热能动力联产系统节能优化剖析

宋晓晖范丽娟

（甘肃银光聚银化工有限公司　730900）

热能动力联产系统节能优化剖析

宋晓晖范丽娟

（甘肃银光聚银化工有限公司730900）

热能动力联产系统是一项重要的能量转换系统，被广泛的应用在火电厂中，在生产运营过程中该系统需要大量的燃料，二氧化碳排放量巨大，为了进一步提高热能动力联产系统的经济效益和能源利用率，应积极采取科学合理的技术措施，提高热能动力联产系统的节能性，最大程度地节约能源，降低污染。本文简要介绍了热能动力联产系统，分析了热能动力联产系统节能优化策略，以供参考。

热能动力联产系统；节能优化

近年来，我国经济蓬勃发展，各个领域的能源消耗量与日俱增，当前我国积极推行节能减排，热能动力联产系统的能耗问题引起社会各界的广泛关注。在实际应用中，应熟练掌握热能动力联产系统的基础理论知识，采用现代化的节能技术，优化和改进热能动力联产系统运行，减少二氧化碳排放量，提高各种能源的利用率，推动热能动力联产系统的可持续发展。

1　热能动力联产系统概述

热能动力联产系统主要是按照阶梯型要求，充分利用综合能和化学能，实现了一体化二氧化碳控制，在发展研究过程中，以传统热力循环理论为基础，利用卡诺定量，使燃料品位转换为热能品位，整个过程中几乎没有化学能源品位，因此这种联产系统的应用操作适应性较差。为了解决这个问题，专家学者基于传统理论知识，建立自由能、燃料化学能和热能之间的关系[1]，根据这种关系科学解决转换机构联产集成原理。经过大量实践和实验，分析出能量转换通过某种耦合关系反映到组成转换，热能动力联产系统集成的核心是化工能和动力能整合，通过阶梯利用各种能量可实现这种集成。同时，热能动力联产系统实现一体化CO2控制和能量转换，对于当前很多火电厂先污染后治理的问题，传统热力系统主要是在系统后期流程中进行脱硫处理和烟气除尘，但是这种治理效果较差，为了有效改善这种现象，热能动力联产系统在实际应用中重点在于运用阶梯级化学能分离污染物，减少二氧化碳，全面提高能源利用率，一方面改善了先污染后治理的现象，另一方面运用现代化分离技术，使氢气和燃料有效分离[2]，实现二氧化碳的回收利用。热能动力联产系统的二氧化碳控制和能量转换利用可确保气体合成的合理性，优化利用各种化工合成产品，降低能源损耗。

2　热能动力联产系统节能优化策略

2.1提高供热蒸汽利用率

当前我国火电厂锅炉主要采用喷水降低温度的方式，通过快速喷水，高热能不断减少变为低热能，高热蒸汽下降到低热蒸汽然后传递到热力用户端，整个过程造成大量热量浪费。同时，供热蒸汽温度过高有助于提高锅炉燃料的燃烧率，减少能源浪费和热量损耗，利用特殊装置将供热蒸汽的热量传输到热力系统中，实现过度热量转换和能源再利用，提高供热蒸汽利用率，一方面有效减少燃料浪费，实现供热蒸汽过热度循环再利用，另一方面提高背压机和凝器机组的运转效率和热循环效率，提高火电厂的环境效益和经济效益。

2.2引进化学补充水系统

传统民用锅炉在实际应用中，和热动系统相连接的抽凝式机组需增设凝汽器和除氧器，而引进化学补充水系统，可实现良好的除氧效果。锅炉运行过程中，为了保障汽轮机真空性能，进一步提高回热经济效益，在凝汽器上增设一特殊设备，该设备使化学补充水转换为雾态[3]，然后进入凝汽器，产生较好的高位能蒸汽量，并且有效提高了汽轮机运行效率。

2.3应用蒸汽凝结水回收系统

蒸汽凝结水回收系统在实际应用中，利用蒸汽节能优化技术，减少低压蒸汽，充分利用蒸汽凝结水余热，这种蒸汽凝结水回收系统可有效减少蒸汽能量损耗，提高了蒸汽凝结水利用率，实现了节能效果。结合热能动力联产相关要求，优化凝结水管网设计，采用现代化前沿加热分散回收技术，在加压输送蒸汽凝结水过程中，确保凝结水管网和换热器的安全、高效运行。回收蒸汽凝结水可利用加压回水和背压回水方式，加压回水是对蒸汽凝结水通过气动加压泵设备进行加压输送，该回水方式被广泛的应用在蒸汽凝结水压力相对较小、蒸汽凝结水分散、温度低的系统中，并且加压回水系统运行可靠稳定，结构简单。背压回水系统在应用中，以蒸汽凝结水和闪蒸汽输送回水点为疏水阀背压[4]，适合应用在回水背压低而加压热蒸汽量大的设备中，实现了闪蒸汽的二次利用，极大地提高了蒸汽凝结水回收利用价值，但需要注意背压回水适应性较差，必须保证疏水阀的使用性能和完好率。另外，优化气动加压泵设备，应用过程中不用进行配电，采用有效防护技术，提高其防爆性能。

2.4回收和利用锅炉排污水余热

火电厂锅炉污水排放可分为两种：定期排污和连续排污，当前大部分锅炉都设置了单级排污系统，在运行过程中处理排放的污水，单级排污系统在应用中，若定期排放，需先进行扩容降压处理，然后再排放污水；若连续排污，必须设置排污扩容器，回收少量蒸汽，最后再对排污热水进行处理。因此单级排污系统无论是采用定期排污方式，还是连续排污方式，会浪费大量水资源，造成巨大热量损失，严重污染自然环境。为了节约水资源和蒸汽热量，保护自然环境，对于锅炉排放的热水应提高其利用率，在锅炉热能动力联产系统中增设废水废热回收装置，然后安装排污冷却器，实现对扩容水的循环回收再利用，一方面提高锅炉的运行效率和经济效益，另一方面节约大量的水资源和热能。

2.5回收和利用锅炉排烟余热

近年来，我国能源形势愈加紧张，各个领域的能源消耗巨大，给自然环境造成不可弥补的伤害，在倡导节能减排的大背景下，各种节能技术、节能设备不断涌现，在锅炉节能方面取得了良好的效果。火电厂锅炉运行过程中排烟温度高达220℃，烟气中带走大量热量，若能够实现锅炉排烟余热的回收再利用，可获得良好的经济效益，还能节约大量能源，达到节能目的。在实际应用中，实现锅炉排烟余热的回收利用，应对锅炉进行改造，在锅炉上增设节能器，使烟气余热输送到热能动力系统中，实现循环利用，并且将低压省煤即安装锅炉尾部进，连接热能动力系统，合理设计引水位置，确保锅炉排烟过程中快速回收余热，提高锅炉的节能性。当前，我国火电厂回收和利用烟气余热主要利用预热空气助燃和预热工件两种方式[5]，预热空气助燃主要是在锅炉加热炉上设置助燃机，加强锅炉的燃烧，提高燃料的利用率，并且空间占用面积相对较小，还获得良好的节能效果；预热工件在实际应用中，虽然也可实现良好的节能效果，但是占地面积较大，不适合应用在作业空间较小的热能动力系统中。为了进一步提高热能动力联产系统的稳定性和节能性，应结合实际情况，具体问题具体分析，选择最佳的烟气余热利用方式，提高热能利用率。

3　结束语

随着可持续发展理念的深入，热能动力联产系统节能势在必行。当前人们主要通过分析热能动力系统现状，有针对性地采用新技术或者进行节能改造来节约能源，提高系统运行效率，但是这种方法具有较大局限性，因此在未来发展过程中应加大对热能动力联产系统的研究，积极采用多种现代化节能技术，优化和改进设备，实现良好的经济性和节能性。

[1]关连松.火电厂热能动力联产系统节能改革解析[J].中国高新技术企业，2014，36：92～93.

[2]王昱程，陈泽粮.热能动力联产系统的节能优化设计[J].科技创新与应用，2015，17：45.

[3]鞠志刚.热能动力联产系统节能改革[J].有色金属文摘，2015，02：35～36.

[4]金启军.火电厂热能动力联产系统节能改革问题分析[J].有色金属文摘，2015，02：42～43.

[5]许云峰.热能动力联产及其系统优化分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013，06：288～289.

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2015-9-21