熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化剖析

宋曉暉范麗娟

（甘肅銀光聚銀化工有限公司　730900）

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化剖析

宋曉暉范麗娟

（甘肅銀光聚銀化工有限公司730900）

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一項重要的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，被廣泛的應(yīng)用在火電廠中，在生產(chǎn)運營過程中該系統(tǒng)需要大量的燃料，二氧化碳排放量巨大，為了進(jìn)一步提高熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和能源利用率，應(yīng)積極采取科學(xué)合理的技術(shù)措施，提高熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性，最大程度地節(jié)約能源，降低污染。本文簡要介紹了熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，分析了熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略，以供參考。

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)；節(jié)能優(yōu)化

近年來，我國經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，各個領(lǐng)域的能源消耗量與日俱增，當(dāng)前我國積極推行節(jié)能減排，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能耗問題引起社會各界的廣泛關(guān)注。在實際應(yīng)用中，應(yīng)熟練掌握熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識，采用現(xiàn)代化的節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化和改進(jìn)熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運行，減少二氧化碳排放量，提高各種能源的利用率，推動熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1　熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)概述

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要是按照階梯型要求，充分利用綜合能和化學(xué)能，實現(xiàn)了一體化二氧化碳控制，在發(fā)展研究過程中，以傳統(tǒng)熱力循環(huán)理論為基礎(chǔ)，利用卡諾定量，使燃料品位轉(zhuǎn)換為熱能品位，整個過程中幾乎沒有化學(xué)能源品位，因此這種聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用操作適應(yīng)性較差。為了解決這個問題，專家學(xué)者基于傳統(tǒng)理論知識，建立自由能、燃料化學(xué)能和熱能之間的關(guān)系[1]，根據(jù)這種關(guān)系科學(xué)解決轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)聯(lián)產(chǎn)集成原理。經(jīng)過大量實踐和實驗，分析出能量轉(zhuǎn)換通過某種耦合關(guān)系反映到組成轉(zhuǎn)換，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成的核心是化工能和動力能整合，通過階梯利用各種能量可實現(xiàn)這種集成。同時，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)一體化CO2控制和能量轉(zhuǎn)換，對于當(dāng)前很多火電廠先污染后治理的問題，傳統(tǒng)熱力系統(tǒng)主要是在系統(tǒng)后期流程中進(jìn)行脫硫處理和煙氣除塵，但是這種治理效果較差，為了有效改善這種現(xiàn)象，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中重點在于運用階梯級化學(xué)能分離污染物，減少二氧化碳，全面提高能源利用率，一方面改善了先污染后治理的現(xiàn)象，另一方面運用現(xiàn)代化分離技術(shù)，使氫氣和燃料有效分離[2]，實現(xiàn)二氧化碳的回收利用。熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的二氧化碳控制和能量轉(zhuǎn)換利用可確保氣體合成的合理性，優(yōu)化利用各種化工合成產(chǎn)品，降低能源損耗。

2　熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略

2.1提高供熱蒸汽利用率

當(dāng)前我國火電廠鍋爐主要采用噴水降低溫度的方式，通過快速噴水，高熱能不斷減少變?yōu)榈蜔崮?，高熱蒸汽下降到低熱蒸汽然后傳遞到熱力用戶端，整個過程造成大量熱量浪費。同時，供熱蒸汽溫度過高有助于提高鍋爐燃料的燃燒率，減少能源浪費和熱量損耗，利用特殊裝置將供熱蒸汽的熱量傳輸?shù)綗崃ο到y(tǒng)中，實現(xiàn)過度熱量轉(zhuǎn)換和能源再利用，提高供熱蒸汽利用率，一方面有效減少燃料浪費，實現(xiàn)供熱蒸汽過熱度循環(huán)再利用，另一方面提高背壓機(jī)和凝器機(jī)組的運轉(zhuǎn)效率和熱循環(huán)效率，提高火電廠的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2引進(jìn)化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)

傳統(tǒng)民用鍋爐在實際應(yīng)用中，和熱動系統(tǒng)相連接的抽凝式機(jī)組需增設(shè)凝汽器和除氧器，而引進(jìn)化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)，可實現(xiàn)良好的除氧效果。鍋爐運行過程中，為了保障汽輪機(jī)真空性能，進(jìn)一步提高回?zé)峤?jīng)濟(jì)效益，在凝汽器上增設(shè)一特殊設(shè)備，該設(shè)備使化學(xué)補(bǔ)充水轉(zhuǎn)換為霧態(tài)[3]，然后進(jìn)入凝汽器，產(chǎn)生較好的高位能蒸汽量，并且有效提高了汽輪機(jī)運行效率。

2.3應(yīng)用蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)

蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，利用蒸汽節(jié)能優(yōu)化技術(shù)，減少低壓蒸汽，充分利用蒸汽凝結(jié)水余熱，這種蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)可有效減少蒸汽能量損耗，提高了蒸汽凝結(jié)水利用率，實現(xiàn)了節(jié)能效果。結(jié)合熱能動力聯(lián)產(chǎn)相關(guān)要求，優(yōu)化凝結(jié)水管網(wǎng)設(shè)計，采用現(xiàn)代化前沿加熱分散回收技術(shù)，在加壓輸送蒸汽凝結(jié)水過程中，確保凝結(jié)水管網(wǎng)和換熱器的安全、高效運行。回收蒸汽凝結(jié)水可利用加壓回水和背壓回水方式，加壓回水是對蒸汽凝結(jié)水通過氣動加壓泵設(shè)備進(jìn)行加壓輸送，該回水方式被廣泛的應(yīng)用在蒸汽凝結(jié)水壓力相對較小、蒸汽凝結(jié)水分散、溫度低的系統(tǒng)中，并且加壓回水系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。背壓回水系統(tǒng)在應(yīng)用中，以蒸汽凝結(jié)水和閃蒸汽輸送回水點為疏水閥背壓[4]，適合應(yīng)用在回水背壓低而加壓熱蒸汽量大的設(shè)備中，實現(xiàn)了閃蒸汽的二次利用，極大地提高了蒸汽凝結(jié)水回收利用價值，但需要注意背壓回水適應(yīng)性較差，必須保證疏水閥的使用性能和完好率。另外，優(yōu)化氣動加壓泵設(shè)備，應(yīng)用過程中不用進(jìn)行配電，采用有效防護(hù)技術(shù)，提高其防爆性能。

2.4回收和利用鍋爐排污水余熱

火電廠鍋爐污水排放可分為兩種：定期排污和連續(xù)排污，當(dāng)前大部分鍋爐都設(shè)置了單級排污系統(tǒng)，在運行過程中處理排放的污水，單級排污系統(tǒng)在應(yīng)用中，若定期排放，需先進(jìn)行擴(kuò)容降壓處理，然后再排放污水；若連續(xù)排污，必須設(shè)置排污擴(kuò)容器，回收少量蒸汽，最后再對排污熱水進(jìn)行處理。因此單級排污系統(tǒng)無論是采用定期排污方式，還是連續(xù)排污方式，會浪費大量水資源，造成巨大熱量損失，嚴(yán)重污染自然環(huán)境。為了節(jié)約水資源和蒸汽熱量，保護(hù)自然環(huán)境，對于鍋爐排放的熱水應(yīng)提高其利用率，在鍋爐熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中增設(shè)廢水廢熱回收裝置，然后安裝排污冷卻器，實現(xiàn)對擴(kuò)容水的循環(huán)回收再利用，一方面提高鍋爐的運行效率和經(jīng)濟(jì)效益，另一方面節(jié)約大量的水資源和熱能。

2.5回收和利用鍋爐排煙余熱

近年來，我國能源形勢愈加緊張，各個領(lǐng)域的能源消耗巨大，給自然環(huán)境造成不可彌補(bǔ)的傷害，在倡導(dǎo)節(jié)能減排的大背景下，各種節(jié)能技術(shù)、節(jié)能設(shè)備不斷涌現(xiàn)，在鍋爐節(jié)能方面取得了良好的效果?；痣姀S鍋爐運行過程中排煙溫度高達(dá)220℃，煙氣中帶走大量熱量，若能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐排煙余熱的回收再利用，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，還能節(jié)約大量能源，達(dá)到節(jié)能目的。在實際應(yīng)用中，實現(xiàn)鍋爐排煙余熱的回收利用，應(yīng)對鍋爐進(jìn)行改造，在鍋爐上增設(shè)節(jié)能器，使煙氣余熱輸送到熱能動力系統(tǒng)中，實現(xiàn)循環(huán)利用，并且將低壓省煤即安裝鍋爐尾部進(jìn)，連接熱能動力系統(tǒng)，合理設(shè)計引水位置，確保鍋爐排煙過程中快速回收余熱，提高鍋爐的節(jié)能性。當(dāng)前，我國火電廠回收和利用煙氣余熱主要利用預(yù)熱空氣助燃和預(yù)熱工件兩種方式[5]，預(yù)熱空氣助燃主要是在鍋爐加熱爐上設(shè)置助燃機(jī)，加強(qiáng)鍋爐的燃燒，提高燃料的利用率，并且空間占用面積相對較小，還獲得良好的節(jié)能效果；預(yù)熱工件在實際應(yīng)用中，雖然也可實現(xiàn)良好的節(jié)能效果，但是占地面積較大，不適合應(yīng)用在作業(yè)空間較小的熱能動力系統(tǒng)中。為了進(jìn)一步提高熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能性，應(yīng)結(jié)合實際情況，具體問題具體分析，選擇最佳的煙氣余熱利用方式，提高熱能利用率。

3　結(jié)束語

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能勢在必行。當(dāng)前人們主要通過分析熱能動力系統(tǒng)現(xiàn)狀，有針對性地采用新技術(shù)或者進(jìn)行節(jié)能改造來節(jié)約能源，提高系統(tǒng)運行效率，但是這種方法具有較大局限性，因此在未來發(fā)展過程中應(yīng)加大對熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研究，積極采用多種現(xiàn)代化節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)備，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性。

[1]關(guān)連松.火電廠熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能改革解析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，36：92～93.

[2]王昱程，陳澤糧.熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，17：45.

[3]鞠志剛.熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能改革[J].有色金屬文摘，2015，02：35～36.

[4]金啟軍.火電廠熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能改革問題分析[J].有色金屬文摘，2015，02：42～43.

[5]許云峰.熱能動力聯(lián)產(chǎn)及其系統(tǒng)優(yōu)化分析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013，06：288～289.

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2015-9-21