電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能問題與研究

劉博

摘要：電力在當(dāng)前社會的作用不言而喻，而發(fā)電過程中需消耗大量一次能源，如今用電需求量驟增，能源消耗也隨之增長，出現(xiàn)了資源短缺的問題。加上對一次能源的利用率較低，還容易污染環(huán)境。為緩解這一現(xiàn)狀，必須采取節(jié)能減排措施。在保證正常供電的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代技術(shù)提高能源利用率，減少能源消耗，以降低電力企業(yè)成本。作為發(fā)電廠的重要組成部分，熱力系統(tǒng)關(guān)乎電廠的發(fā)電能力和能源可持續(xù)發(fā)展水平，必須做好系統(tǒng)的節(jié)能工作。鑒于此，本文主要分析探討了電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能問題，以供參閱。

關(guān)鍵詞：電廠;熱力系統(tǒng);節(jié)能問題

引言

眾所周知，能源問題已經(jīng)成為世界各國共同關(guān)注的問題，在我國這一現(xiàn)象更加凸顯。由于我國粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式，又處在消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級加快的歷史階段，能源消耗過大，因此節(jié)能降耗將是一項(xiàng)長遠(yuǎn)而艱巨的任務(wù)。根據(jù)美國及我國電力行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計表明，我國平均供電煤耗率要比發(fā)達(dá)國家高出30～60g/kWh，這是一個很大的差距，說明我國的電廠節(jié)能有很大的節(jié)能潛力可以挖掘。因此，電站熱力系統(tǒng)節(jié)能是關(guān)系到節(jié)能全局以及可持續(xù)性發(fā)展的大事。在熱力系的環(huán)境下，揭示各種節(jié)能理論內(nèi)在的聯(lián)系，深入地研究和發(fā)展節(jié)能要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，對電廠的節(jié)能降耗工作具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。

1電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能問題

（1）分析方法欠缺。分析熱力系統(tǒng)需計算其各項(xiàng)熱性指標(biāo)，然而隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的提升，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)計算工具已不適用，需采用新的分析方法。計算機(jī)在當(dāng)前應(yīng)用較為普遍，但分析方法單一且不夠全面，往往只是對局部進(jìn)行優(yōu)化。在系統(tǒng)研究方面，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，雖然能夠?qū)?fù)雜簡單化，維持發(fā)電系統(tǒng)的恒定，但很難進(jìn)一步發(fā)展，會對今后的研究形成限制。（2）缺少節(jié)能意識和指導(dǎo)。節(jié)能減排是當(dāng)前整個社會為緩解資源短缺而采取的有效措施，是一項(xiàng)長期工作，需要不斷地堅(jiān)持。然而在實(shí)際中，很多電廠管理人員的節(jié)能意識較為薄弱，不清楚節(jié)能對企業(yè)的意義。其實(shí)多數(shù)電廠都能將節(jié)能作為重點(diǎn)工作，但一來缺乏經(jīng)驗(yàn)，二來管理渙散，難以將管理體制具體落實(shí)，也就不能起到實(shí)際作用。節(jié)能減排需要有相關(guān)理論和技術(shù)作指導(dǎo)，但顯然在此方面并沒有過多深入的研究，沒有制定優(yōu)化性能指標(biāo)，也未建立專業(yè)的數(shù)學(xué)模型。（3）沒有深入挖掘。我們分析熱力系統(tǒng)時，重視從多個方面對其進(jìn)行分析，而忽略了對其中一個方面的深入研究。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)，通過一系列手段來改善和提高機(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，要深入思考，確定合理的性能指標(biāo)，將系統(tǒng)與生產(chǎn)過程相結(jié)合，建立起比較直觀合理的數(shù)學(xué)模型。

2電廠熱力系統(tǒng)計算常用方法分析

對于熱力系統(tǒng)計算而言，主要是對電廠汽輪機(jī)組性能進(jìn)行分析，對熱力試驗(yàn)、熱力系統(tǒng)改進(jìn)計算工作進(jìn)行分析，對熱力系統(tǒng)計算的主要目的在于機(jī)組熱性指標(biāo)的確定，因此熱力系統(tǒng)計算方法的有效選擇，成為機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性研究的前提和基礎(chǔ)。（1）常規(guī)熱平衡法：基于質(zhì)量、能量平衡，對電廠熱力系統(tǒng)數(shù)值進(jìn)行計算。在此過程中，需對電廠熱力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的變工情況進(jìn)行計算，對汽輪機(jī)抽汽口、排汽端蒸汽參數(shù)和回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行明確，目的在于明確汽輪機(jī)新膨脹過程線以及該系統(tǒng)具體參數(shù)，其中的難點(diǎn)和核心在于計算汽輪機(jī)變工況。（2）等效熱降法：該方法主要以新蒸汽流量、熱力過程線以及循環(huán)初終參數(shù)均保持不變?yōu)榍疤釛l件，以等效熱降變化為基礎(chǔ)對熱力系統(tǒng)自身的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析研究。局部分析熱力系統(tǒng)時，等效熱降法的應(yīng)用有效的改進(jìn)常規(guī)熱力計算缺陷與不足等問題，并且建立了熱力系統(tǒng)分析研究新方法，從而使熱力計算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析。（3）循環(huán)函數(shù)法：實(shí)踐中，根據(jù)熱力學(xué)第二定律之規(guī)定，通過分析循環(huán)不可逆性，以循環(huán)函數(shù)式作為現(xiàn)代汽輪機(jī)循環(huán)節(jié)能定量計算的工循環(huán)函數(shù)法，實(shí)際上是一種計算復(fù)雜熱力系統(tǒng)的有效方法。（4）熵分析法：在體系熵平衡計算過程中，求出熵產(chǎn)分布與大小，分析熵產(chǎn)影響因素，以此來確定熵產(chǎn)、不可逆損失之間的關(guān)系。同時，還有火用分析法，其主要是在熱力學(xué)定量基礎(chǔ)上，以環(huán)境為基礎(chǔ)對能的本性的全面認(rèn)識。

3電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能策略

3.1減少媒炭用量

在電廠機(jī)組中，全面推廣應(yīng)用性能管理系統(tǒng)，這是一種采用基于離散坐標(biāo)法描述鍋爐內(nèi)熱流密度時空分布特性的創(chuàng)新方法，利用火焰動態(tài)計算模型，對火焰中心、高溫腐蝕以及爐膛結(jié)渣問題進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)了條件的有效優(yōu)化。由于煤炭是我國的有限資源，所以說煤炭能源的使用是在不斷遞減的，而在我國的眾多電廠運(yùn)行中，還是會出現(xiàn)煤炭能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象如果不解決，就沒有辦法提升我國的電廠效率，即便有所提升也是在浪費(fèi)資源、污染環(huán)境的基礎(chǔ)上提升的，這種提升是沒有任何實(shí)用價值的，所以我們的電廠企業(yè)要在經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的前提下，不斷加強(qiáng)對電廠節(jié)能減排的探索力度，及時掌握當(dāng)前我國電廠運(yùn)行中的不足，制定好相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，不斷提升電廠熱力系統(tǒng)的節(jié)能效果。對于我國的電廠發(fā)展來說，電廠本身的熱效率節(jié)能潛力是非常大的，可以說熱效率能夠有效緩解能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，而且也能夠在一定程度上提升電廠的真實(shí)生產(chǎn)效率，所以我們的電廠技術(shù)人員在電廠熱力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，要不斷加深對這一技術(shù)的研發(fā)，讓其可以在不影響電廠經(jīng)濟(jì)效益的同時，節(jié)約更多的煤炭能源。更好的促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

3.2鍋爐排煙余熱的回收利用技術(shù)

對于火力發(fā)電廠來講，它的排煙溫度通常都是十分高的，達(dá)到了150至160攝氏度，如果在鍋爐上加裝暖風(fēng)扇，其排煙溫度也能夠高達(dá)150攝氏度左右，所以說，鍋爐熱損失的一個主要部分就是鍋爐排煙熱。那么，如何對這種熱量進(jìn)行充分的利用就是一個值得研究的問題，鍋爐排煙的余熱利用方法其實(shí)有很多種，下面就來介紹一下把鍋爐排煙熱量和電廠熱力系統(tǒng)聯(lián)系起來，來使排煙余熱能夠通過熱力系統(tǒng)在現(xiàn)有的汽輪機(jī)上轉(zhuǎn)化成為電能，從而來把排煙溫度大大降低這一方法。低壓省煤器是裝置在鍋爐尾部的一個汽和水的換熱器，就好比是鍋爐省煤器一樣，但是通過它內(nèi)部的不是高壓給水，而是低壓凝結(jié)水。它的系統(tǒng)連接方式主要有兩，也就是低壓省煤器在熱力系統(tǒng)中串聯(lián)和低壓省煤器在熱力系統(tǒng)中并聯(lián)。低壓省煤器的水源主要及時來自于某一個低壓加熱器的出口，凝結(jié)水在低壓省煤器照片那個把排煙的熱量予以吸收，等到溫度升高之后，再通過低壓加熱器系統(tǒng)。通常采用串聯(lián)的形式比較適宜，因?yàn)榇?lián)的優(yōu)點(diǎn)就是流經(jīng)低壓加熱器的水量是最大的。在低壓省煤器的受熱面確定的時候，鍋爐排煙的冷卻程度以及低壓省煤器的熱負(fù)荷都比較大，所以，對排煙余熱的利用比較好，從而起到很好的節(jié)能效果。

結(jié)束語

總而言之，目前，面臨著能源資源逐漸匱乏和能源需求總量日益增大的雙重挑戰(zhàn)，節(jié)能降耗刻不容緩，尤其是能耗大戶行業(yè)。電廠熱力系統(tǒng)首當(dāng)其沖，且與發(fā)達(dá)國家相比，我國的熱力系統(tǒng)節(jié)能降耗還是有很大的潛力和空間可以充分挖掘。有理由相信，隨著相關(guān)熱力系統(tǒng)分析方法的逐步發(fā)展和完善，電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能降耗將會取得更長遠(yuǎn)的進(jìn)步。

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