電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析方法的研究

摘 要：當(dāng)今世界，能源問(wèn)題已經(jīng)成為討論的熱點(diǎn)，隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人民的生活水平也逐漸提高，但是能源缺乏問(wèn)題也日益突出。對(duì)于電廠來(lái)說(shuō)，在節(jié)約能源減少損耗的眾多因素中，電廠熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)效益是最關(guān)鍵的因素，為了最大化地發(fā)揮熱經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，要對(duì)其進(jìn)行必要的研究和分析。文章正是對(duì)電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析方法的研究。

關(guān)鍵詞：電廠；熱力系統(tǒng)；節(jié)能

能源問(wèn)題向來(lái)是我國(guó)乃至世界關(guān)注的焦點(diǎn)性問(wèn)題，特別是我國(guó)，現(xiàn)在處于發(fā)展中國(guó)家階段，能源消耗異常嚴(yán)重。如今，能源短缺已儼然成為我國(guó)發(fā)展的阻力，因此，各行各業(yè)都急需采用一些節(jié)能措施，文章主要分析并探究了電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能的方法。

1 當(dāng)前存在的問(wèn)題

1.1 分析方法欠缺

當(dāng)前，分析系統(tǒng)工程的措施并不完善，數(shù)學(xué)工具老化，問(wèn)題較多，很少有人真正地鉆研系統(tǒng)節(jié)能的有效措施。如此種種，召喚著具有改革性和更加完善分析方法的到來(lái)。如今，計(jì)算機(jī)行業(yè)風(fēng)生水起，雖然目前已經(jīng)將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于熱力系統(tǒng)節(jié)能的分析，但是大多數(shù)情況下，采用的仍是原來(lái)的局部?jī)?yōu)化運(yùn)行方法，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新，因此還需努力改善分析方法。

1.2 研究具有局限

現(xiàn)如今，我國(guó)對(duì)電廠系統(tǒng)的研究方法基本如出一轍，完全缺乏創(chuàng)新，這種研究方法固然有比較穩(wěn)定、不易出錯(cuò)等好處，但也有局限性較大等弊端，這種局限性在一定程度上極大地遏制了我國(guó)對(duì)電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能方法的分析與研究，不利于我國(guó)的節(jié)能事業(yè)。

1.3 沒(méi)有深入挖掘

我們分析熱力系統(tǒng)時(shí)，重視從多個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分析，而忽略了對(duì)其中一個(gè)方面的深入研究。此外，我們還迫切需要恰當(dāng)?shù)墓?jié)能理論作為指導(dǎo)依據(jù)，通過(guò)一系列手段來(lái)改善和提高機(jī)組的運(yùn)行水平和能力。為了達(dá)到這一目的，在進(jìn)行實(shí)際研究時(shí)，要深入思考，確定合理的性能指標(biāo)，將系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合，建立起比較直觀合理的數(shù)學(xué)模型。

2 熱力系統(tǒng)計(jì)算方法

熱力系統(tǒng)的計(jì)算并不是簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)據(jù)的處理，它最終的目的是明確機(jī)組內(nèi)的各項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。熱力系統(tǒng)的計(jì)算方法非常多，要想正確分析機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，必須要選取合適的計(jì)算方法。事實(shí)上，各種計(jì)算方法都有自己的一套熱力學(xué)基礎(chǔ)，選擇的時(shí)候可以參考以下幾種方法對(duì)一些熱力學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行選擇：

2.1 常規(guī)熱平衡法

在改善發(fā)電廠系統(tǒng)時(shí)，要對(duì)熱力系統(tǒng)進(jìn)行合理有效的計(jì)算，在眾多熱力系統(tǒng)計(jì)算的方法中，常規(guī)熱平衡法是最為常用且重要的一種方法，在質(zhì)量與能量平衡時(shí)，計(jì)算實(shí)際熱力系統(tǒng)各方面的數(shù)值。首先運(yùn)算系統(tǒng)的變工況，然后確定汽輪機(jī)的膨脹過(guò)程線和系統(tǒng)參數(shù)。

2.2 等效熱降法

等效熱降法不同于其他方法，它通過(guò)分析機(jī)組內(nèi)功率的變化，進(jìn)而得出熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。另外，等效熱降法可以以自身的一些優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)別的熱力系統(tǒng)計(jì)算方法上的不足，從而完善整個(gè)熱力系統(tǒng)。

2.3 熵分析法

熵分析法可以作為評(píng)價(jià)過(guò)程的依據(jù)，來(lái)衡量過(guò)程的完善和改進(jìn)狀況。首先計(jì)算系統(tǒng)的熵平衡，其次確定影響熵產(chǎn)的因素，最后確定熵產(chǎn)與不可逆損失之間的關(guān)系。

2.4 火用分析法

火用分析法主題是以實(shí)用性為前提的一種熱力系統(tǒng)計(jì)算方法，如果采用這種方法對(duì)計(jì)算熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須要在結(jié)合實(shí)際的基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)熱力系統(tǒng)進(jìn)行全面深入的了解。

2.5 代數(shù)熱力學(xué)法

在眾多研究分析熱力系統(tǒng)能量的方法中，代數(shù)熱力學(xué)法是非常重要的一種方法。所謂代數(shù)熱力學(xué)法，就是用事件矩陣，描述各個(gè)子系統(tǒng)的能量關(guān)系，得到結(jié)構(gòu)矩陣，這個(gè)矩陣以整體的視角開(kāi)創(chuàng)了研究分析熱力系統(tǒng)的新措施。

2.6 循環(huán)函數(shù)法

循環(huán)函數(shù)法依據(jù)的熱力學(xué)基礎(chǔ)是熱力學(xué)第二定律，眾所周知，能量上的循環(huán)是不可逆的，因此，可以利用這點(diǎn)對(duì)熱力系統(tǒng)的熱循環(huán)進(jìn)行定量計(jì)算，進(jìn)而得出實(shí)際數(shù)值，這種方法的理論性較強(qiáng)，但只要原始數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，計(jì)算結(jié)果往往均與實(shí)際吻合。

3 熱力系統(tǒng)節(jié)能改進(jìn)措施

3.1 鍋爐排煙余熱的回收利用技術(shù)

所謂鍋爐排煙余熱的回收利用技術(shù)，就是聯(lián)合鍋爐排煙熱量和電廠熱力系統(tǒng)，通過(guò)電廠熱力系統(tǒng)，將余熱轉(zhuǎn)化為電能，這一過(guò)程是在汽輪機(jī)上進(jìn)行的，如此一來(lái)，不僅節(jié)約了能源減少損耗，也可以有效降低排煙溫度。裝置在鍋爐尾部的汽水換熱器是低壓省煤器，低壓凝結(jié)水通過(guò)其內(nèi)部。它的系統(tǒng)有兩種連接方式，即低壓省煤器在凝結(jié)水熱力系統(tǒng)中串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。低壓省煤器的水首先來(lái)自于低壓加熱器的出口，其次凝結(jié)水吸收排煙余熱，凝結(jié)水的溫度也隨之升高，最后通過(guò)低壓加熱器系統(tǒng)。一般情況下，使用低壓省煤器在凝結(jié)水熱力系統(tǒng)中串聯(lián)的方式比較理想，流經(jīng)低壓加熱器時(shí)有最大的水流量。低壓省煤器有確定的受熱面時(shí)，可以較好地吸收余熱，更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減損的目的。

3.2 化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)對(duì)一部分裝有抽凝汽式機(jī)組的火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)是一種必須的存在，如果沒(méi)有這一技術(shù)，它們將很難運(yùn)行下去，在利用這一技術(shù)時(shí)，完全可以采取一些措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)補(bǔ)充水主要以補(bǔ)入到除氧器中和補(bǔ)充到凝汽器當(dāng)中兩種方式進(jìn)入熱力系統(tǒng)，這里主要簡(jiǎn)述將化學(xué)補(bǔ)充水補(bǔ)充到凝汽器的一些節(jié)能措施?；瘜W(xué)補(bǔ)充水補(bǔ)充到到凝汽器中后，首先會(huì)進(jìn)行除氧，然后溫度會(huì)逐漸降低，當(dāng)其降到比汽輪機(jī)排汽溫度還要低時(shí)，完全可以在凝汽器的喉部加入一套能把補(bǔ)充水成為噴霧的裝置，然后再配合冷凝器，逐級(jí)回收廢熱，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

3.3 除氧器排汽以及鍋爐排污水余熱的回收利用

對(duì)于除氧器來(lái)說(shuō)，為了保障除氧功能，就一定會(huì)在工作時(shí)排出蒸汽，而蒸汽是具有壓力和溫度的，從而造成工質(zhì)和熱量的損失，為了達(dá)到節(jié)能減損的目的，要重視系統(tǒng)的回收和再利用。為了保護(hù)環(huán)境，減少不可再生能源的利用，要盡可能采取一切合理有效的措施，降低蒸汽溫度。為此，可以安裝余熱冷卻器，它可以吸收蒸汽余熱。對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，污水的排放量是不可忽視的，可以達(dá)到2%至5%，長(zhǎng)此以往，不僅工質(zhì)損失嚴(yán)重，而且污染嚴(yán)重。鍋爐排污的熱水溫度和壓力都很高，如果可以有效運(yùn)用，是一種不錯(cuò)的高級(jí)單熱資源，而利用排污擴(kuò)容器，可以回收利用一些工質(zhì)和熱量，節(jié)能環(huán)保，但是擴(kuò)容蒸發(fā)之后的污水仍有一定的溫度，如果不及時(shí)蒸汽并降低溫度就會(huì)對(duì)環(huán)境造成溫室效應(yīng)，為此，可以加裝排污水冷卻器，通過(guò)一系列化學(xué)過(guò)程冷卻污水，降低溫度，這樣一來(lái)，避免污染環(huán)境的同時(shí)，吸收利用污水熱量，將熱量轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的最大化，提高經(jīng)濟(jì)效益，一舉兩得。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前能源日益短缺的情況下，即使是電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)非常老練的發(fā)達(dá)國(guó)家也在時(shí)刻想著優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，而技術(shù)上相對(duì)不夠完善、資源消耗巨大的我國(guó)，更要不斷分析研究電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能的方法，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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