熱能動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能改造設(shè)計(jì)

呂小婷

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求也越來(lái)越大，這使得節(jié)能減排成為宏觀調(diào)控的重要一環(huán)?？紤]到經(jīng)濟(jì)發(fā)展不能建立在大量消耗資源基礎(chǔ)上，因此建立以生態(tài)為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式就顯得極為必要了。本節(jié)探討了鍋爐廢氣余熱的回收和利用，論述了余熱回收和廢水利用、蒸汽冷凝液回收和利用等火電廠優(yōu)化節(jié)能改造措施，希望能夠?yàn)闊崮軇?dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能改造提供理論上的支持。

【關(guān)鍵詞】熱能;動(dòng)力系統(tǒng);節(jié)能改造

能源是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力。隨著我國(guó)社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人們的能源消費(fèi)也在逐步增加。但在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭占70%以上，我國(guó)能源需求的不斷增長(zhǎng)和不合理的消費(fèi)導(dǎo)致了能源短缺，這部分說(shuō)明了我國(guó)能源利用效率低下的現(xiàn)象仍然存在，這就要求我們?cè)诂F(xiàn)有能源的基礎(chǔ)上優(yōu)化能源體系，并進(jìn)一步發(fā)展節(jié)能技術(shù)。

1熱能動(dòng)力系統(tǒng)概念介紹

熱力系統(tǒng)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從高溫?zé)嵩粗蝎@取熱量，在高溫高壓下產(chǎn)生膨脹，并從循環(huán)中排出余熱的系統(tǒng)。眾所周知高溫主要來(lái)源于煤等化石燃料的燃燒到墻體的生產(chǎn)，然而許多燃燒的礦物原料都是不可再生的資源，而化石燃料的燃燒會(huì)對(duì)環(huán)境造成重大的污染與破壞，因此節(jié)約能源和提高能源利用率是一個(gè)值得企業(yè)和社會(huì)思考的問(wèn)題。在企業(yè)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、將廢熱釋放到環(huán)境中的過(guò)程中，存在著許多節(jié)能上的潛力，這就需要企業(yè)加強(qiáng)熱能系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)分析改造，提高資源利用率、降低資源消耗壓力、減少污染物排放、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，構(gòu)建生態(tài)導(dǎo)向型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

2熱能動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造方案

2.1鍋爐廢煙余熱回收利用技術(shù)

鍋爐內(nèi)廢氣的溫度通常高達(dá)200℃，其余熱屬于二次能源，在很多情況下唄直接排放因此沒(méi)有得到充分利用，造成了重大能源浪費(fèi)。因此可以說(shuō)，節(jié)能減排政策對(duì)環(huán)境保護(hù)的主要作用表現(xiàn)在提高鍋爐效率、減少鍋爐排放、加強(qiáng)高溫廢氣的充分利用等方面，這是工業(yè)生產(chǎn)所必須重視的問(wèn)題。在工業(yè)生產(chǎn)中，可由專(zhuān)門(mén)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家利用余熱煙氣循環(huán)過(guò)程中的熱流系統(tǒng)與鍋爐，通過(guò)在鍋爐末端安裝低壓經(jīng)濟(jì)器，以便在最佳偏轉(zhuǎn)位置與火電廠連接，更加充分的利用余熱。此外，企業(yè)通過(guò)安裝低壓切割器來(lái)使鍋爐排汽溫度在23℃-27℃左右，此時(shí)鍋爐容量也得到提高，在能源消耗方面單位煤耗可被控制在6-9g/kW。因此可以說(shuō)，鍋爐廢煙余熱回收利用技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以節(jié)約能源消耗并提高企業(yè)的盈利能力，還能夠加強(qiáng)鍋爐內(nèi)的能量燃燒，并充分利用寶貴的煤炭資源，起到非常良好的綜合節(jié)能效果。

2.2雙工質(zhì)聯(lián)合裝置與技術(shù)

改善熱能裝置經(jīng)濟(jì)性的措施主要是采用雙工質(zhì)聯(lián)合裝置，主要有3種聯(lián)合方式，即用燃?xì)廨啓C(jī)的排氣作為余熱鍋爐的熱源;以燃?xì)廨啓C(jī)的排氣作為一般蒸汽鍋爐的助燃?xì)怏w;以增壓燃燒鍋爐的排氣作為燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)。前兩種聯(lián)合方式通常是在改造現(xiàn)有蒸汽動(dòng)力裝置和燃?xì)廨啓C(jī)裝置時(shí)采用，一般可提高原有裝置的效率2～5%;后一種聯(lián)合方式一般可比同參數(shù)的蒸汽動(dòng)力裝置提高熱效率5～10%。

熱能動(dòng)力裝置

水銀-蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置：其工作原理和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合裝置一樣，一般是在高溫段采用汞蒸汽循環(huán)發(fā)電裝置（或者是其他具有高沸點(diǎn)的有機(jī)載熱質(zhì)），低溫段采用蒸汽循環(huán)發(fā)電裝置。采用這種雙工質(zhì)復(fù)合循環(huán)的發(fā)電廠，其熱效率可達(dá)40～42%。

其他雙工質(zhì)聯(lián)合裝置：有蒸汽-二氧化碳以及蒸汽和低沸點(diǎn)工質(zhì)（如氨、氟里昂等）的聯(lián)合循環(huán)裝置。由于低沸點(diǎn)工質(zhì)在低溫時(shí)的比容比相同溫度下水蒸氣的比容要小得多，因而在同樣排汽面積下大大增加汽輪機(jī)的單機(jī)容量。這種蒸汽和低沸點(diǎn)工質(zhì)的聯(lián)合循環(huán)裝置已成為當(dāng)前的研究對(duì)象之一。

2.3蒸汽凝結(jié)水回收利用技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中，大量的能源和工業(yè)用水被用來(lái)產(chǎn)生蒸汽熱，而在工業(yè)生產(chǎn)中往往是蒸汽后的凝結(jié)水釋放出熱能進(jìn)而造成能量浪費(fèi)，這具體表現(xiàn)在廢蒸汽冷凝液占整個(gè)蒸汽室的20%-30%。如果這種高溫凝結(jié)水能得到徹底處理，不僅可以節(jié)約工業(yè)用水，還可以節(jié)省大量燃料。蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能轉(zhuǎn)化技術(shù)是利用蒸汽的余熱代替低壓蒸汽，利用凝結(jié)水的余熱降低低壓蒸汽的能耗以達(dá)到節(jié)能的目的，通常來(lái)說(shuō)在凝析油回收過(guò)程中有兩種常見(jiàn)的方法，分別是壓力反饋法和原水壓力法。壓力反饋法是指背壓水由進(jìn)水閥的背壓驅(qū)動(dòng)，將蒸汽和冷凝水輸送到特定的回收點(diǎn)，在這一逆行步驟中可以充分利用回收水和二次蒸汽，減少對(duì)節(jié)能環(huán)保造成的負(fù)面影響。原水壓力法中回收的蒸汽主要是由氣動(dòng)冷凝泵提供，這種壓力反饋系統(tǒng)的運(yùn)行非常穩(wěn)定，兩條回水路線都能充分利用蒸汽凝結(jié)水，為工業(yè)生產(chǎn)節(jié)約鍋爐燃燒能量，減少?gòu)U氣和廢水對(duì)環(huán)境的排放，達(dá)到節(jié)能減排的最終目的，并為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3熱力動(dòng)能系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展?jié)摿?/p>

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，能源短缺使工業(yè)生產(chǎn)面臨著嚴(yán)重的能源短缺問(wèn)題，隨著我國(guó)對(duì)能源供應(yīng)需求的不斷增加，節(jié)能和提高能源利用效率逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所需要面對(duì)的重要課題，這也使得節(jié)能減排成為了高耗能企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)了節(jié)能技術(shù)發(fā)展?？紤]到熱能系統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，因此在新科技手段加持下，將節(jié)能應(yīng)用于熱能系統(tǒng)就能夠改善熱能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使熱能系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效，這不僅可以提高能源利用效率，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，還可以減少環(huán)境污染。綜上所述，熱能系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而熱能系統(tǒng)仍舊具有巨大技術(shù)發(fā)展?jié)摿Γ髽I(yè)和技術(shù)人員必須對(duì)其進(jìn)行不斷的開(kāi)發(fā)和研究。

4結(jié)語(yǔ)

能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，能源問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要保障。節(jié)能環(huán)保、減少污染物排放、提高能源利用率均為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展所需面對(duì)的重要課題。火電廠的優(yōu)化和節(jié)能改造可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)鍋爐對(duì)廢氣、廢水和蒸汽冷凝液的二次利用，這不僅可以節(jié)約能源并提高能源利用效率，而且可以減少工業(yè)生產(chǎn)中污染物的排放，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

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（作者單位：湛江市節(jié)能中心）