热能动力系统节能改造研究
摘要
关键词
热能动力系统;优化与节能;研究;
正文
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。
一、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。
二、热能动力系统运行消耗大的原因
目前,发电厂多利用热能发电,为了提高能源输送效率、降低能耗,需要对相关系统进行改造。但是,在实际应用中存在很多制约因素:(1)电力用户分散、电压等级多,会直接影响电力生产过程;(2)热能设备需要更新,老旧热能设备无法适应现代发展需要,导致出现资源浪费问题。随着社会经济的迅速发展,发电厂的运行规模不断扩大,资源的浪费也日益严重。因此,有关部门必须对热能动力系统进行合理的优化与改造,确保达到节能优化效果。
三、热能动力系统节能改造措施
1.化学补水系统设计。发电机组是发电厂的主体设备,为确保机组的正常工作,必须采用化学补水系统。需要将凝结水补充到电容器或脱氧机,并在设备运行时对水温进行严格控制,如果水温较低,需利用设备提高水温,以保证凝结水的迅速流入。化学补水系统一般采用喷雾补水的方式,该作业方式可回收部分废气余热,从而改善冷凝器的真空状态。为了提升补水量,还可以使用低压加热器,使凝结水逐步升温,从而实现对高能蒸汽的控制。在化学补水系统的设计中,可应用水泵辅助冷凝器的热井进行补水,如果需要对锅炉上水,可以启动水泵、管道等进行补水。在正常工作状态下,可打开辅助泵的旁通阀,通过切断辅助泵,利用补水罐和凝汽器的压力差,实现自流式补水效果。可通过安装冷凝器补充水管,通过主、副两个调节阀调节冷凝器的热井水位。在正常工作状态下,需要根据热井位信息,通过主调节阀实现对水位的自动控制。在水位较低的情况下,应该打开主调节阀;在水位持续降低、水位信号告警的情况下,应在集控室迅速打开旁通辅助阀以增加供水。在热井水位较高的情况下,关闭阀门;在水位持续上升的情况下,打开高压排水调节阀,凝结水通过凝结水泵、除盐装置和升压泵送至补给槽,完成补水操作。
2.废烟余热回收利用。在室外排烟管路上增加烟一水换热装置,以实现废烟余热回收利用,通过生产高温热水(88~98℃),同时降低排烟温度,可提供主要的驱动能源。随后可采用2台余热制冷机取代原有的电冰箱来生产制冷剂。通过这样的优化改造,既可以保证环境质量,又可以大大降低系统的能源消耗,具体操作如下。(1)夏季:采用余热制冷机生产制冷剂,供空调、工艺及烟气降温(预留)。(2)过渡期:根据不同的冷量,自动启动对应的余热制冷系统和辅助设备,确保系统的正常工作。同时,还可采用余热水进行预热、加热和采暖。(3)冬季:采用烟气换热后的热水取代传统锅炉成为供暖热源。当室外的温度达到某一特定值时,可采用“免费”的冷却塔生产制冷剂,供工艺冷却和烟道进行再冷却处理。
3.废水余热回收利用。现有的自然循环锅炉主体的高温污水经膨胀罐后分两次排出,高热蒸汽通过管道排放到大气中,沿路在膨胀槽中生成的汽水混合物被排放到积水井中,无法再次使用。因此,为防止出现热量浪费的问题、合理提高能源的利用率,需要设计一种新型的废水余热回收利用系统。系统采用DCS控制、电动机构联锁和水自流式自动控制,构造简单,可在原有排放式水箱的基础上开发,既能解决高温污水的热回收和再利用问题,又能避免资源浪费。(1)系统构成。废水余热回收利用系统由定排扩容器、汽包、灰斗、第一室外集水井和室内集水井等组成。其中定排扩容器与蒸发器相连,定排扩容器上设有一旁通管路,旁通管路的一端与定排扩容器相连,另一端与第一电动门相连。第一电动门的另一端与直通空气管道相连,直通空气管道具有第二电动门。一条余热利用主管路与第二电动门和定行扩压器之间的空隙相连,在该余热利用主管路上设有第三电动门。第三电动门与第二户外集水井经由第一管道相连,第二户外集水井经由第二管道与室内集水井相连,室内集水井经由第三管线与第一户外集水井相连,第一户外收集井上余热利用回水母管相连,余热利用回水母管与四个灰斗设备并联。灰斗设备的组成包括1个供汽手动门、1个灰斗加热器、1个灰斗本体和1个手动回水门,供汽手动门的一端与余热利用主管路相连,另一端与安装于电除尘器灰斗本体外壁绝热的灰斗加热器相连。回水阀的一端与灰斗加热器相连,另一端与余热回水母管相连。(2)应用效果。1)系统采用DCS控制方式,通过增加管道和阀门,实现锅炉高温污水的在线利用。2)系统具有结构简单等优点,其中电气机械联锁依靠热控制信号确保系统的安全性和可靠性。
4.蒸汽凝结水回收利用。凝结水的回收收益高,但也存在问题:(1)凝结水汇聚点的压力不均匀,压差导致凝结水的回收系统无法正常工作,使前端设备的疏水性和热交换不足;(2)凝结水的质量存在问题,当凝结水含有大量铁离子时,不仅容易产生铁锈,还会使锅炉的腐蚀加剧,从而影响锅炉的正常使用效果。在锅炉水蒸气系统中投药,可将凝结水的含铁量降低到0.1mg/L。此外,如果凝结水的酸碱度、硬度、氯根等指标均达到供水要求,可使水质达到回收前的质量或更高。在锅炉的供水系统中,大部分水都是凝结水,用水处理装置生产的软水只可作为锅炉的补充水。锅炉蒸汽凝结水保护剂为液体,主要通过活塞泵注入锅炉的输水管或分汽缸的输油管线而流人管网。锅炉使用者要确保凝结水管路全部装满(凝结水水位必须在水箱水位以下),避免任何气体进入管道,如氧气,凝结水中溶解氧含量过高会造成腐蚀,从而缩短凝结水管线的使用寿命。在冷凝水进入供水池或凝结池之前,会经过旁通排水阀门和采样点,需定期对凝结水进行采样和检测,以及时发现系统渗漏,并采取相应措施处理,防止对供水造成的污染,达到安全、节能、降耗的运行效果。
总之,应该推进企业的有序管理和绿色生产,以提高企业的整体效益、满足人们的日常生活需要、促进企业的可持续发展。
参考文献:
[1]何萍.热能动力系统节能改造探讨.2022.
[2]杨红艳.发电厂热能动力系统优化与节能改造探讨.2020.
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