热能动力系统优化与节能改造分析

山东福源节能环保工程有限公司 山东济南 250031

如今，环境污染以及资源枯竭问题日益严峻，过去的“先污染，后治理”的发展模式逐渐被淘汰，世界各国开始寻求可持续发展的道路。电能是社会和经济发展不可缺少的能源，但电能获取过程中，必然伴随着废热、废水的产生，从而造成化石燃料的能量转化率降低，而且会污染环境，增加处理能耗。虽然国家在大力提倡水能、风能、核能和潮汐能的利用，但是火力发电仍然是现阶段不可取代的主要电能获取方式。本文就“如何优化热能动力系统，提高能量转化率；从而降低环境污染，提高资源利用率”进行了探讨并提出了几点建议。

1 热能动力系统简述

热能动力系统是实现热力循环热功转换的装置系统，其根本任务是：对热能进行转化，使之成为机械功，作为驱动其他设备的原动力。其原理是通过煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧所放出的热能或核能、太阳能、地热能等，驱动汽轮机、内燃机、燃气轮机等热能动力装置产生电能。因大部分矿物燃料均属于不可再生能源，且燃烧过程中会产生污染性有害气体，必须对其能量转化和环境污染重视，采用技术和管理手段，提高其能量利用率，降低环境污染，最终实现节能减排。在化学能—热能—机械能-电能转化过程中，热能动力系统可在大部分环节中采用有效措施，最大程度节约能源，提升能源利用率。基于这一现状，我们需对能动力系统优化、节能改造更深层次的探究，通过提高能源利用率节能降耗，通过污染物控制保护环境，促使经济和社会效益共同提升，最终实现经济发展和生态环境之间的协调一致。

2 热能动力系统的优化与节能改造

火力发电热能动力系统主要有燃烧系统、汽水系统、电气系统和控制系统等四部分组成。燃烧系统、汽水系统实现化学能转化为热能，电气系统完成热能由机械能到电能的转化，控制系统保证各系统安全、合理和经济运行。各系统的每个环节均有一定的能量转化效率，不能保证100%转化。对各系统之间的连接以及系统内部设备进行节能优化、设备升级，即可使燃料得到最大程度利用。本文从以下几个方面作分析[1]。

2.1 发电厂热能动力系统的化学补水系统分析

现阶段，抽凝式发电机是我国发电厂中较为常见的发电机组，抽凝式发电机在运行过程中由于水分会不断散失，需对热能动力系统补充水分，补水的主要方式为通过在凝汽器或除氧器，缓慢注入化学水。在补水过程中，应对补水温度合理控制，一旦补水过程中出现温度过高的情况，需使用喷雾装置对凝汽器中的水分进行引流，保证补水效果。与此同时，由于补水过程中经常会出现废气，在此种情况下，需采用低压加热器将系统内部留存的废气排除，控制高温蒸汽量，提高凝汽器的真空度，保证补水过程系统的稳定运行。

2.2 锅炉排污水余热回收再利用

为保证锅炉炉水水质符合规定标准，减少蒸汽中的含盐量，在锅炉运行中，需要不断通过连续排污排除含盐废水，且通过定期排污排除沉积在锅炉底部的水渣污泥等沉淀物。因此锅炉排污率提高对锅炉运行有利，但由于排污温度较高，热能损失也相应增大，对周围环境也会造成不良影响。有关资料指出，排污率每增加1%，燃料耗量增加约0.12～0.18%。因此积极采取余热回收利用措施，减少电厂排污水和热能损失，并将回收的热能用于产生经济效益是非常必要的。企业在锅炉排污水的过程当中，要对节能系统进行综合性的考虑，可采用连续排污扩容闪蒸获取蒸汽，用于加热锅炉给水，或用于加热供暖水，均可取得较好的经济效益，实现减少热能损耗的目的。

2.3 锅炉烟气余热回收利用

在热能动力系统燃气系统排放的烟气经过脱硝除尘脱硫处理后，温度可降至50℃左右，此温度的烟气含有大量汽化潜热，可占总燃料供热量的10%，直接排放到环境中造成能源浪费。因此采用烟气余热回收技术应在新建电厂中合理规划，对这部分热量予以重视加以考虑，可获得可观的经济效益。现有电厂可依据自身的具体状况对烟气系统进行余热回收节能改造，如烟道设置换热器等，从而实现节能降耗。

2.4 给水系统优化

锅炉给水系统是电厂稳定运行的根本，给水系统的合理设计和优化，能够从根本上减少因水质不合格造成系统设备的运行问题。在火力发电厂的生产过程中，水资源应用最多，并且生产过程必须借助复杂的输配管道系统，因此使用节水技术应首先确保电厂生产稳定、安全。在水浪费严重的环节，采用节水再用技术，提高水资源的回收利用率，从而达到减少水资源浪费，提高生产效率的目的。

2.5 蒸汽凝结水的回收利用

蒸汽凝结水水质好、温度高，可将其直接作为锅炉给水，或通过换热器加热补水，最大限度的理由蒸汽凝结水废热，从而节约燃料消耗和水处理的费用，同时可降低锅炉补水的耗量。凝结水的回收利用具有有效的节能效果。可从两个方面着手，一是凝结水回收装置及疏水器应保证低泄漏率，使用寿命长，回收装置应自动化，二是凝结水回收方式应综合考虑系统工艺流程，在满足设备技术要求的前提下进行选择[2]。

3 结语

应国家节能减排的政策要求，电厂必须走可持续发展的道路，而热能动力系统的节能优化改造是电厂实现可持续发展的必经之路。电厂应在基于对热能动力系统各环节的深入分析的基础上，对系统进行整体节能优化改造，实现系统整体平衡，将各环节的能量浪费降至最低，最大限度回收利用余热，降低能源消耗，提供能量转化率，最终达到节能减排绿色生产的目标。