热能动力系统优化节能改造

期刊: 环球科学 2023年第10期 DOI: PDF下载

孟繁明

华电电力科学研究院有限公司

摘要

随着工业生产力的不断提高和人民群众生活品质的不断提高,社会对电能的依赖性也在不断增强。本文将优化发电厂中的热能动力系统作为切入点,首先对热能动力系统展开了简要的介绍,接着对热能动力系统构建的必要性进行了剖析,接着对热能与动力工程在发电厂中的具体应用进行了分析,最后给出了对热能动力系统进行优化的有效策略。


关键词

电力能源;热能动力;节能改造

正文


近几年来,世界各国都在为资源的消耗和环境的污染而苦恼。在这种情况下,“先开发后管理”的传统发展模式正在逐步退出历史舞台。全世界都在大力推进可持续发展,而电厂作为一种可以为全球社会提供足量电能的工厂,在方便人们生活的同时,也会对环境造成一定的危害。虽然目前国家提倡开发风能、核电、潮汐能等环保能源,但目前我国的电力能源来源仍以火力发电为主。

 

1热能动力系统的基本概述

火力发电主要是利用一些化石燃料或者焚烧垃圾来获得相应的内能,并通过发电动力转换装置来产生电力能源,其主要过程是:从燃烧化学能转变为蒸汽动能,再到机械能的过渡转换,最后生成电力能源。鉴于目前火力发电厂普遍存在着燃料不完全燃烧的问题,造成了我国乃至世界范围内对矿物燃料的资源浪费。同时,在燃料燃烧的过程中,还会释放出一些SO2、CO2等气体,这些气体对大气造成了一定的损害,对环境造成了一定的污染。由于受装置自身性能的制约,我国及世界范围内的发电站普遍存在能源转换效率不高的问题。

2热能动力系统建设的必要性

2.1设计技术的优越性

我国火力发电厂应首先对工程系统设计中采用的各种技术指标进行有效度量,并与国际工业标准进行比较。同时,还应对热能动力系统中涉及的各类机械设备与设备组合方式进行性能评估,以保证整个系统在后期运行中具有较高的维修可能性。也就是说,在未来的投入使用过程中,火电厂的热动力系统必须要保证自己的技术水平,并且要有足够的自保能力。所以,火电厂在引入先进技术和观念的时候,一定要对自己单位的技术水平进行全面的考虑,不能一味地追求技术先进性,而忽视了后期的维护能力。

 

2.2经济效益的重要性

在获得一定的效益后,火力发电厂才会考虑继续增加热能发电系统的投资。若电厂采用这种方式,其经济效益达不到标准,则会造成资源的浪费。所以,在考察建设项目的时候,发电厂的领导层要先讨论一下建设成本和设备成本,应该在一个科学、合理的资金预算范围内,来选择发电设备。在热能发电系统进入运行阶段后,如何提高其运行效率和改进其运行品质是亟待解决的问题。当效益远大于维护成本和损耗成本时,则可考虑设置这样的工程系统。

3热能与动力工程在发电厂中的具体应用

3.1降低调压调节的损失

调压调节,其最大的优点是可以提高机组的稳定性和适应性,并且可以有效地提高机组为整个电厂带来的经济效益。同时,电压调整也能为热能发电系统的运行提供切实有效的工况。该方法存在的缺点是:在大负荷工况下,运行于动叶栅内的蒸汽将发生能量转化,导致汽轮机余速损失、排气损失及爆炸损失等问题。这种损失在调节过程中普遍存在,表明机组运行的总体经济性在持续下降,其根本原因并非单纯的人为误差和系统故障,而是其运行机理所致。发电站的员工必须主动地进行压力调整,以研制出更具科学性的产品来减少能源损失。为了降低热能和电力工程的损失,应该对电厂生产过程中的调节损耗等问题进行深入研究,并在实际工作中采用具有更高科技水平的新产品,以提升电厂热能和电力工程的使用效率。

3.2科学利用重热现象

经过大量的实验,专家及技术人员得出了重热系数一般为4%~8%的结论,并认为重热系数愈大愈好。火电系统具有较高的效率,每个电厂都要根据自己的具体情况,对地区内的重热系数进行合理的选择,在确保发电量的同时,逐步提高热能与动力工程的操作技能。其中,同步装置的作用主要有以下几个方面:在单台热发电系统中,常需提高整个装置的总速度至预定值。在负载足够的情况下,系统应维持一定的运行速度,以保证网频基本恒定。

4热能动力系统的节能改造措施

在火电生产中,由于高品质的煤炭被用在其它高附加值的产业上,因此,火电厂所用的煤炭大部分都是低品质的。质量差的燃煤不但没有足够的动力,还会引起锅炉的不稳定燃烧,降低了能源的利用。由于设备老化,漏热和漏风等原因,不能充分发挥煤的最大利用率。为此,应从三个方面对燃煤电厂进行节能改造。

4.1废烟气的余热回收技术

锅炉烟气的高温可达到200℃以上,作为二次能源,其直接排放并未被有效利用,造成了极大的能源浪费。在“节能减排”的大背景下,提高锅炉的效率,减少锅炉的污染,加强对锅炉高温烟气的综合利用,是当前我国企业面临的一个重大课题。在实际应用中,可以将锅炉运行中产生的这一段烟气的废热用于热力系统的回收,同时,在锅炉的尾部设置一个低压省煤装置,并将其连接到热网的最佳取水点,从而使锅炉的烟气废热得到最大程度的利用。安装低压省煤器不仅可以降低烟气的整体温度,还可以有效地提高热能动力系统的利用率,既可以节能又可以提高企业的经济效益,又可以降低环境污染。利用锅炉烟气中的余热,可分为两种途径,一种是对工件预加热,另一种是助燃烧预加热。因预热工件常受到作业场所的制约,目前对锅炉烟气废热的研究多以预热空气作为辅助燃料,并将其放置在加热炉上方,强化了锅炉的能量燃烧,实现了资源的有效利用,其综合节能效果十分明显。

4.2锅炉废水的余热回收技术

在热动力系统中,连续排放和周期性排放是两种主要的排放形式。在常规排出的情况下,可以扩大容积,降压后直接排出,使废液和余热直接排出,浪费;在连续排水条件下,排水扩口所能回收的二次蒸汽很少,而大量的废热、蒸汽会直接排出,造成浪费。为了节省资源,使废水中的废热得到最大程度的利用,可以在锅炉上加装废热回收设备,对废水中的废热进行回收,使废水中的废热得到最大程度的利用。

4.3蒸汽凝结水回收技术

在工业生产中,需要消耗大量的能量及工业用水来产生蒸气热。但是,在实际应用中,废热蒸汽释放后生成的冷凝液往往是废热,其中约1/4的热能来自废热蒸汽。若能将其完全利用,不仅能减少工业用水,也能大幅减少燃油消耗。由于采用水蒸气冷凝水回收技术,可以用冷凝水的余热代替低压蒸汽,并利用冷凝水的余热来达到节能目的。其中,加压回水和反加压回水是两种最重要的凝结水回收方法。其中,背压回水主要是以疏水阀的背压为主要动力,实现凝结水和水蒸汽的传输,这种回水方式可以明显地提高水蒸汽的利用率,从而达到节能环保的目的。

结语:

进入21世纪后,我国电厂在运营方面取得了崭新的进展,目前电厂正致力于将资源节约和环境保护的理念付诸实践。要全面达到节能目的,必须对热发电系统的能耗进行多角度的控制。对于热电厂这一类型的企业,领导阶层需要制定相应的政策来保证热电厂的平稳运转,使其更好地发挥余热的作用,从而提高能源转换效率。

参考文献:

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[4]杨超.发电厂热能动力系统优化与节能改造探讨[J].科技创新与应用,2018(20):145-146.

 

 


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