热能动力系统的节能改造设计

吕小婷

【摘 要】随着我国经济的快速发展，社会经济发展对能源的需求也越来越大，这使得节能减排成为宏观调控的重要一环。考虑到经济发展不能建立在大量消耗资源基础上，因此建立以生态为导向的经济增长模式就显得极为必要了。本节探讨了锅炉废气余热的回收和利用，论述了余热回收和废水利用、蒸汽冷凝液回收和利用等火电厂优化节能改造措施，希望能够为热能动力系统的节能改造提供理论上的支持。

【关键词】热能;动力系统;节能改造

能源是经济增长与社会发展的动力。随着我国社会发展与经济快速增长，人们的能源消费也在逐步增加。但在我国能源消费结构中煤炭占70%以上，我国能源需求的不断增长和不合理的消费导致了能源短缺，这部分说明了我国能源利用效率低下的现象仍然存在，这就要求我们在现有能源的基础上优化能源体系，并进一步发展节能技术。

1热能动力系统概念介绍

热力系统是将热能转化为机械能，从高温热源中获取热量，在高温高压下产生膨胀，并从循环中排出余热的系统。众所周知高温主要来源于煤等化石燃料的燃烧到墙体的生产，然而许多燃烧的矿物原料都是不可再生的资源，而化石燃料的燃烧会对环境造成重大的污染与破坏，因此节约能源和提高能源利用率是一个值得企业和社会思考的问题。在企业将化学能转化为热能、将热能转化为机械能、将废热释放到环境中的过程中，存在着许多节能上的潜力，这就需要企业加强热能系统的节能技术分析改造，提高资源利用率、降低资源消耗压力、减少污染物排放、提高企业经济效益，构建生态导向型经济增长。

2热能动力系统优化与节能改造方案

2.1锅炉废烟余热回收利用技术

锅炉内废气的温度通常高达200℃，其余热属于二次能源，在很多情况下呗直接排放因此没有得到充分利用，造成了重大能源浪费。因此可以说，节能减排政策对环境保护的主要作用表现在提高锅炉效率、减少锅炉排放、加强高温废气的充分利用等方面，这是工业生产所必须重视的问题。在工业生产中，可由专门的经济学家利用余热烟气循环过程中的热流系统与锅炉，通过在锅炉末端安装低压经济器，以便在最佳偏转位置与火电厂连接，更加充分的利用余热。此外，企业通过安装低压切割器来使锅炉排汽温度在23℃-27℃左右，此时锅炉容量也得到提高，在能源消耗方面单位煤耗可被控制在6-9g/kW。因此可以说，锅炉废烟余热回收利用技术的应用，不仅可以节约能源消耗并提高企业的盈利能力，还能够加强锅炉内的能量燃烧，并充分利用宝贵的煤炭资源，起到非常良好的综合节能效果。

2.2双工质联合装置与技术

改善热能装置经济性的措施主要是采用双工质联合装置，主要有3种联合方式，即用燃气轮机的排气作为余热锅炉的热源;以燃气轮机的排气作为一般蒸汽锅炉的助燃气体;以增压燃烧锅炉的排气作为燃气轮机的工质。前两种联合方式通常是在改造现有蒸汽动力装置和燃气轮机装置时采用，一般可提高原有装置的效率2～5%;后一种联合方式一般可比同参数的蒸汽动力装置提高热效率5～10%。

热能动力装置

水银-蒸汽联合循环装置：其工作原理和燃气-蒸汽联合装置一样，一般是在高温段采用汞蒸汽循环发电装置（或者是其他具有高沸点的有机载热质），低温段采用蒸汽循环发电装置。采用这种双工质复合循环的发电厂，其热效率可达40～42%。

其他双工质联合装置：有蒸汽-二氧化碳以及蒸汽和低沸点工质（如氨、氟里昂等）的联合循环装置。由于低沸点工质在低温时的比容比相同温度下水蒸气的比容要小得多，因而在同样排汽面积下大大增加汽轮机的单机容量。这种蒸汽和低沸点工质的联合循环装置已成为当前的研究对象之一。

2.3蒸汽凝结水回收利用技术

在工业生产中，大量的能源和工业用水被用来产生蒸汽热，而在工业生产中往往是蒸汽后的凝结水释放出热能进而造成能量浪费，这具体表现在废蒸汽冷凝液占整个蒸汽室的20%-30%。如果这种高温凝结水能得到徹底处理，不仅可以节约工业用水，还可以节省大量燃料。蒸汽系统的节能转化技术是利用蒸汽的余热代替低压蒸汽，利用凝结水的余热降低低压蒸汽的能耗以达到节能的目的，通常来说在凝析油回收过程中有两种常见的方法，分别是压力反馈法和原水压力法。压力反馈法是指背压水由进水阀的背压驱动，将蒸汽和冷凝水输送到特定的回收点，在这一逆行步骤中可以充分利用回收水和二次蒸汽，减少对节能环保造成的负面影响。原水压力法中回收的蒸汽主要是由气动冷凝泵提供，这种压力反馈系统的运行非常稳定，两条回水路线都能充分利用蒸汽凝结水，为工业生产节约锅炉燃烧能量，减少废气和废水对环境的排放，达到节能减排的最终目的，并为企业取得良好的经济效益。

3热力动能系统未来发展潜力

随着我国经济的快速增长，能源短缺使工业生产面临着严重的能源短缺问题，随着我国对能源供应需求的不断增加，节能和提高能源利用效率逐渐成为工业生产过程中所需要面对的重要课题，这也使得节能减排成为了高耗能企业关注的焦点，进一步推动了节能技术发展。考虑到热能系统的优化技术具有很高的经济效益，因此在新科技手段加持下，将节能应用于热能系统就能够改善热能系统的结构，使热能系统的运行更加高效，这不仅可以提高能源利用效率，降低工业生产成本，还可以减少环境污染。综上所述，热能系统的节能优化提高了企业经济效益，而热能系统仍旧具有巨大技术发展潜力，企业和技术人员必须对其进行不断的开发和研究。

4结语

能源是国民经济发展的重要基础，能源问题是经济社会发展的重要保障。节能环保、减少污染物排放、提高能源利用率均为当今社会发展所需面对的重要课题。火电厂的优化和节能改造可以实现工业锅炉对废气、废水和蒸汽冷凝液的二次利用，这不仅可以节约能源并提高能源利用效率，而且可以减少工业生产中污染物的排放，在保护环境的同时达到节能环保的效果。

参考文献：

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[3]连红奎，李艳，束光阳子，顾春伟.我国工业余热回收利用技术综述[J].节能技术，2018，3（02）：123-133.

（作者单位：湛江市节能中心）