浅谈热电厂以及热能与动力工程发展

冉维曌

【摘 要】随着时代的发展，我国经济稳步有力的发展，近些年，随着产业转型升级以及节能减排的大力号召，国内热电厂遭遇着前所未有的挑战。我国正在向欧美等国家靠拢，大力发展清洁高效的可再生能源。为此我们不惜放缓甚至暂停较成熟的热电厂的发展，但是同时，我国目前仍是世界上最大的发展中国家，所以目前我国是顶着经济飞速发展和保护资源环境的双重压力。所以在我国未摆脱以热电厂作为发电产业支柱的现状前，继续发展能源与动力工程清洁化发展迫在眉睫。

【关键词】热能与动力工程；清洁化发展；重要地位

一、引言

现阶段，可开采的不可再生能源匮乏、优质的清洁能源（页岩气、可燃冰）受开采技术的限制，新型能源利用效率低等成为了我国经济发展以及能源利用转型过程中最尖锐的问题。

根据国家发改委公布的《9月水电发电大幅增长，清洁能源增长持续加快》，2018年，受南方良好降雨的影响，9月当月，全国水电的总发电量有所显著提升，因此火电发电量有所下降，这是自2016年6月份以来首次下降。

从2018年的1月到9月份，全国总发电量达到46891亿千瓦时。其中火力发电总量为34525亿千瓦时，占发电总量的73.63%；水力发电总量为8147亿千瓦时，占发电总量的17.37%；剩余9%是核能、风能、太阳能等新型能源发电量。据中国工程院调查研究显示，预计到2020年，火电事业将达到最高峰，占全国总发电量的75%左右；到2050年，火电占比将实现回落，占当时全国发电总量的60%；直到2080年火电才会失去电力行业支柱的地位。

二、论热能与动力工程的重要性

自二战以来，煤炭以及石油变成了主要的世界能源，但是煤炭石油都是不可再生资源，随着时代的飞速发展，传统能源逐渐面临着后续不足的尴尬局面，再加上日益严重的环境问题，越来越多人呼吁寻找研发新型可再生节能能源，更新传统火力发电方式。

目前世界上200个国家共同面临着能源问题。仅有少数非洲以及南美洲国家依然面临着可利用能源匮乏的情况，大部分国家都在面临着能源使用与环境保护相对立的问题。在世界环境问题上，我国不断做出突破性的贡献。为指导我国火电厂的改革，国家发改委印发了《关于印发燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案的通知》，力求在清洁能源替代老能源、城市集中供暖、改进现有热电厂锅炉的落后技术、提高锅炉用煤的品质4个节能减排途径中寻找创新和突破，力求在正确的正确指引下，使我国热电厂的对环境不造成过大破坏。

我国目前正处于经济发展的持续发展阶段，国内工业、农业、军事等方面对能源的需求量极大。在目前新能源未成熟的情况下，热力发电依然是发电形式的主体，由于目前发展的新型能源都存在一定的发展缺陷，在人类未掌握可控核聚变能源之前，化石能源的使用时比缺少的。所以传统热力发电的改革迫在眉睫。

三、热电厂运用中存在的问题

（一）热电联产对电厂经济性的影响

目前，火电工程主要用于三个发电厂：1纯发电集团（例如邯郸码头电厂）2纯供热集团（例如铁西热源厂）3热电联产企业（例如云宁热电厂）。由于我国目前大规模实行集中供暖，取消小规模燃煤供暖的政策，热电厂以及热源厂承担了目前城市集中供热的重担。但是由于受到“以热定电”以及供热半径的限制，热电厂无法采用大容量的热电机组。众所周知，火电机组的容量决定了能源的彻底使用程度。

（二）环境污染

我国工业燃煤锅炉规模小，燃烧效率低，大约在60%到65%之间，较国际先进水平仍落后15%；2016年，在全国空气污染物总排放量中，燃煤工业锅炉年排放烟尘占33%，SO2占27%。热电厂燃煤锅炉耗煤量大，污染严重，并且热电厂的排污烟气中颗粒物浓度较高，其中包含的SO2、氮化合物对环境造成巨大的破坏。这违背了目前主张的工程环境伦理问题

（三）自动化程度较低

目前火电厂自动化程度较低，依然停留在人工处理加电脑辅助的模式，电厂的总控室里能够显示各级管道压力温度等基础数据，其余情况与要依靠总控人员计算加上多年经验判断。目前热电厂中依然通过人为操作处理的方式，在处理当中存在这不同程度的差异性，正因为震中人为操作的才一应影响了整体产出电的品质不高，由此引发了电能储存方面的各种问题，会对热电厂的生产产生了较大影响，并且会对居民用电的稳定性产生较大的影响。

四、热电厂运行过程中对应的解决办法

（一）取消小型发电站以及电热联产企业

十一五期间，国家发展改革委员会、能源办公室联合发布了《关于加快关停小火电机组的若干意见》，意见中提出了逐步关停符合规定的燃煤（油）机组；对目前仍在使用的热电联产的机组实施实时在线监测政策；推广大中型热电联产机组，背压型热电机组；关闭小火电机组，集中精力建设大机组等实施方案。

总结来说就是，由于电力传输的线损较小，并网比较成熟（2018年全年线损仅占总发电量的8.6%）而热源传输损失过大，经过几个换热站，能量流失严重。所以应将小型火力发电机组取缔，建立大型联合火力发电机组，解决化石燃料燃烧不充分等情况。并且应取消热电联产的形式，将在城市附近的小型火力发电站整改为专门的热源场，采用就近供热的方式，减少热能在传输途中的损耗。

（二）煤炭清潔技术以及烟气排放连续监控

在煤粉制作之前，彻底清洗煤炭，将煤炭内的灰尘彻底清洗，并且要是用湿式或干式脱硫脱硝法，降低煤内的硫硝含量。在节约能源降低损耗方面，针对炉体本身结构优化、增强炉内流动、各级传热的效能增强、使用新型的自动控制技术、改进燃烧设备等方面进行改革创新，开发煤种与煤质多变的节能新技术和机电一体化的新型高效节能产品；在污染物减排方面，降低烟尘、SOX、NOX等污染物排放的关键技术是发展的核心与关键，研究燃料处理、燃烧、脱硫和除尘设备以及优化废物处理技术，并且将锅炉和锅炉的外部结合起来，优化炉膛的里部的处理过程，加强炉外清污处理工作，实现综合除尘，脱硫脱硝的关键技术创新

建立烟气排放连续监测系统，连续监测锅炉使用过程中产生的废气，包括测量出废气中包含的物质、废气的温度、压力流速等数据，建立完整的烟气实时数据报告，由环保部门与电厂排放科联合监管，坚决杜绝不合格烟气排入大气。

（三）建立自动控制系统

目前水电站实行“无人值班，少人值守”的政策，绝大多数操作都在计算机上完成。在学科研究过程中，水电站及其运营技术与热能与动力工程同属于一级学科，但是水电站及其运营技术对本科自动化、电子技术的要求远高于热能与动力工程。应该在专业人员的学习过程增加自动化的知识，以便于专业人员自己建立一套适用于热电厂的自动控制系统，以消除人为因素的存在的差异。

五、结语

电力系统始终是经济发展的先锋，随着经济的飞速发展，人们对于电能的需求日益增大。在接下来二十年里热电厂依然会飞速发展，热能与动力工程在电能生产环节必不可少。电力行业需要认识到热能与动力工程的重要性，借助新兴的科学技术，建立起智能化自动化新时代电厂

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