发电厂热能动力系统优化与节能改造研究

摘 要：随着我国社会不断发展，人们环保意识逐渐增强，对于发电厂来说，热能动力系统的发电已经成为了主要发电形式，并且开始纷纷对以往的热能动力发电进行优化及节能改造，是为了提高能源利用率，降低环境污染，促进行业可持续发展。当前我国科技水平正在不断提升，发电厂热能动力系统先进程度也逐渐提高，这也标志着我国在热能动力系统优化及改造方面的技术储备越来越丰富，今后应该充分发挥这一技术优势，实现对发电厂整体运转生产的有效优化。基于此，本文也尝试对发电厂热能动力系统优化与节能改造措施进行了分析。

关键词：发电厂  热能动力系统  优化与节能  研究

电能是促进我国社会整体进步发展的关键能源，因此电能的供给情况一直受到社会广泛关注。当前我国社会经济水平不断提升，很多行业的发展规模都在不断扩大，这也对电能的供应量提出了更高要求，而随着我国社会的快速运转，能源紧张的局面逐渐凸显。从现阶段我国能源利用情况来看，技术问题与生态节能意识的缺乏已经明显制约了我国能源行业的健康发展，使得能源浪费成为了社会广泛关注的重要问题。我国想要实现可持续发展，必须促进生态发展与社会发展的高度统一。对于我国热电厂来说，其是能源消耗量巨大的企业类别之一，今后热电厂方面应该加大对热能动力系统的优化及节能改造力度，进而实现对能源的节约利用，这样才能保证电能得以长久稳定供应。

1 当前发电厂热能动力系统简介

发电厂热能动力系统的主要任务是将热能转化为机械能，然后利用热胀冷缩的原理，从热源处获得相应的能源，在高温条件的作用下会发生膨胀，并且排除循环过程中所产生的废热。从当前热能动力系统在发电厂应用的实际情况来看，热能系统的热量主要是通过矿物燃料以及化石燃料的燃烧而获得的，最为常见的则是煤炭燃烧获能。但是由于绝大多数燃料都属于不可再生能源，再加上矿物燃料燃烧过程中会对周围生态环境产生严重的负面影响，使得我国生态环境质量日益下降。也正是因为上述情况的存在，对节能减排、能源高效利用要尤为重视，这也是促进我国能源企业走向可持续发展道路的关键途径。热能系统在运转过程中会先将化学能转化为热能，然后再由热能转化为机械能，这期间会涉及多个环节，大多数环节都可以实现对能源的节约利用，进而提高能源利用率。因此，今后我国应该对热能动力系统的优化与节能改造进行深入探析，著力缓解当前我国能源紧张的局面，进而促进生态环境保护，实现生态发展与社会发展的和谐统一。

2 热能动力系统在发电厂的应用意义

对于我国的发电厂来说，其属于高耗能企业，在日常生产运转过程中，会涉及到多种具体问题，如能源短缺、资金短缺、生态环境污染等其中绝大多数问题往往都与发电厂运转能耗较高有直接关系。在当前可持续发展理念的全面指导之下，发电厂方面想要获得更为理想的经济效益与社会效益，应该对节能技术进行积极研发及应用，结合自身当前发展情况对原有的热能动力系统进行优化改造。可以看出，发电厂热能动力系统本身具有较为强大的节能潜力，如果对其进行合理优化改造，完全可以达到提高能源利用率的效果，同时也使得周围生态环境的压力得到了缓解。在发电厂生产实践过程中，通过对现代化技术的合理运用，可以提高整体生产效率，保证能源生产质量，这也是发电厂当前控制成本的重要途径。由此可以看出，热能动力系统在发电厂中的应用非常必要，对热能动力系统进行节能优化则是促进发电厂长期稳定发展的重要举措。

3 发电厂热能动力系统优化及节能改造措施

能源短缺及生态环境遭到破坏是当前发电厂发展过程中所面临的重要问题，如果没有对上述问题进行有效解决，势必会直接影响到发电厂今后稳定发展，因此，要对现有的热能动力系统进行节能优化，从而保证企业方面获得良好的经济效益。不难看出，在今后我国能源产业发展过程中，节能减排理念会对整个产业的发展产生重要影响，因此要积极吸收先进的科学技术来对当前能源利用现状进行改善，保证能源利用效率，这也是降低工业生产成本的关键。在当前能源供应日益短缺的紧张形势之下，发电厂方面在进行热能动力系统优化与节能改造操作时，应该从化学补充水系统节能技术、锅炉废水与废热处理技术、除氧器排气技术、蒸汽凝结水回收技术几个方面进行入手，从而使得发电厂的节能减排工作更加具有整体性，可以在发电厂生产运转的各个环节渗入节能减排理念，这也是促使发电厂运转发展体系逐渐完善的重要手段。毫无疑问，发电厂在长时间发展过程中，势必会遇到诸多技术方面、环境方面、政策方面的挑战，这就需要发电厂始终以系统优化及节能改造作为基本路径，确定具体的运转方案，从而促进自身长效发展。

3.1 运用化学补充水系统节能技术

当前，我国发电厂在运转过程中往往装有相应的抽凝式机组，可以对热力系统进行化学补水，主要体现为在凝器中补入化学水或者在除氧气中补充化学水。而在凝气中补入化学水是在除氧基础上实现的，与汽轮机排气温度进行比较会发现，如果补水温度较低，则需要增设相应的装置来促使凝结器中补充水可以以喷入的方式进入，这样才更有利于对排气时释放的废热进行回收利用。同时，在对低压加热器进行使用的过程中，化学补充水会被逐渐加热，在这一过程中也会将高位能的蒸汽量控制到最低程度，这是提升当前装置合理性及经济性的关键。整体来看，化学补充水系统节能技术，在发电厂热能动力系统优化及节能改造中的应用有教育理想的效果，且其应用范围正在不断扩展。

3.2运用废烟余热节能技术

矿物燃料燃烧过程中，锅炉排出的废气烟会产生余热，其属于二次能源，如果没有对这些二次能源进行合理开发利用，也势必会导致一定的能源浪费，尤其在废气烟温度较高的情况下，将其直接排放到大气层中，很容易造成大气污染以及生态环境污染。因此，发电厂的矿物燃料在锅炉中燃烧时，应该保证其整个燃烧过程中所产生的热能得到有效利用，同时也要注意充分利用高温肺炎的余热，这是降低对大气环境及周围生态环境污染的关键路径。今后再开展热能系统优化工作时，应该设置相应的节能器，或者直接安装低压省煤器，通常情况下，应将低压省煤器安装于锅炉末端，这样一来便可使废烟的温度明显降低，从而使得燃料在锅炉中燃烧时所产生的热量得到了更为充分的利用。在对锅炉废烟余热进行回收时，会利用预热空气及预热工件，但这一操作往往会受到场地限制，因此一般情况下要避免应用预热工件。对于锅炉废烟余热处理技术来说，其在实际应用过程中还体现出了成本较高的特点，因此发电厂方面在考虑是否应用此项节能改造技术时，应该充分结合当前自身运转发展实际情况，以此作为出发点来实现对能源及资源更为合理的开发利用，这样才能使发电厂运转发展实现经济效益与社会效益的有机结合。

3.3运用除氧器排气与锅炉废水余热回收技术

除氧器在运行过程中会排放一定量的蒸汽，这也导致了热量损失情况时有发生，不利于发电厂节能生产。因此，在进行热力系统设计过程中，应该设定相应的冷却器。由于锅炉在运行过程中所应用的主要排污方式为定期排污、连续排污两种，因此要对这两种排污方式的具体运转形式及效果进行分析。对于定期排污来说，其排出的污水会在扩容降压的条件下进行排放，这一过程也会导致一定量废水余热被浪费;而对于连续排污方式来说，一会在二次蒸汽排污扩容器的作用下实现部分热量回收，按其回收部分较小，并且在排放过程中所产生的蒸汽及污水的废热，则会被直接浪费。由此可以看出，当前我国大部分发电厂所应用的锅炉排污方式往往很容易导致污水热被浪费，同时也对周围生态环境产生了负面影响。针对这一现状，今后发电厂应该对锅炉废水排放模式进行一定改进，保证锅炉所排放出的污水余热可以被有效回收，这也是降低锅炉内部燃料燃烧热量损失的关键。同时，为了可以使当前扩容条件下的污水得到更为充分的利用，还应该增设相应的排污冷却器，这样不仅可以使运行过程中的能源利用效率得到有效提高，同时也进一步增强了能源节约效果。

3.4 运用蒸汽凝结水回收技术

对于当前我国的发电厂来说，其在日常运转生产过程中，蒸汽热力扮演的重要角色，在电能生产过程中，蒸汽会释放出大量的热能，而一部分蒸汽会以凝结水的形式呈现，凝结水中也蕴含着一定热量，而这部分热量往往没有得到有效利用。可以看出，当前发电厂蒸汽凝结水中的热量占蒸汽总热量的25%～30%，如果可以对这一部分热量进行合理利用，不仅可以使工业用水更为节约，同时也有效节省了燃料能源。因此，今后发电厂应该对蒸汽系统进行节能改造，将对蒸汽余热的提取及利用作为主要改造目标，并且尝试以蒸汽余热代替低压蒸汽，从而使得凝结水中的余热可以得到有效利用，这也是降低当前低压蒸汽能耗的关键路径。由于发电厂在生产过程中会产生较多的蒸汽凝结水，因此想要实现对蒸汽凝结水中的余热进行有效回收，应该先确定凝结水回收方式。目前来看，常用的蒸汽凝结水回收方式主要分为两种，即加压回收及背压回收。对于加压回收来说，主要是利用气动凝结水加压泵来对凝结水进行加压输送，对于此种方法来说，其在实际应用过程中体现出了良好的稳定性，并且适用范围较广;而对于被压回收方式来说，其主要是借助了疏水阀被压来对水蒸气以及凝结水进行输送，对于此种方式来说，其保证了回收凝结水及二次水蒸气的利用效率，这也使得其节能效果更为理想。可以看出，用方法在实际应用过程中都体现出了一定现实意义，不仅可以实现对能源的有效节约，同时也直接控制了废气及废水的排放量。今后，还应该注意对蒸汽凝结水回收利用技术进行更为深入的研究，从而保证发电厂的运行生产与当前节能减排政策要求相符合，这样才能使发电厂企业的综合效益得到持续增长。在新时期背景之下，我国发电厂开始积极应用诸多节能措施，但整体效果并不十分理想，归根结底，导致这种现象的主要原因与发电厂仅对装置设备进行优化改造有直接关系，这也使得很多发电厂并没有真正关注整个系统的联合运转情况，没有实现对系统的整体性改造。将热能动力联合技术应用到发电厂整体生产运转中，可以有效兼顾系统运转的整体性，目前最为常见的联产方式包括蒸汽动力联产、燃气轮机联产。对于蒸汽动力联产方式来说，其是以锅炉汽轮机高压系统为核心组成部分，将其与燃气轮机锅炉系统进行结合，此种联产方式更加具有系统化特征，尤其对于我国一些大型发电厂来说，其日常能耗较高，应用此种联产方式可以有效降低企业能源消耗;而对于燃气轮机联产方式来说，其主要是对热能动力系统进行优化，可以在温度热流较低的情况下对其进行有效加热，从而使得能源利用更为合理。

5 结语

综上所述，随着我国社会的不断发展，城市化发展进程不断加快，人们对于能源的需求量越来越大，尤其对于电能来说，其是促进我国多个行业稳定发展的关键能源，这就需要我国发电厂在进行电能生产时，秉持着可持续发展原则，进而保证电能供应稳定。目前，由于我国能源开发力度不断加大，这也使得能源紧缺成为了普遍性问题，发电厂方面在对热能动力系统进行应用时，也应该始终将系统优化与节能改造作为重点工作内容，这是促进企业长远发展的主要路径。在进行发电厂热能动力系統优化及节能改造的过程中，需要对当前热能动力系统运转及应用原理进行全面把握，要充分考虑到自身生产过程中对能源的实际需求情况及生态环境受破坏程度，要在保证能源利用高效性的前提下，实现对生态环境的有效保护。今后，发电厂应该积极开发相应的热能动力系统优化与节能改造技术，尤其要注意对现有的蒸汽凝结水技术、锅炉废烟余热回收技术等节能技术手段进行不断优化完善，通过引进先进科学技术的方式来促进电厂经济效益的整体提升。同时，发电厂方面还应该始终兼顾到生态效益与经济效益的平衡，只有保证生态效益，才能促使发电厂获得长久、稳定发展的动力，这就需要发电厂方面有极强的生态环保意识及执行能力，从而保证我国电力能源供应的稳定性、高效性，这也是我国社会整体发展的重要保障。

参考文献

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作者简介：朱姗（1990—），女，硕士，工程师，研究方向为能源管理。