浅谈热能动力系统

李瑾哲　杨雨轩　卫鹏程　任义龙

摘 要：热能动力锅炉是电厂的重要设备，其关系到电厂的运行，对热能动力锅炉进行合理使用，则能起到节约资源、保护环境的作用。锅炉的热效率是指燃料送入的热量中有效热量所占的百分数。经济的发展不能建立在大量消耗资源的基础上，建立节约型经济增长模式，经济的增长要建立在节约资源和保护环境的基础上。

关键词：热能动力;锅炉;电厂

1热能動力系统

热能动力系统就是将热能转化为机械能，从高温热源处获得热量，在高温高压的情况下产生膨胀，开将循环的废热进行排除。目前热能系统的高温热源主要来自于矿物燃料，例如煤炭的燃烧，产生热能。但是，许多燃烧的物原料都是不可再生资源，同时燃烧矿物燃料对环境的破坏非常大，所以节约能源，提高能源的利用率是值得企业和社会思考的个话题。在热能动力系统化学能转化为热能，热能转化为机械能和向环境中排放废热的过程中，存在着许多节约能源的潜力。

2 社会现象

随着社会的进步，科学技术的不断发展，油田工业发展规模正在不断的扩大，，同时，它也成为人们在社会发展过程中十分关注的重点。锅炉作为油田工业企业的基础设备之一，主要是通过燃料燃烧释放热量加热工质生产。当锅炉处于稳定运行的状态下，其热量输出与热量输入是处于平衡的状态，而由于锅炉内的燃料存在不完全燃烧，所输出的热量也不会全部用来生产蒸汽，这就使得锅炉输出的热量包含着有效利用热量和损失热量两部分组成。目前，油田工业锅炉运行状况较差，导致锅炉热效率较低，锅炉热效率值与其设计值相比相差较远，这就要求我们加大对锅炉热效率提高的研究，以使企业实现良好的经济效益和社会效益。

3、热能动力单元机组气温控制系统分析

锅炉在运行过程中，主要系统包含热蒸汽系统和再热蒸汽温度调节这两方面内容，这两方面内容有着各自的用途。一般情况下，温热蒸汽系统温度被控制在一个固定范围内，并按照每5摄氏度的幅度下降，此种情况下，就可以对热经济性稳定控制，保证发电厂经济效益。但是热能动力单元机组气温控制系统在使用过程中还存在以下几个方面难点：第一，热能动力单元机组在运行过程中经常会受到蒸汽负荷、燃料成分、火焰温度、减温水量、烟气侧过剩空气系数等诸多因素影响，造成内部温度出现不稳定情况，增加气温控制工作难度。第二，热能动力单元机组气温控制系统在运行过程中具有惯性强、延迟性大等特点，且在机组内部容量参数不断增加的背景下，内部蒸汽受热面积也逐渐变大，此种情况下，就会增加气温控制工作难度，造成严重的资源浪费。

4 锅炉热效率低下的影响因素

目前，石油工业锅炉热效率低下受到多方面因素的影响：排烟温度过高，导致排烟热损失较大;炉膛出口烟气含氧量不当，导致锅炉热损失;锅炉传热较差或长期运行使锅炉传热性能弱化，从而降低了锅炉热效率;锅炉内的负压过大导致漏风严重，降低锅炉热效率;锅炉的保温性能较差，导致锅炉热效率降低;锅炉的管线布置不合理，使流体流动阻力增大，造成热损失;火焰在锅炉炉膛内的位置不适宜，形成热损失，降低锅炉热效率。

5 脱硫脱硝技术的同时性

采用传统的脱硫脱硝技术存在很大的弊端，两个互不想干的设备分别进行脱硫脱硝，不但占地空间大、投资费用高同时也为工业带来不必要的浪费。因此，如何将脱硫脱硝同时进行，成为了工业界备受关注的问题。目前，这项工作并未得到广泛应用，正处于应用的研究阶段。这项技术的研究原理主要是通过燃烧，技术方式主要分为干法与湿法，在燃烧过程中，将脱硫技术与燃烧后的脱硝技术相结合，其中表现最为突出的是电子束照射法与脉冲等离子法，使这门技术在工业中得到广泛认可与应用。

6 锅炉入炉煤质在线监测与燃烧运行优化系统

目前国内火电厂入炉煤质的检测主要采用取样、称重等手段与方法，但采样分析结果由于严重的滞后性往往不能反映锅炉的实际入炉煤质，不利于锅炉的燃烧运行调整，影响锅炉运行的安全性和经济性。电站锅炉入炉煤质在线监测与燃烧运行优化系统CQMS采用先进的人工智能神经网络技术，利用电厂常规的煤质分析数据和锅炉运行历史数据，建立煤质在线监测数学模型，通过锅炉运行数据分析计算入炉煤质，实现入炉煤质的在线软监测，并进一步实现燃烧运行优化，在线指导锅炉燃烧运行调整。

7 回收利用锅炉废水余热的措施

在除氧器运行过程中，一般都会排放 大量的蒸汽，从而导致巨大的工质损失和热量损失，这样不仅对环境造成了极大的影响，而且还造成了能源的严重浪费，降低了工业的生态效益和经济效益。因此，在热能动力系统的设计过程中，应该进行相应的冷却器设置。在一般情况下，锅炉排放污水的方式主要是以连续排污方式和定期排污方式为主。其中，在连续排污方式中，由于在排污扩容器的作用下，二次蒸汽只有小部分得到了 回收，而大部分的蒸汽与污水的废热直接被浪费掉;而在定期排污中，污水在扩容器降压的作用下进行排放，在此过程中，造成大量的废水余热被浪费掉。由此可知，无论是连续排污方式还是定期排污方式，都会浪费大量的废水余热，并对环境造成了严重的不良影响。对此，工业为了保障污水的余热能够得到充分的利用，可以在锅炉的运行过程中，设置排污废热回收器。

8 目前热能动力系统的发展前景

节约能源，提高能源利用率已经成为了现目前行业领域中的重点课题。而热能动力系统的优化与节能改造技术对于工业生产而言，具有巨大的生态效益和经济效益。热能动力系统在节能改造的过程之中，采用先进的科学技术，合理调整系统结构，提高热能动力系统的运行效率，这不仅能够节约能源，降低工业生产成本，而且还保护了环境，实现了发展与生态之间的和谐统一。

9 避免进入锅炉风量过大

锅炉生成烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量，但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系，在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量，过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量使锅炉效率降低，正确监视分析锅炉氧量表和风压表，是合理配风的基础。

10、结语

在社会经济飞速发展的今天，能源和环境的问题也日益突出，所以必须要遵循可持续发展的理念。并且要在相关技术的支持下，更好的开发新能源，改进锅炉燃烧的基础。加强热能动力系统优化与节能改造，能够对工业锅炉产生的废烟.废水以及蒸汽凝结水的余热进行二次利用，这样不仅能够节约能源，提高能源的利用效率，还能够减少工业生产污染物的排放，保护了生态环境，达到节能环保的效果。

参考文献

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[2] 李智，电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究，东北大学，2005.2

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