淺談熱電廠以及熱能與動力工程發(fā)展

冉維曌

【摘 要】隨著時代的發(fā)展，我國經濟穩(wěn)步有力的發(fā)展，近些年，隨著產業(yè)轉型升級以及節(jié)能減排的大力號召，國內熱電廠遭遇著前所未有的挑戰(zhàn)。我國正在向歐美等國家靠攏，大力發(fā)展清潔高效的可再生能源。為此我們不惜放緩甚至暫停較成熟的熱電廠的發(fā)展，但是同時，我國目前仍是世界上最大的發(fā)展中國家，所以目前我國是頂著經濟飛速發(fā)展和保護資源環(huán)境的雙重壓力。所以在我國未擺脫以熱電廠作為發(fā)電產業(yè)支柱的現(xiàn)狀前，繼續(xù)發(fā)展能源與動力工程清潔化發(fā)展迫在眉睫。

【關鍵詞】熱能與動力工程；清潔化發(fā)展；重要地位

一、引言

現(xiàn)階段，可開采的不可再生能源匱乏、優(yōu)質的清潔能源（頁巖氣、可燃冰）受開采技術的限制，新型能源利用效率低等成為了我國經濟發(fā)展以及能源利用轉型過程中最尖銳的問題。

根據國家發(fā)改委公布的《9月水電發(fā)電大幅增長，清潔能源增長持續(xù)加快》，2018年，受南方良好降雨的影響，9月當月，全國水電的總發(fā)電量有所顯著提升，因此火電發(fā)電量有所下降，這是自2016年6月份以來首次下降。

從2018年的1月到9月份，全國總發(fā)電量達到46891億千瓦時。其中火力發(fā)電總量為34525億千瓦時，占發(fā)電總量的73.63%；水力發(fā)電總量為8147億千瓦時，占發(fā)電總量的17.37%；剩余9%是核能、風能、太陽能等新型能源發(fā)電量。據中國工程院調查研究顯示，預計到2020年，火電事業(yè)將達到最高峰，占全國總發(fā)電量的75%左右；到2050年，火電占比將實現(xiàn)回落，占當時全國發(fā)電總量的60%；直到2080年火電才會失去電力行業(yè)支柱的地位。

二、論熱能與動力工程的重要性

自二戰(zhàn)以來，煤炭以及石油變成了主要的世界能源，但是煤炭石油都是不可再生資源，隨著時代的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)能源逐漸面臨著后續(xù)不足的尷尬局面，再加上日益嚴重的環(huán)境問題，越來越多人呼吁尋找研發(fā)新型可再生節(jié)能能源，更新傳統(tǒng)火力發(fā)電方式。

目前世界上200個國家共同面臨著能源問題。僅有少數(shù)非洲以及南美洲國家依然面臨著可利用能源匱乏的情況，大部分國家都在面臨著能源使用與環(huán)境保護相對立的問題。在世界環(huán)境問題上，我國不斷做出突破性的貢獻。為指導我國火電廠的改革，國家發(fā)改委印發(fā)了《關于印發(fā)燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實施方案的通知》，力求在清潔能源替代老能源、城市集中供暖、改進現(xiàn)有熱電廠鍋爐的落后技術、提高鍋爐用煤的品質4個節(jié)能減排途徑中尋找創(chuàng)新和突破，力求在正確的正確指引下，使我國熱電廠的對環(huán)境不造成過大破壞。

我國目前正處于經濟發(fā)展的持續(xù)發(fā)展階段，國內工業(yè)、農業(yè)、軍事等方面對能源的需求量極大。在目前新能源未成熟的情況下，熱力發(fā)電依然是發(fā)電形式的主體，由于目前發(fā)展的新型能源都存在一定的發(fā)展缺陷，在人類未掌握可控核聚變能源之前，化石能源的使用時比缺少的。所以傳統(tǒng)熱力發(fā)電的改革迫在眉睫。

三、熱電廠運用中存在的問題

（一）熱電聯(lián)產對電廠經濟性的影響

目前，火電工程主要用于三個發(fā)電廠：1純發(fā)電集團（例如邯鄲碼頭電廠）2純供熱集團（例如鐵西熱源廠）3熱電聯(lián)產企業(yè)（例如云寧熱電廠）。由于我國目前大規(guī)模實行集中供暖，取消小規(guī)模燃煤供暖的政策，熱電廠以及熱源廠承擔了目前城市集中供熱的重擔。但是由于受到“以熱定電”以及供熱半徑的限制，熱電廠無法采用大容量的熱電機組。眾所周知，火電機組的容量決定了能源的徹底使用程度。

（二）環(huán)境污染

我國工業(yè)燃煤鍋爐規(guī)模小，燃燒效率低，大約在60%到65%之間，較國際先進水平仍落后15%；2016年，在全國空氣污染物總排放量中，燃煤工業(yè)鍋爐年排放煙塵占33%，SO2占27%。熱電廠燃煤鍋爐耗煤量大，污染嚴重，并且熱電廠的排污煙氣中顆粒物濃度較高，其中包含的SO2、氮化合物對環(huán)境造成巨大的破壞。這違背了目前主張的工程環(huán)境倫理問題

（三）自動化程度較低

目前火電廠自動化程度較低，依然停留在人工處理加電腦輔助的模式，電廠的總控室里能夠顯示各級管道壓力溫度等基礎數(shù)據，其余情況與要依靠總控人員計算加上多年經驗判斷。目前熱電廠中依然通過人為操作處理的方式，在處理當中存在這不同程度的差異性，正因為震中人為操作的才一應影響了整體產出電的品質不高，由此引發(fā)了電能儲存方面的各種問題，會對熱電廠的生產產生了較大影響，并且會對居民用電的穩(wěn)定性產生較大的影響。

四、熱電廠運行過程中對應的解決辦法

（一）取消小型發(fā)電站以及電熱聯(lián)產企業(yè)

十一五期間，國家發(fā)展改革委員會、能源辦公室聯(lián)合發(fā)布了《關于加快關停小火電機組的若干意見》，意見中提出了逐步關停符合規(guī)定的燃煤（油）機組；對目前仍在使用的熱電聯(lián)產的機組實施實時在線監(jiān)測政策；推廣大中型熱電聯(lián)產機組，背壓型熱電機組；關閉小火電機組，集中精力建設大機組等實施方案。

總結來說就是，由于電力傳輸?shù)木€損較小，并網比較成熟（2018年全年線損僅占總發(fā)電量的8.6%）而熱源傳輸損失過大，經過幾個換熱站，能量流失嚴重。所以應將小型火力發(fā)電機組取締，建立大型聯(lián)合火力發(fā)電機組，解決化石燃料燃燒不充分等情況。并且應取消熱電聯(lián)產的形式，將在城市附近的小型火力發(fā)電站整改為專門的熱源場，采用就近供熱的方式，減少熱能在傳輸途中的損耗。

（二）煤炭清潔技術以及煙氣排放連續(xù)監(jiān)控

在煤粉制作之前，徹底清洗煤炭，將煤炭內的灰塵徹底清洗，并且要是用濕式或干式脫硫脫硝法，降低煤內的硫硝含量。在節(jié)約能源降低損耗方面，針對爐體本身結構優(yōu)化、增強爐內流動、各級傳熱的效能增強、使用新型的自動控制技術、改進燃燒設備等方面進行改革創(chuàng)新，開發(fā)煤種與煤質多變的節(jié)能新技術和機電一體化的新型高效節(jié)能產品；在污染物減排方面，降低煙塵、SOX、NOX等污染物排放的關鍵技術是發(fā)展的核心與關鍵，研究燃料處理、燃燒、脫硫和除塵設備以及優(yōu)化廢物處理技術，并且將鍋爐和鍋爐的外部結合起來，優(yōu)化爐膛的里部的處理過程，加強爐外清污處理工作，實現(xiàn)綜合除塵，脫硫脫硝的關鍵技術創(chuàng)新

建立煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)測鍋爐使用過程中產生的廢氣，包括測量出廢氣中包含的物質、廢氣的溫度、壓力流速等數(shù)據，建立完整的煙氣實時數(shù)據報告，由環(huán)保部門與電廠排放科聯(lián)合監(jiān)管，堅決杜絕不合格煙氣排入大氣。

（三）建立自動控制系統(tǒng)

目前水電站實行“無人值班，少人值守”的政策，絕大多數(shù)操作都在計算機上完成。在學科研究過程中，水電站及其運營技術與熱能與動力工程同屬于一級學科，但是水電站及其運營技術對本科自動化、電子技術的要求遠高于熱能與動力工程。應該在專業(yè)人員的學習過程增加自動化的知識，以便于專業(yè)人員自己建立一套適用于熱電廠的自動控制系統(tǒng)，以消除人為因素的存在的差異。

五、結語

電力系統(tǒng)始終是經濟發(fā)展的先鋒，隨著經濟的飛速發(fā)展，人們對于電能的需求日益增大。在接下來二十年里熱電廠依然會飛速發(fā)展，熱能與動力工程在電能生產環(huán)節(jié)必不可少。電力行業(yè)需要認識到熱能與動力工程的重要性，借助新興的科學技術，建立起智能化自動化新時代電廠

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