化工企業(yè)自備電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施

趙明

(國能新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊 831400)

0 引言

熱電廠的基本工作原理是通過燃燒燃料釋放熱量，再由熱工發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換為電能。然而，傳統(tǒng)火電廠中的熱動力系統(tǒng)存在能量利用率和轉(zhuǎn)化率低、排放過多污染物等問題。針對這些問題，如何實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的最大保護(hù)和降低能耗一直是一個熱點(diǎn)問題，尤其對于化工企業(yè)自備電廠。

在當(dāng)前的火力發(fā)電熱動力系統(tǒng)中，存在的一些問題如：熱動力系統(tǒng)設(shè)備陳舊、能源系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)化率較低等。因此，針對化工企業(yè)自備電廠的熱動力系統(tǒng)，需要對具體問題進(jìn)行具體分析，并提出相應(yīng)的節(jié)能減排策略，為我國能源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

1 化工企業(yè)電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的意義

電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化對于化工企業(yè)自備電廠具有重要意義。在化工生產(chǎn)過程中，電廠熱動力系統(tǒng)扮演著關(guān)鍵角色。然而，現(xiàn)有的部分化工企業(yè)自備電廠熱動系統(tǒng)卻存在一些問題，如：能量利用率低、轉(zhuǎn)化率不高以及污染物排放過多等。通過優(yōu)化熱動力系統(tǒng)，提高能源利用效率，可以減少能源消耗并降低能源成本。采用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，改善能源轉(zhuǎn)化過程，如燃燒控制和廢熱回收利用等，可以實(shí)現(xiàn)能耗的有效降低?；どa(chǎn)通常伴隨著大量的能源消耗和污染物排放。通過優(yōu)化熱動力系統(tǒng)，減少能源浪費(fèi)和燃燒排放，可以降低化工企業(yè)對環(huán)境的負(fù)面影響，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。優(yōu)化熱動力系統(tǒng)可以提高電廠的穩(wěn)定性和可靠性，減少設(shè)備故障和停機(jī)時間，從而提高生產(chǎn)效率。通過改進(jìn)設(shè)備性能和運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)節(jié)，可以確?；どa(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性?；て髽I(yè)面臨能源緊缺和環(huán)境壓力，因此，熱動力系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。通過采用清潔能源替代傳統(tǒng)能源、改進(jìn)工藝和技術(shù)、實(shí)施廢熱回收利用等措施，可以推動化工企業(yè)向低碳、環(huán)保的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變。因此，化工企業(yè)自備電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化研究對于降低能耗成本、減少環(huán)境影響、提高生產(chǎn)效率和推動可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過科學(xué)的研究和應(yīng)用，可以為化工企業(yè)提供有效的節(jié)能減排策略，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，為行業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)［1］。

2 化工企業(yè)電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的重要性

2.1 降低成本

隨著能源需求的增加和能源資源的減少，化工企業(yè)面臨著日益增長的能源成本壓力。通過優(yōu)化電廠熱動系統(tǒng)，提高能源利用效率和轉(zhuǎn)化率，可以降低能源消耗和生產(chǎn)成本，這有助于提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 技術(shù)創(chuàng)新

化工企業(yè)需要不斷引入新技術(shù)和創(chuàng)新，以提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化可以推動技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。采用先進(jìn)的設(shè)備、控制系統(tǒng)和工藝，優(yōu)化能源轉(zhuǎn)化過程，有助于提高生產(chǎn)效率和工藝水平，實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)的發(fā)展[2]。

2.3 可持續(xù)發(fā)展

節(jié)能減排是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。通過優(yōu)化電廠熱動系統(tǒng)，減少能源消耗和污染物排放，可以降低對環(huán)境的影響，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。同時，有效的能源利用和管理有助于提高電廠的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

2.4 保護(hù)環(huán)境

化工企業(yè)電廠熱動系統(tǒng)優(yōu)化可以減少大氣排放和環(huán)境污染。通過高效燃燒、廢熱回收利用和污染物凈化技術(shù)的應(yīng)用，可以降低煙塵、氮氧化物、硫化物等有害物質(zhì)的排放，這有助于改善空氣質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提升周圍居民的生活質(zhì)量。

3 化工企業(yè)電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施

3.1 引入自動化設(shè)備

部分化工企業(yè)電廠中的部分運(yùn)行系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行很長一段時間了，所以，在對其進(jìn)行優(yōu)化、改造和升級時，必須從自動化的角度出發(fā)，積極引進(jìn)自動化設(shè)備?；鹆Πl(fā)電廠的技術(shù)部要對機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，并根據(jù)火力發(fā)電廠的需要，引進(jìn)具有較高自動化水平的機(jī)組。除此之外，還應(yīng)該利用節(jié)能診斷的方法，對化工企業(yè)電廠熱動系統(tǒng)的能耗使用情況進(jìn)行檢測，并有針對性地采取相應(yīng)的對策，以適應(yīng)未來發(fā)展的需要，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.2 創(chuàng)新管理體制

對化工企業(yè)火力發(fā)電廠的熱動力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改造，要從全局的角度來看，還要從企業(yè)的內(nèi)部管理方面著手進(jìn)行管理創(chuàng)新，從化工企業(yè)的長期經(jīng)濟(jì)效益方面來考慮。電廠的管理者應(yīng)從電廠的實(shí)際操作出發(fā)，不斷完善一套完整的綜合管理體系，并有針對性地采取行之有效的措施，達(dá)到節(jié)能減排的目的，為火力發(fā)電廠熱動力系統(tǒng)的良好運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

3.3 制定合理的管理方案

管理是進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的基礎(chǔ)，也是化工企業(yè)火力發(fā)電廠熱動力系統(tǒng)的核心，在管理中，要加強(qiáng)對能源和生產(chǎn)流程的管理，為后續(xù)工作的開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。可以從下幾個方面進(jìn)行加強(qiáng)管理：

一是著重對系統(tǒng)的工藝技術(shù)進(jìn)行研究，歸納出其中的規(guī)律，以此為基礎(chǔ)，靈活地使用動態(tài)管理和精細(xì)化管理手段，提升管理的效率和質(zhì)量，使工藝技術(shù)、機(jī)械設(shè)備與系統(tǒng)之間達(dá)到最佳的匹配，達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能效果。

二是按照相關(guān)規(guī)章制度辦事。近年來，國家對節(jié)能問題越來越關(guān)注，出臺了一系列的節(jié)能政策，很多火電廠實(shí)現(xiàn)了很好的節(jié)能效果。在此情況下，電廠應(yīng)把握政策的發(fā)展方向和市場的發(fā)展趨勢，進(jìn)行針對性的規(guī)劃，提高節(jié)能優(yōu)化工作的效率。

三是強(qiáng)化生產(chǎn)監(jiān)督，在熱動系統(tǒng)的改造中，電廠應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理，組織監(jiān)督管理人員，保證節(jié)能優(yōu)化工作順利進(jìn)行[4]。

3.4 加強(qiáng)節(jié)能意識教育宣傳引導(dǎo)

在生產(chǎn)過程中，要把節(jié)能優(yōu)化作為工作的導(dǎo)向，對員工操作進(jìn)行指導(dǎo)，提高員工的節(jié)能降耗宣傳意識?；て髽I(yè)火力發(fā)電廠應(yīng)加大對職工的培訓(xùn)力度，不斷提升職工的整體素質(zhì)，并將節(jié)能優(yōu)化措施落實(shí)到各個環(huán)節(jié)，確保其安全、優(yōu)質(zhì)、高效。在生產(chǎn)過程中做到合理規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和維修兩不誤，同時注意采用科學(xué)的維修方法，使維修效率最大化[5]。

3.5 引入先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)

目前，我國的節(jié)能降耗技術(shù)在不斷的提升，大量的新材料、新技術(shù)被開發(fā)出來，并在生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。為加速能源優(yōu)化過程，化工企業(yè)火力發(fā)電廠應(yīng)加大對新技術(shù)的引進(jìn)與研究的投資力度，為能源優(yōu)化提供充分的條件。

首先，火力發(fā)電廠要重新調(diào)整自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，厘清每一種產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的投入與產(chǎn)出，保持綠色化發(fā)展，淘汰高能耗產(chǎn)業(yè)。同時，引進(jìn)低能耗的火力發(fā)電廠產(chǎn)品，逐步優(yōu)化火力發(fā)電廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以達(dá)到最小化能耗的目的。

其次，化工企業(yè)火力發(fā)電廠應(yīng)加大節(jié)能改造力度，及時對工藝技術(shù)、機(jī)器裝備進(jìn)行更新與升級，提升熱動力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低能耗的目的。

最后，化工企業(yè)火力發(fā)電廠在熱動力系統(tǒng)的操作中，應(yīng)盡量采用節(jié)能型產(chǎn)品及節(jié)能型原料，以達(dá)到降低能源消耗的目的。此外，火力發(fā)電廠還應(yīng)重視廢熱、廢能的回收，提升該領(lǐng)域的技術(shù)水平，既可以提高熱能的利用率，又可以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目標(biāo)。

3.6 合理回收與利用廢水

化工企業(yè)火力發(fā)電廠的熱動力系統(tǒng)在運(yùn)行時會排放大量的廢水，這是因?yàn)殄仩t的蒸發(fā)能力強(qiáng)，又因其對水的需求量大而排放的廢水多。一般來說，這種排水管道的溫度都是很高的，會帶走一些熱能，從而導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。因此，火力發(fā)電廠應(yīng)采取有針對性的處理方法，使排放廢水得到合理的處理，從而提高資源利用率。同時，化工企業(yè)火力發(fā)電廠還可以通過安裝冷卻裝置，將排放的熱能從廢水中回收，從而達(dá)到降低能耗的目的。

3.7 完善給水系統(tǒng)運(yùn)行

供水系統(tǒng)是化工企業(yè)火力發(fā)電廠熱動力系統(tǒng)的重要組成部分，而熱動循環(huán)水系統(tǒng)的復(fù)雜度較高，會對節(jié)能優(yōu)化工作造成一定的影響，為確保節(jié)能優(yōu)化工作的順利進(jìn)行，需要改進(jìn)供水系統(tǒng)。具體來說，電廠可以借鑒先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的實(shí)際情況，對給水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以減少能源損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。在優(yōu)化操作模式的同時，重點(diǎn)是對蒸汽系統(tǒng)的改進(jìn)。目前，我國大多數(shù)火力發(fā)電廠都采用低壓蒸汽，這會帶來巨大的能耗損失。因此，化工企業(yè)火力發(fā)電廠必須采用一種新的蒸汽技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以冷水流過的方式產(chǎn)生蒸汽，不僅能高效回收廢熱，還能提高蒸汽利用率，解決火力發(fā)電廠的低壓蒸汽難題。

3.8 回收利用排煙的余熱

化工企業(yè)火力發(fā)電廠的鍋爐在運(yùn)行時，會排出一部分高溫超過180 ℃的煙氣，若將其直接排出，將帶來較大的熱損耗。所以，化工企業(yè)火力發(fā)電廠在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時，還應(yīng)注意煙氣和廢熱的有效利用，盡量減少熱耗。具體地說，電廠可以采用低壓省煤氣的方式，在鍋爐尾部安裝一臺設(shè)備，在設(shè)備內(nèi)安裝一套冷凝水循環(huán)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的回收和利用。同時，運(yùn)用技術(shù)手段限制廢氣排放，加強(qiáng)監(jiān)督管理，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，發(fā)展清潔能源，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。因此，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和高效率運(yùn)行，需要對不同系統(tǒng)的綜合性能進(jìn)行分析比較，選擇較好的循環(huán)系統(tǒng)和最佳的熱力設(shè)計(jì)參數(shù)。

對低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，采用再熱型循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)輸出的凈功，而在其他參數(shù)不變的情況下，采用回?zé)嵯到y(tǒng)可以有效地提高系統(tǒng)的熱效率，但在系統(tǒng)中增加再熱器或回?zé)崞?，系統(tǒng)的整體造價就會相應(yīng)提高。另外還需要注意的是，如果設(shè)備管理不善，設(shè)備的性能也會大打折扣。設(shè)備管理與改進(jìn)是工業(yè)發(fā)展進(jìn)步的重要組成部分，對設(shè)備的及時改造和維修，不僅能提高設(shè)備的工作效率，而且能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.9 改良供熱系統(tǒng)

通常情況下，化工企業(yè)火力發(fā)電廠在放出加熱蒸汽前，都會先對其進(jìn)行噴灑冷卻，而在此過程中，會損失一部分蒸汽的能量。化工企業(yè)火力發(fā)電廠要提高蒸汽能的利用效率，需要改進(jìn)供熱系統(tǒng)，優(yōu)化冷卻技術(shù)，減少能耗。因?yàn)楣嵯到y(tǒng)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的氣體，當(dāng)這些氣體積累到一定程度時，就會產(chǎn)生氣塞，阻礙水的流動，從而導(dǎo)致散熱器不熱。因此，企業(yè)必須提高供熱系統(tǒng)的技術(shù)管理水平，在保證供熱質(zhì)量的前提下，降低供熱運(yùn)行成本。

供熱系統(tǒng)安裝所需的熱工儀表是掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況，準(zhǔn)確了解系統(tǒng)存在問題，采取正確的方法和措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要手段。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和高效率運(yùn)行，需要對不同系統(tǒng)的綜合性能進(jìn)行分析比較，選擇較好的循環(huán)系統(tǒng)和最佳的熱力設(shè)計(jì)參數(shù)。充分利用系統(tǒng)的熱能，對系統(tǒng)的運(yùn)行溫度進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)。因此，系統(tǒng)的熱能管理對提高系統(tǒng)的電能循環(huán)效率非常重要。

4 電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的發(fā)展方向

4.1 應(yīng)用新型能源

煤炭是化工企業(yè)火力發(fā)電廠的主要能量來源，是一種非可再生資源，面對能源的開發(fā)利用短缺問題，迫切需要開發(fā)和利用新型綠色能源。當(dāng)前，太陽能、風(fēng)力等較為有效的新能源是來自于大自然，且無污染，是節(jié)能優(yōu)化工作的新方向。我國是以煤炭為主的能源消耗大國，對新能源的開發(fā)利用程度還不夠高，因此大力推進(jìn)新能源的推廣應(yīng)用，有效改善能源結(jié)構(gòu)。目前新能源產(chǎn)業(yè)受到國家大力支持，發(fā)展新能源，不僅能改善我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，還能從源頭上治理污染，保護(hù)環(huán)境。隨著煤炭資源和石油資源的日益匱乏，國家對新能源的研究和建設(shè)給予了極大的支持。

4.2 優(yōu)化發(fā)電調(diào)度

目前的發(fā)電調(diào)度方式還有改進(jìn)的余地，化工企業(yè)電廠應(yīng)該主動對發(fā)電調(diào)度方式進(jìn)行優(yōu)化，改善熱動系統(tǒng)的運(yùn)行方式，從源頭控制能耗損失。這樣不僅可以避免改造過度，增加機(jī)組的負(fù)擔(dān)，還可以減輕企業(yè)大規(guī)模改造的投入成本，而且可以調(diào)動企業(yè)進(jìn)行改造的積極性和主動性。但是，電力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、改造、升級等工作必須因地制宜，根據(jù)各地的實(shí)際情況進(jìn)行建設(shè)。在有條件的地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)城市配電網(wǎng)的改造，建設(shè)“簡潔、美觀、節(jié)能環(huán)?！钡呐潆娋W(wǎng)，以滿足城市配電網(wǎng)建設(shè)的需要。最后，還要考慮供電企業(yè)的生存發(fā)展空間，使其有足夠的資金進(jìn)行良性發(fā)展[6]。

4.3 引入信息化新技術(shù)

化工企業(yè)火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)，仍存在著一定的危害。節(jié)能優(yōu)化的目的是節(jié)約能源，即節(jié)能優(yōu)化的過程應(yīng)當(dāng)是綠色、環(huán)保的，因此，今后化工企業(yè)火力發(fā)電廠熱動力系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化將會采用更多的新技術(shù)，整體的改造將更注重環(huán)境保護(hù)。同時，運(yùn)用新技術(shù)手段限制廢氣排放，加強(qiáng)監(jiān)督管理，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，發(fā)展清潔能源，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的增大，電力電網(wǎng)技術(shù)也將不斷進(jìn)步，為新能源的發(fā)展提供更好的技術(shù)支撐。加強(qiáng)新一代信息技術(shù)與新能源技術(shù)的深度融合，使智能電網(wǎng)、太陽能發(fā)電、分散式離網(wǎng)發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，將先進(jìn)的信息通信技術(shù)、控制技術(shù)與先進(jìn)能源技術(shù)相結(jié)合，有力支撐能源電力的清潔低碳轉(zhuǎn)型、能源綜合高效利用和多元主體的靈活便捷接入，是促進(jìn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。

6 結(jié)語

綜上所述，目前，化工企業(yè)發(fā)電廠的熱動力系統(tǒng)在實(shí)際操作中仍存在一些問題，造成了資源利用率低、能量損失大。所以，化工企業(yè)發(fā)電廠應(yīng)該關(guān)注節(jié)能優(yōu)化工作，根據(jù)具體情況，制定合理的方案，可從引入自動化設(shè)備、創(chuàng)新管理體制，制定合理的管理方案，加強(qiáng)節(jié)能意識教育宣傳引導(dǎo)，引入先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，合理回收與利用廢水，完善給水系統(tǒng)運(yùn)行，回收利用排煙的余熱，改良供熱系統(tǒng)，應(yīng)用新型能源，優(yōu)化發(fā)電調(diào)度，引入信息化新技術(shù)等方面進(jìn)行提升，并對技術(shù)、裝備進(jìn)行積極的改進(jìn)，推動節(jié)能優(yōu)化工作向熱動力系統(tǒng)的滲透，從而降低資源消耗，使節(jié)能優(yōu)化工作的效果得到充分發(fā)揮。