试分析热能动力系统的优化改造

胡耀志

中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 吉林长春 130021

人类文明的不断进步让能源的需求量和消耗量也飞速加剧，而经济的持续可观增长必须建立在环保与节能的基础之上，现阶段做好节能减排已成为国家宏观调控的重点工作。能源消耗的浪费和其巨大的需求量，导致了能源供给紧张，而发电厂作为传统能源的生产企业，需要做好本身节能工作，才能够既保证自身效益，又实现综合效益增长的目标和需求，这就给热电厂动力系统优化改造提出了新的要求[1]。

1 热能动力系统优化改造对发电厂的重要性

资源节约和科学合理运用能源可以提升发电厂热能动力系统的运行效率，并有效降低成本，而且能源是确保热能动力系统运行安全可靠的先决条件。现阶段我国大多发电厂热能动力系统中的能量转换对象为机械能和热能，通过从高温热源处获取热量，再在高温高压的条件下通过膨胀将循环的废热进行排除。这一环节中，高温热源主要来自于煤炭的燃烧，煤炭属于不可再生资源，在我国能源消费结构中煤炭占比高于70%，无论是对煤炭的燃烧还是废热的排放，其对能源的消耗和环境的污染都是十分严重的。通过对热能动力系统进行优化和改造，可以更好的从这一环节中提升能源的利用率，并大大降低废热的排放，对提升企业经济成本、增加企业运行效率以及节能减排都有着重要意义，是当前企业健康长足发展的重要基石[2]。

2 发电厂锅炉运行中的现存难题和不足

首先热能动力单元机组的运行会受到很多因素影响，比如，温度、燃料成分、蒸汽负荷、炉内空气系数等等，这些因素都会导致其运行出现不稳定，导致气温控制难度增加。其次是现阶段热能动力单元机组气温控制系统具有延迟性大且惯性较强的特点，再加上其内部蒸汽受热面积的不断增加，也会给其造成控制难度。除此之外，随着技术和工艺的不断发展，在燃煤锅炉生产中也有一定的应用。但就目前而言，很多新技术新工艺的使用还处于起步试验阶段，需要相关专业人员对其进行后续研究和跟进。

3 热能动力系统的优化改造路径

3.1 化学补水系统

抽凝式发电机是我国大多发电厂中最常见的发电机组，上面也提到这些发电机在生产运行中温度会对其造成重大影响，因此需要对该系统补充水分来对温度进行控制。化学补水系统节能设计可以大大提升热量的回收再利用率，通常是在除氧气或凝结器中加入化学水，在操作中需要注意控制水温，一般采用喷雾式补水、或者通过低压加热器等进行补水。通过化学补水可以使汽轮机的真空作业氛围得到创造，让其运行环境更加贴合需要，尤其是喷雾式补水方式还可以将排气废热进行一定的回收，改善凝结器真空状态[3]。

3.2 废水余热的回收利用

锅炉热能动力系统的除氧器在运行中会释放大量蒸汽，这就是所谓热损的形成，不但会给环境造成污染，还会造成能源流失、浪费。基于此可以在热能动力系统中增加冷却器进行优化。通过对凝结水进行回收利用可以在一定程度上节约用水并节约能源。除此之外，还可以通过蒸汽余热来取代原有的低压蒸汽，可以降低热能的损耗，实现节能减排[4]。现阶段在实际工作中通常采用背压回水式以及加压回水式两种方式进行蒸汽凝结水回收。加压回水方式的不需要进行配电，更加稳定可靠，被压回水方式则是对二次水蒸汽的回收利用更加有利，在实际应用中应结合当下情况进行合理选择或搭配。

3.3 废烟余热的回收利用

锅炉运行过程中排放的废烟温度极高，也属于二次能源，通过对此，回收利用可以降低能源浪费，并有效降低生产运营成本，提升发电厂运营的经济效益。节能器时也要根据企业实际情况和目的来进行相应的制定和选择，比如可以在锅炉的尾端设置低压省煤器，与热动能力系统相连接，并安置在最佳的引水地点，这样可以对锅炉废烟产生的余热进行充分的利用。从实际的效果来说，低压省煤器在安装过后，能够将废烟的温度将在25℃左右，提高了锅炉的使用率。对锅炉废烟的余热的回收主要包括有余热空气助燃和余热工件助燃这两种方式。但是由于预热工件会受到地点的限制，因此比较常用的方式是余热空气助燃，该方式具有十分显著的节能效果[5]。

4 结语

社会的发展和人们的生活生产都离不开能源消耗，尤其是工业生产对能源的消耗量最为巨大。绿色环保理念的不断深入也让工业生产中能源的回收利用率成为关注的焦点和研究的重点课题。高能耗生产型企业——发电厂，在过去的粗放式管理中已消耗了大量的煤炭资源，带给环境严重的影响，甚至对全球生态造成了污染。基于此，必须对生产运行环节进行全方位技术提升，从细节打造节能减排优化，将热能动力系统的运行过程进行节能改造，对废烟余热、废水余热等进行回收利用，实现节能减排、绿色生产。除了上文笔者提到的相关优化，还要重视热能动力联产技术，对发电厂热能动力系统进行优化节能改造工作，将燃气轮机锅炉系统、锅炉汽轮机高压系统等众多系统进行整合，真正全方位的降低热能动力系统能源消耗，保证热能动力系统在运行过程中始终处于一个低温热流状态，实现真正的高效节能。