熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計探析

張連東

摘 要：近年來，我國的基礎建設的發(fā)展迅速，能源問題備受人們的關注，為了緩解能源危機，更多的能源工程逐步開始實施，尤其是熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應用，雖然實現(xiàn)了能量形式的轉變，但其在系統(tǒng)的運行過程中卻存在著極大的能量消耗與損失。為了適應當前可持續(xù)發(fā)展的要求，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)必須加以節(jié)能優(yōu)化與改造?；诖?，論文分析了熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計路徑，對于提升熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行具有重要的意義。

關鍵詞：熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng);節(jié)能優(yōu)化;設計探析

引言

隨著經(jīng)濟全球化和科技現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)村城市化進程也開始加快，可利用資源匱乏，我們需要通過利用現(xiàn)代化技術開發(fā)出新型能源，以滿足人民群眾的需求。此外，隨著汽車新能源行業(yè)的崛起，社會對電力的需求日益增大，電力供需面臨著巨大的壓力。所以我們需要創(chuàng)新科技，探索出新型技術，減輕電力供需的壓力。因此積極研究電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒是必須的。

1熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運轉現(xiàn)狀

1.1階梯型能源的利用

在傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展領域，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運行時的理論基礎是卡諾定量，在整個運行與轉換過程中，由于對燃料化學能品位的利用十分有限，常常存在較大的技術與操作局限。在當前工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，要實現(xiàn)熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)勢，需以傳統(tǒng)理論為基礎，加強各個品位之間的聯(lián)系性，使得化學能品位可以與熱能、自由能品位緊密聯(lián)系，在關聯(lián)品位的理論基礎上，化學能可以通過對控制盒的轉換聯(lián)產(chǎn)，來達到集成性機理的目的。相關實踐表明，集成性轉換與能量品位轉換之間存在著緊密的聯(lián)系，這種聯(lián)系使得二者在一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)耦合，將動力一側與化工一側全面整合。

1.2能源一體化利用

能量一體化利用同樣是熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的核心理論，一體化利用主要是通過對能量與CO2的控制來實現(xiàn)的，采用的先污染后治理的理論。在熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行過程中，首先通過在熱力系統(tǒng)中脫除流程尾部的方式，使得能量能夠與CO2控制加以有效實現(xiàn)，達到良好的污染治理效果。能源一體化利用原理下，化學能的階梯級狀態(tài)使得CO2能夠處于能耗分離狀態(tài)下，實現(xiàn)了二者的充分融合，大大提升了能量的利用效率，CO2的排放量有所降低，熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運行時具有節(jié)能減排效益。

2電廠熱能動力鍋爐燃料

燃料的燃燒屬于化學反應，燃燒需要經(jīng)歷兩個過程，這兩個過程就是點燃和燃燒。點燃指的是燃料的氧化反應瞬間加速;燃燒指的是氧化反應持續(xù)劇烈進行。燃料達到著火點后才能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒。而對于氣體燃料而言，原料達到著火點不一定能夠點燃，它的燃燒也與空氣中的自身占比有關系。燃料的燃燒離不開空氣中的氧氣，燃料和氧氣充分接觸下并且氧氣充足，這樣燃料才能夠進行充分的化學反應即燃燒。對固體燃料來說，固體燃料燃燒的揮發(fā)性相對較差。在實際燃燒過程中，固體燃料的結構表面存在大量的CO2和CO。其燃燒方式有冒煙、蒸發(fā)、表面等。冒煙燃燒指的是燃料中的碳分子沒有充分的燃燒，燃料的利用率較低;蒸發(fā)燃燒主要是將固體燃料融化成液體，再將液體形式的燃料進行蒸發(fā)轉化成氣體，將燃料氣體與空氣中的氧氣進行混合后進行燃燒反應;表面燃燒一般在含碳量較高且容易分解和揮發(fā)的燃料中出現(xiàn)，換而言之，燃料中的碳分子與燃料表面的氧氣產(chǎn)生化學反應，從而生成一氧化碳和二氧化碳燃料產(chǎn)物，生成的一氧化碳有助于燃燒，使燃料的燃燒更充分。其中當前我國火力發(fā)電普遍應用的燃料為煤炭，就煤炭燃料而言，其包含大量的碳氫氧等元素，碳元素的占比一般為50%～70%，其他氧氫硫等元素滿足煤炭燃燒的需求，使煤炭能夠充分的燃燒。電廠熱能動力鍋爐工作的過程中，需要保持良好的通風，良好的通風能夠給燃料提供充足的氧氣，使燃料發(fā)生充分的氧化反應，提高燃料的利用率。因此，對電廠熱能動力鍋爐的燃燒反應來看，燃燒反應主要為碳燃燒釋放能量的過程。對氣體燃料而言，其燃燒過程具有長焰、短焰和無焰三種燃燒方式。長焰燃燒方式主要是指在鍋爐的燒嘴中，氣體燃料并沒有發(fā)生燃燒反應，待氣體噴出燒嘴后與空氣中的氧氣進行接觸，然后才會發(fā)生劇烈的燃燒，這時候就會出現(xiàn)較長的火焰;短焰燃燒主要是指在汽水中，氣體燃料已經(jīng)與少量的空氣發(fā)生混合，待混合氣體噴出燒嘴時，少量的燃料氣體已經(jīng)發(fā)生燃燒反應，其余未燃燒的燃料與空氣進行充分的混合后進行二次燃燒，這樣就會出現(xiàn)肉眼可視的火焰;無焰燃燒指的是燃料氣體與空氣在燒嘴中已經(jīng)發(fā)生充分的混合與接觸，但燃料噴出燒嘴后即發(fā)生劇烈的燃燒反應，因為其化學反應過于迅速，肉眼幾乎看不到燃燒的火焰。

3熱能與動力工程在節(jié)能降耗中的應用

從中國電廠目前的運行情況來看，要想在節(jié)能降耗工作中應用熱能與動力工程，可以從廢水余熱回收利用、調(diào)頻方案以及減少蒸汽損失等方面入手，減少能源轉換過程中的損耗，真正達到節(jié)能降耗的目的。筆者結合多年從業(yè)經(jīng)驗，詳細論述了熱能與動力工程在節(jié)能降耗中的應用。

3.1選擇科學合理的調(diào)頻方案

在電廠運行過程中，要想實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，首先要從調(diào)頻方案入手，為熱能與動力工程在節(jié)能損耗中的應用提供輔助，以便能夠盡快達到節(jié)能降耗的目的。想要制訂科學、合理的調(diào)頻方案，工作人員首先要掌握電廠的整體運行情況，了解電網(wǎng)運行頻率，時刻調(diào)整電網(wǎng)運行機組的動態(tài)性能。在此過程中，還需要充分考慮電力系統(tǒng)外界實際負荷情況，確保電網(wǎng)頻率能夠正常運行，這樣才能夠為電網(wǎng)運行機組節(jié)能損耗提供保障。此外，在制訂調(diào)頻方案時，還需要在原調(diào)頻方案的基礎上，選擇比一次調(diào)頻難度低的二次調(diào)頻，分別采用手動或者自動的方式進行調(diào)頻。頻率調(diào)速這種方式對于電廠運行而言，具有耗能少、效率高以及范圍廣等優(yōu)點，對于電廠開展節(jié)能降耗工作十分有利?？偠灾ぷ魅藛T想要選擇科學、合理的調(diào)頻方案，就需要從電網(wǎng)的實際運行情況入手，有效落實熱能與動力工程的應用，提高電能生產(chǎn)效率。

3.2廢水余熱回收利用

針對電廠節(jié)能降耗工作，加強廢水余熱的利用。在除氧器設備運行過程中，如果直接排放蒸汽，可能會導致熱能損耗。針對此現(xiàn)象，電廠可以借助冷卻器降低熱能損耗。此外，對于電廠排污工作而言，一般情況下電廠會采用定期、連續(xù)的方式排污，這時，可以采取擴容實施降壓的方式，使得污水能夠被二次利用。但是，在此過程中需要注意的是，如果污水回收利用率低，不僅會導致大量的廢水余熱被浪費，還極有可能對廢水排放的周邊環(huán)境造成影響。鑒于此，電廠的工作人員還需要對此技術的實施進行研究，以便能夠存放余熱，提高熱能的利用率。

3.3完善熱能損耗排查分析流程

在電廠運行過程中，要想清楚了解熱能損耗現(xiàn)象，了解熱能損耗源頭，就需要排查熱能損耗現(xiàn)象。在此過程中，工作人員要結合實際情況，不斷完善熱能損耗排查分析流程，以便全面掌握熱能損耗現(xiàn)象。此外，電廠還可以根據(jù)生產(chǎn)活動的具體情況，構建完善的風險隱患甄別排查體系，解決生產(chǎn)活動中的熱能損耗問題。電力人員在構建排查體系的過程中，可以充分借鑒以往電力生產(chǎn)活動的運行資料和實際運營狀況等，達到有效控制熱能損耗的目的。

結語

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，可以充分實現(xiàn)資源與能源的利用。為了能夠有效緩解我國的能源危機，更好地實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，需要加強熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化研究，堅持科學的設計原則和理念，增強熱能的應用效果，在有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]王衛(wèi)華，肖娟.電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒淺析[J].信息記錄材料，2017，18（8）：77-78.