝技術(shù)相結(jié)合，其中表現(xiàn)最為突出的是電子束照射法與脈沖等離子法，使這門(mén)技術(shù)在工業(yè)中得到廣泛認(rèn)可與應(yīng)用。

6 鍋爐入爐煤質(zhì)在線監(jiān)測(cè)與燃燒運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)火電廠入爐煤質(zhì)的檢測(cè)主要采用取樣、稱重等手段與方法，但采樣分析結(jié)果由于嚴(yán)重的滯后性往往不能反映鍋爐的實(shí)際入爐煤質(zhì)，不利于鍋爐的燃燒運(yùn)行調(diào)整，影響鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。電站鍋爐入爐煤質(zhì)在線監(jiān)測(cè)與燃燒運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)CQMS采用先進(jìn)的人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用電廠常規(guī)的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)和鍋爐運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，建立煤質(zhì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)模型，通過(guò)鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算入爐煤質(zhì)，實(shí)現(xiàn)入爐煤質(zhì)的在線軟監(jiān)測(cè)，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)燃燒運(yùn)行優(yōu)化，在線指導(dǎo)鍋爐燃燒運(yùn)行調(diào)整。

7 回收利用鍋爐廢水余熱的措施

在除氧器運(yùn)行過(guò)程中，一般都會(huì)排放 大量的蒸汽，從而導(dǎo)致巨大的工質(zhì)損失和熱量損失，這樣不僅對(duì)環(huán)境造成了極大的影響，而且還造成了能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，降低了工業(yè)的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，在熱能動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的冷卻器設(shè)置。在一般情況下，鍋爐排放污水的方式主要是以連續(xù)排污方式和定期排污方式為主。其中，在連續(xù)排污方式中，由于在排污擴(kuò)容器的作用下，二次蒸汽只有小部分得到了 回收，而大部分的蒸汽與污水的廢熱直接被浪費(fèi)掉;而在定期排污中，污水在擴(kuò)容器降壓的作用下進(jìn)行排放，在此過(guò)程中，造成大量的廢水余熱被浪費(fèi)掉。由此可知，無(wú)論是連續(xù)排污方式還是定期排污方式，都會(huì)浪費(fèi)大量的廢水余熱，并對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的不良影響。對(duì)此，工業(yè)為了保障污水的余熱能夠得到充分的利用，可以在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)置排污廢熱回收器。

8 目前熱能動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展前景

節(jié)約能源，提高能源利用率已經(jīng)成為了現(xiàn)目前行業(yè)領(lǐng)域中的重點(diǎn)課題。而熱能動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)能改造技術(shù)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言，具有巨大的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。熱能動(dòng)力系統(tǒng)在節(jié)能改造的過(guò)程之中，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高熱能動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，這不僅能夠節(jié)約能源，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，而且還保護(hù)了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了發(fā)展與生態(tài)之間的和諧統(tǒng)一。

9 避免進(jìn)入鍋爐風(fēng)量過(guò)大

鍋爐生成煙氣量的大小，主要取決于爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)及鍋爐的漏風(fēng)量，鍋爐安裝和檢修質(zhì)量高，可以減少漏風(fēng)量，但是送入爐膛有組織的總風(fēng)量卻和鍋爐燃料燃燒有直接關(guān)系，在滿足燃燒正常的條件下，應(yīng)盡量減少送入鍋爐的過(guò)?？諝饬?，過(guò)大的過(guò)量空氣系數(shù)，既不利于鍋爐燃燒，也會(huì)增加排煙量使鍋爐效率降低，正確監(jiān)視分析鍋爐氧量表和風(fēng)壓表，是合理配風(fēng)的基礎(chǔ)。

10、結(jié)語(yǔ)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，能源和環(huán)境的問(wèn)題也日益突出，所以必須要遵循可持續(xù)發(fā)展的理念。并且要在相關(guān)技術(shù)的支持下，更好的開(kāi)發(fā)新能源，改進(jìn)鍋爐燃燒的基礎(chǔ)。加強(qiáng)熱能動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造，能夠?qū)I(yè)鍋爐產(chǎn)生的廢煙.廢水以及蒸汽凝結(jié)水的余熱進(jìn)行二次利用，這樣不僅能夠節(jié)約能源，提高能源的利用效率，還能夠減少工業(yè)生產(chǎn)污染物的排放，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

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