热能动力联产系统的节能优化设计

王昱程　陈泽粮

摘 要：随着节能减排的提出，各行各业对资源利用效率的重视程度明显加深，开始尝试性地利用技术手段，对可以回收再利用的资源进行改造处理，文章将针对把热能转化为机械能的热能动力联产系统可行性的节能优化设计进行分析，从而对其未来发展方向作出预测。

关键词：热能动力联产系统；回收再利用；节能优化

前言

热力动能联产系统主要是将不可再生的矿物能源产生的热能，转化成机械能，在这个过程中由于矿物能源燃烧不充分或热能转化不彻底，就会造成产生的部分热能被浪费，使能源的利用效率降低，没有达到节能减排的要求，所以利用可行的技术手段实现资源回收再利用是必要的。

1 锅炉排烟余热回收再利用技术

锅炉排烟余热回收再利用实质上就是将锅炉内矿物能源燃烧时所产生的烟气中的热量回收再利用，通常情况下锅炉排烟时温度可以达到两百摄氏度以上，如果直接将烟气排放到空气中不仅会造成热能的浪费，而且会影响周围的气温、空气质量、植被覆盖等，所以如何实现对排烟余热的循环再利用成为人们比较重视的问题，现阶段通常利用体积较大的预热工件实现热交换，但由于很多企业在前期的锅炉设计过程中并没有为预热工件预留出较大的空位，所以这种方法并不能够被所有锅炉企业所应用，在加热炉上进行预热空气助燃也是烟气余热回收的有效办法，对锅炉环境没有较严格的要求，所以可以在任何应用热能动力联产系统的企业进行应用[1]。

2 锅炉排污水余热回收再利用技术

锅炉排污水由于前期的降温作用决定其自身具有较高的温度，如果直接将污水排出不仅会导致大量热能损失，而且对于被排污的河流温度也会造成影响，对河流中的生物以及岸边的植物都会构成破坏，是既浪费资源又污染环境的做法，我国现阶段锅炉排污水主要是通过单级的排污系统直接对污水进行排放，或简单的对二次蒸汽进行回收，都没有兼顾到对排污水余热的再利用和保护环境，所以一定要通过有效的技术手段对排污水余热进行改造。通过大量的实验分析，发现将要排放的污水集中在锅炉疏水排污费热废水回收其中，可以对污水中所含的热量有效的回收，如果与此同时再安装排污冷却器就可以对污水进行循环利用，减少对水资源的浪费。

3 蒸汽凝结水回收集中改造应用技术

在热能动力联产系统工作的过程中，需要产生低压蒸汽推动能源转化，如果可以利用蒸汽凝结水自身所含的热量代替低压蒸汽，不仅可以减少产生低压蒸汽的能源消耗，而且可以实现对蒸汽凝结水余热再利用，不仅节约了资源，而且使资源得到了最大化的利用，符合节能减排的要求，所以要通过技术手段实现。目前应用较为广泛的是背压回水和加压回水两种方式，背压回水方式主要应用于加压热蒸汽压力本身就比较高，而回水背压却相对供应不足的情况，通过加大疏水阀背压使之产生足够的压力将凝结水以及其中不蕴含的闪蒸汽直接输送到回水点，由此可见在此种办法中疏水阀具有重要的作用，它的性能直接决定了此种方法的可行性；而加压回水使用于蒸汽压力与回水背压都不充足的情况下，需要借用加压泵的外力才能实现凝结水输送，值得注意的是在加压回水方法中闪蒸汽并没有得到回收，蒸汽凝结水回收集中改造的具体方式需要根据实际情况确定[2]。

4 化学补充水系统的节能应用技术

实现对化学补充水系统的节能，主要是充分发挥化学补充水自身作用的同时，提升对其热量的回收再利用程度，所以采用化学补充水在进入热能动力联产系统时将其打入除氧器和凝汽器中的方式，通过除氧器化学补充水实现了自身除氧的作用，使汽轮机实现在真空环境下作业，不仅为汽轮机创造了更好的运转环境，而且保证了其与其他设备协调作业，为后期的热能在回收利用创造了条件，除此之外，如果可以通过某些设备或手段将进入凝汽器的化学补充水转化成雾态，则可以对雾态的化学补充水以凝结水余热在回收的方式对其热能进行更加充分的利用，但这仍是现阶段针对化学补充水系统节能应用的技术瓶颈问题[3]。

5 供热蒸汽过热度的科学应用技术

蒸汽过热度是锅炉供热与用户热量需求之间存在的差异值，目前一些电厂为了能够使供热温度与用户热量需求温度相符，采用喷水降温的方式，不仅造成大量热能的直接损失，而且也造成大量水资源的浪费，使能源转化的实用性被大幅度地削减，能源、资源、环境都受到了不同程度的破坏，而供热蒸汽过热度是将锅炉产生的蒸汽过高的热量通过设备的集中，传输到热力系统之中，使之又重新的转化为机械能，依此循环，不仅可以避免热能的浪费，而且对于整个循环热效率都有促进作用，既满足用户对热能的需要，又实现所有热能充分利用，这是现阶段实现优质能量转化的表现[4]。

6 热能动力联产系统的未来发展方向

通过上述对热能动力联产系统资源浪费的原因及解决办法的分析，可以发现通过对其进行节能优化设计可以提升将其矿产能源进行更加充分的转化，并有效降低热能源的浪费，使之对资源的破坏程度也明显降低，在这个过程中既为企业缩减了生产成本又降低了排污费用，使企业的经济效益得到明显的提升，所以在未来一段时间内对热能动力联产系统进行节能改造是必然的。上述节能技术都是通过对原系统增加某些设备实现，可见其改造的成本并不大，而环境、经济效益却是巨大的，所以加大力度深入挖掘節能设计的可能性，是未来热能动力联产系统的必经之路。

7 结束语

对热能动力联产系统进行节能优化设计是节能减排的要求，也是时代发展的必然趋势，通过对有效资源的回收再利用不仅可以降低能量浪费，而且可以实现对资源的充分利用，降低对环境的破坏性，节能优化设计不仅应该应用于热能动力联产系统，对于其他生产设备也同样适用。

参考文献

[1]李胜.CO2捕集能耗最小化机理及煤制天然气动力多联产系统[D].北京：中国科学院研究生院（工程热物理研究所），2012.

[2]林江刚.热能动力联产系统节能优化分析[J].科技创新与应用，2014，07（8）：92-96.

[3]廖春晖.燃煤热电联产区域供热系统热源优化配置研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

[4]孙士恩.焦炉煤气与气化煤气基焦炭、化工与动力多联产系统及集成机理[D].北京：中国科学院研究生院（工程热物理研究所），2010.