热能动力联产系统的节能优化设计探析

张连东

摘 要：近年来，我国的基础建设的发展迅速，能源问题备受人们的关注，为了缓解能源危机，更多的能源工程逐步开始实施，尤其是热能动力联产系统的应用，虽然实现了能量形式的转变，但其在系统的运行过程中却存在着极大的能量消耗与损失。为了适应当前可持续发展的要求，热能动力联产系统必须加以节能优化与改造。基于此，论文分析了热能动力联产系统的节能优化设计路径，对于提升热能动力联产系统的稳定、可靠运行具有重要的意义。

关键词：热能动力联产系统;节能优化;设计探析

引言

随着经济全球化和科技现代化的发展，农村城市化进程也开始加快，可利用资源匮乏，我们需要通过利用现代化技术开发出新型能源，以满足人民群众的需求。此外，随着汽车新能源行业的崛起，社会对电力的需求日益增大，电力供需面临着巨大的压力。所以我们需要创新科技，探索出新型技术，减轻电力供需的压力。因此积极研究电厂热能动力锅炉燃料及燃烧是必须的。

1热能动力联产系统运转现状

1.1阶梯型能源的利用

在传统的工业发展领域，热能动力联产系统运行时的理论基础是卡诺定量，在整个运行与转换过程中，由于对燃料化学能品位的利用十分有限，常常存在较大的技术与操作局限。在当前工业现代化的发展过程中，要实现热能动力联产系统的优势，需以传统理论为基础，加强各个品位之间的联系性，使得化学能品位可以与热能、自由能品位紧密联系，在关联品位的理论基础上，化学能可以通过对控制盒的转换联产，来达到集成性机理的目的。相关实践表明，集成性转换与能量品位转换之间存在着紧密的联系，这种联系使得二者在一定条件下能够实现耦合，将动力一侧与化工一侧全面整合。

1.2能源一体化利用

能量一体化利用同样是热能动力联产系统的核心理论，一体化利用主要是通过对能量与CO2的控制来实现的，采用的先污染后治理的理论。在热能动力联产系统的运行过程中，首先通过在热力系统中脱除流程尾部的方式，使得能量能够与CO2控制加以有效实现，达到良好的污染治理效果。能源一体化利用原理下，化学能的阶梯级状态使得CO2能够处于能耗分离状态下，实现了二者的充分融合，大大提升了能量的利用效率，CO2的排放量有所降低，热能动力联产系统运行时具有节能减排效益。

2电厂热能动力锅炉燃料

燃料的燃烧属于化学反应，燃烧需要经历两个过程，这两个过程就是点燃和燃烧。点燃指的是燃料的氧化反应瞬间加速;燃烧指的是氧化反应持续剧烈进行。燃料达到着火点后才能够实现燃烧。而对于气体燃料而言，原料达到着火点不一定能够点燃，它的燃烧也与空气中的自身占比有关系。燃料的燃烧离不开空气中的氧气，燃料和氧气充分接触下并且氧气充足，这样燃料才能够进行充分的化学反应即燃烧。对固体燃料来说，固体燃料燃烧的挥发性相对较差。在实际燃烧过程中，固体燃料的结构表面存在大量的CO2和CO。其燃烧方式有冒烟、蒸发、表面等。冒烟燃烧指的是燃料中的碳分子没有充分的燃烧，燃料的利用率较低;蒸发燃烧主要是将固体燃料融化成液体，再将液体形式的燃料进行蒸发转化成气体，将燃料气体与空气中的氧气进行混合后进行燃烧反应;表面燃烧一般在含碳量较高且容易分解和挥发的燃料中出现，换而言之，燃料中的碳分子与燃料表面的氧气产生化学反应，从而生成一氧化碳和二氧化碳燃料产物，生成的一氧化碳有助于燃烧，使燃料的燃烧更充分。其中当前我国火力发电普遍应用的燃料为煤炭，就煤炭燃料而言，其包含大量的碳氢氧等元素，碳元素的占比一般为50%～70%，其他氧氢硫等元素满足煤炭燃烧的需求，使煤炭能够充分的燃烧。电厂热能动力锅炉工作的过程中，需要保持良好的通风，良好的通风能够给燃料提供充足的氧气，使燃料发生充分的氧化反应，提高燃料的利用率。因此，对电厂热能动力锅炉的燃烧反应来看，燃烧反应主要为碳燃烧释放能量的过程。对气体燃料而言，其燃烧过程具有长焰、短焰和无焰三种燃烧方式。长焰燃烧方式主要是指在锅炉的烧嘴中，气体燃料并没有发生燃烧反应，待气体喷出烧嘴后与空气中的氧气进行接触，然后才会发生剧烈的燃烧，这时候就会出现较长的火焰;短焰燃烧主要是指在汽水中，气体燃料已经与少量的空气发生混合，待混合气体喷出烧嘴时，少量的燃料气体已经发生燃烧反应，其余未燃烧的燃料与空气进行充分的混合后进行二次燃烧，这样就会出现肉眼可视的火焰;无焰燃烧指的是燃料气体与空气在烧嘴中已经发生充分的混合与接触，但燃料喷出烧嘴后即发生剧烈的燃烧反应，因为其化学反应过于迅速，肉眼几乎看不到燃烧的火焰。

3热能与动力工程在节能降耗中的应用

从中国电厂目前的运行情况来看，要想在节能降耗工作中应用热能与动力工程，可以从废水余热回收利用、调频方案以及减少蒸汽损失等方面入手，减少能源转换过程中的损耗，真正达到节能降耗的目的。笔者结合多年从业经验，详细论述了热能与动力工程在节能降耗中的应用。

3.1选择科学合理的调频方案

在电厂运行过程中，要想实现节能环保，首先要从调频方案入手，为热能与动力工程在节能损耗中的应用提供辅助，以便能够尽快达到节能降耗的目的。想要制订科学、合理的调频方案，工作人员首先要掌握电厂的整体运行情况，了解电网运行频率，时刻调整电网运行机组的动态性能。在此过程中，还需要充分考虑电力系统外界实际负荷情况，确保电网频率能够正常运行，这样才能够为电网运行机组节能损耗提供保障。此外，在制订调频方案时，还需要在原调频方案的基础上，选择比一次调频难度低的二次调频，分别采用手动或者自动的方式进行调频。频率调速这种方式对于电厂运行而言，具有耗能少、效率高以及范围广等优点，对于电厂开展节能降耗工作十分有利。总而言之，工作人员想要选择科学、合理的调频方案，就需要从电网的实际运行情况入手，有效落实热能与动力工程的应用，提高电能生产效率。

3.2废水余热回收利用

針对电厂节能降耗工作，加强废水余热的利用。在除氧器设备运行过程中，如果直接排放蒸汽，可能会导致热能损耗。针对此现象，电厂可以借助冷却器降低热能损耗。此外，对于电厂排污工作而言，一般情况下电厂会采用定期、连续的方式排污，这时，可以采取扩容实施降压的方式，使得污水能够被二次利用。但是，在此过程中需要注意的是，如果污水回收利用率低，不仅会导致大量的废水余热被浪费，还极有可能对废水排放的周边环境造成影响。鉴于此，电厂的工作人员还需要对此技术的实施进行研究，以便能够存放余热，提高热能的利用率。

3.3完善热能损耗排查分析流程

在电厂运行过程中，要想清楚了解热能损耗现象，了解热能损耗源头，就需要排查热能损耗现象。在此过程中，工作人员要结合实际情况，不断完善热能损耗排查分析流程，以便全面掌握热能损耗现象。此外，电厂还可以根据生产活动的具体情况，构建完善的风险隐患甄别排查体系，解决生产活动中的热能损耗问题。电力人员在构建排查体系的过程中，可以充分借鉴以往电力生产活动的运行资料和实际运营状况等，达到有效控制热能损耗的目的。

结语

热能动力联产系统的节能优化设计是工业发展的必然趋势，可以充分实现资源与能源的利用。为了能够有效缓解我国的能源危机，更好地实现工业生产的可持续发展，需要加强热能动力联产系统的节能优化研究，坚持科学的设计原则和理念，增强热能的应用效果，在有效提高企业生产效率的同时，创造更大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]王卫华，肖娟.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧浅析[J].信息记录材料，2017，18（8）：77-78.