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

韓清

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(diǎn)，首先對熱能動力系統(tǒng)進(jìn)行簡單介紹，然后剖析熱能動力系統(tǒng)建設(shè)的必要性，進(jìn)而分析熱能與動力工程在發(fā)電廠中的具體應(yīng)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

1熱能發(fā)電動力系統(tǒng)的概況

1.1火力發(fā)電的概述

最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實(shí)現(xiàn)的，至今仍然是電力獲取的主要途徑。所謂火力發(fā)電即利用可燃物（多大是化石燃料，少量是焚燒垃圾）在燃燒時產(chǎn)生的熱能，通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。在燃料化學(xué)能→蒸汽熱能→機(jī)械能→電能這個過程中，由于燃料的燃燒不充分，導(dǎo)致化石資源浪費(fèi)。同時由于燃燒過程中還有大量二氧化碳以及少量二氧化硫氣體產(chǎn)生，會破壞大氣臭氧層，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在“機(jī)械能→電能”的過程中，由于設(shè)備原因，有效的能量轉(zhuǎn)化程度較低，大部分能量被浪費(fèi)。這就是如今大多數(shù)發(fā)電廠的現(xiàn)狀。

1.2優(yōu)化熱能發(fā)電動力系統(tǒng)的意義

發(fā)電廠的熱能動力系統(tǒng)是在整個發(fā)電設(shè)備及發(fā)電過程中最具有節(jié)能潛力的，為了解決資源問題和污染問題，發(fā)電廠對熱能發(fā)電動力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化是很有必要的。該方向不僅遵從了可持續(xù)發(fā)展的理念，而且可以通過節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用大大提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。所以，優(yōu)化熱能發(fā)電動力系統(tǒng)是達(dá)成節(jié)能減排的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)電的重要途徑之一。

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(yīng)該對工程系統(tǒng)設(shè)計所應(yīng)用的各類技術(shù)進(jìn)行有效衡量，將其與國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比。與此同時，還應(yīng)該對熱能動力系統(tǒng)中涉及的各種機(jī)械設(shè)備與設(shè)備組合方式進(jìn)行性能考核，確保整個系統(tǒng)在后期的運(yùn)行中保持較高的維護(hù)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(jìn)性的同時，能夠在日后的交付使用中具備自我維護(hù)的能力。因此，火力發(fā)電廠在進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)與理念的引進(jìn)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(jìn)性而忽略了后期的維護(hù)能力。

2.2經(jīng)濟(jì)效益的重要性

只有在獲取一定量的經(jīng)濟(jì)效益之后，火電廠才會考慮進(jìn)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(jì)效益不達(dá)標(biāo)，就可能會帶來資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。因此，發(fā)電廠的領(lǐng)導(dǎo)層在進(jìn)行建設(shè)項目的考察時，首先需要對建設(shè)費(fèi)用以及設(shè)備費(fèi)用進(jìn)行探討，應(yīng)當(dāng)在科學(xué)合理的資金預(yù)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(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱能動力系統(tǒng)的維修費(fèi)用以及耗損費(fèi)，那么該類工程系統(tǒng)就可以進(jìn)行安裝。

3實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造的具體方案

目前在能源供應(yīng)日益緊張的趨勢下，發(fā)電廠熱能動力系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)能改造主要從化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)、除氧排氣、鍋爐廢水與廢煙余熱的技術(shù)等方面完成整個節(jié)能減排的工作，其在未來發(fā)展過程中也將日趨完善，是現(xiàn)階段節(jié)能減排效果較高的技術(shù)應(yīng)用。

3.1化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

現(xiàn)階段發(fā)電廠中往往裝有抽凝式的機(jī)組，其熱力系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)補(bǔ)水的方式主要體現(xiàn)在凝器中補(bǔ)入化學(xué)水，或在除氧器中補(bǔ)充化學(xué)水。其中凝器中補(bǔ)入化學(xué)水的目標(biāo)在于除氧的實(shí)現(xiàn)。相比汽輪機(jī)排氣溫度，若補(bǔ)水溫度較低，則需增設(shè)相應(yīng)的裝置使凝結(jié)器相關(guān)部位的補(bǔ)充水會以噴霧式的方式進(jìn)入，這樣便將部分排氣廢熱進(jìn)行回收，并使凝器真空得到很大程度上的改善。另外，通過低壓加熱器的使用，化學(xué)補(bǔ)充水將被逐級加熱，將高位能蒸汽量控制到最低程度，這樣便可保證裝置更具合理性與經(jīng)濟(jì)性。

3.2除氧器排氣與回收鍋爐廢水余熱的技術(shù)分析

由于除氧器運(yùn)行過程中往往會進(jìn)行蒸汽的排放，導(dǎo)致熱量損失以及質(zhì)損失的情況發(fā)生，因此熱力系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的冷卻器，鍋爐運(yùn)行所進(jìn)行的排污方式主要體現(xiàn)在定期排污與連續(xù)排污兩種方式。其中定期排污中，污水往往會在擴(kuò)容降壓的條件下進(jìn)行排放，該過程中會導(dǎo)致廢水余熱被浪費(fèi)。而連續(xù)排污中，二次蒸汽在排污擴(kuò)容器在作用下僅有小部分得以回收，排放過程中蒸汽與污水的廢熱被直接浪費(fèi)。因此鍋爐排污的方式很容使排放污水的余熱出現(xiàn)浪費(fèi)，并對環(huán)境造成破壞。對此現(xiàn)狀，發(fā)電廠利用鍋爐過程中為確保污水余熱得以回收，可增設(shè)排污廢熱回收器。同時為使擴(kuò)容條件下的污水得以充分利用也可增設(shè)排污冷卻器。這樣既可保證運(yùn)行過程中能源利用效率的提高，也使能源節(jié)約效果得以增強(qiáng)。

3.3熱能系統(tǒng)中廢煙余熱的技術(shù)分析

作為二次能源，鍋爐排放廢氣煙過程中產(chǎn)生的余熱若未充分利用，也是較大的能源浪費(fèi)。尤其在廢煙的溫度較高的情況下，向大氣排放過程中很容易造成大氣污染與環(huán)境的破壞。因此要求發(fā)電廠利用鍋爐過程中既要保證其利用效率的提高，同時也需注意充分利用高溫廢煙并減少其對環(huán)境的污染。對此現(xiàn)狀，熱能系統(tǒng)優(yōu)化過程中，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的節(jié)能器，或者直接安裝低壓省煤器于鍋爐尾端，可使廢煙的溫度得以降低并提高鍋爐的使用效率。一般對廢煙余熱回收時會利用預(yù)熱空氣以及預(yù)熱工件，但受場地作用限制，往往避免預(yù)熱工件的使用。而且該技術(shù)應(yīng)用過程中由于成本較高，因此發(fā)電廠需以自身實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，使資源得到充分利用，實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約與節(jié)能效益的結(jié)合。

結(jié)語

為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)電廠熱能動力系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)能改造是不可缺少的。同時將熱能動力系統(tǒng)的優(yōu)化作為突破口，針對研究如何回收各種余熱，降低資源消耗，提高能量轉(zhuǎn)化率。只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到節(jié)能減排與綠色發(fā)電的目標(biāo)。發(fā)電廠熱能動力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造將是促進(jìn)其自身長遠(yuǎn)發(fā)展的主要途徑。實(shí)際優(yōu)化與節(jié)能改造過程中，需對熱能動力系統(tǒng)的原理進(jìn)行把握，并充分考慮自身生產(chǎn)過程中的能源利用與環(huán)境保護(hù)等現(xiàn)狀，從回收利用蒸汽凝結(jié)水、回收鍋爐廢水余熱以及回收鍋爐廢煙余熱等技術(shù)方面不斷完善，引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，這樣才可促進(jìn)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的共同提高。

參考文獻(xiàn)

[1]周宏定.電廠熱能動力系統(tǒng)設(shè)計問題淺析[J].中國設(shè)備工程，2017，（18）：90-91.