熱能動力聯產系統的節能優化設計

王昱程　陳澤糧

摘 要：隨著節能減排的提出，各行各業對資源利用效率的重視程度明顯加深，開始嘗試性地利用技術手段，對可以回收再利用的資源進行改造處理，文章將針對把熱能轉化為機械能的熱能動力聯產系統可行性的節能優化設計進行分析，從而對其未來發展方向作出預測。

關鍵詞：熱能動力聯產系統；回收再利用；節能優化

前言

熱力動能聯產系統主要是將不可再生的礦物能源產生的熱能，轉化成機械能，在這個過程中由于礦物能源燃燒不充分或熱能轉化不徹底，就會造成產生的部分熱能被浪費，使能源的利用效率降低，沒有達到節能減排的要求，所以利用可行的技術手段實現資源回收再利用是必要的。

1 鍋爐排煙余熱回收再利用技術

鍋爐排煙余熱回收再利用實質上就是將鍋爐內礦物能源燃燒時所產生的煙氣中的熱量回收再利用，通常情況下鍋爐排煙時溫度可以達到兩百攝氏度以上，如果直接將煙氣排放到空氣中不僅會造成熱能的浪費，而且會影響周圍的氣溫、空氣質量、植被覆蓋等，所以如何實現對排煙余熱的循環再利用成為人們比較重視的問題，現階段通常利用體積較大的預熱工件實現熱交換，但由于很多企業在前期的鍋爐設計過程中并沒有為預熱工件預留出較大的空位，所以這種方法并不能夠被所有鍋爐企業所應用，在加熱爐上進行預熱空氣助燃也是煙氣余熱回收的有效辦法，對鍋爐環境沒有較嚴格的要求，所以可以在任何應用熱能動力聯產系統的企業進行應用[1]。

2 鍋爐排污水余熱回收再利用技術

鍋爐排污水由于前期的降溫作用決定其自身具有較高的溫度，如果直接將污水排出不僅會導致大量熱能損失，而且對于被排污的河流溫度也會造成影響，對河流中的生物以及岸邊的植物都會構成破壞，是既浪費資源又污染環境的做法，我國現階段鍋爐排污水主要是通過單級的排污系統直接對污水進行排放，或簡單的對二次蒸汽進行回收，都沒有兼顧到對排污水余熱的再利用和保護環境，所以一定要通過有效的技術手段對排污水余熱進行改造。通過大量的實驗分析，發現將要排放的污水集中在鍋爐疏水排污費熱廢水回收其中，可以對污水中所含的熱量有效的回收，如果與此同時再安裝排污冷卻器就可以對污水進行循環利用，減少對水資源的浪費。

3 蒸汽凝結水回收集中改造應用技術

在熱能動力聯產系統工作的過程中，需要產生低壓蒸汽推動能源轉化，如果可以利用蒸汽凝結水自身所含的熱量代替低壓蒸汽，不僅可以減少產生低壓蒸汽的能源消耗，而且可以實現對蒸汽凝結水余熱再利用，不僅節約了資源，而且使資源得到了最大化的利用，符合節能減排的要求，所以要通過技術手段實現。目前應用較為廣泛的是背壓回水和加壓回水兩種方式，背壓回水方式主要應用于加壓熱蒸汽壓力本身就比較高，而回水背壓卻相對供應不足的情況，通過加大疏水閥背壓使之產生足夠的壓力將凝結水以及其中不蘊含的閃蒸汽直接輸送到回水點，由此可見在此種辦法中疏水閥具有重要的作用，它的性能直接決定了此種方法的可行性；而加壓回水使用于蒸汽壓力與回水背壓都不充足的情況下，需要借用加壓泵的外力才能實現凝結水輸送，值得注意的是在加壓回水方法中閃蒸汽并沒有得到回收，蒸汽凝結水回收集中改造的具體方式需要根據實際情況確定[2]。

4 化學補充水系統的節能應用技術

實現對化學補充水系統的節能，主要是充分發揮化學補充水自身作用的同時，提升對其熱量的回收再利用程度，所以采用化學補充水在進入熱能動力聯產系統時將其打入除氧器和凝汽器中的方式，通過除氧器化學補充水實現了自身除氧的作用，使汽輪機實現在真空環境下作業，不僅為汽輪機創造了更好的運轉環境，而且保證了其與其他設備協調作業，為后期的熱能在回收利用創造了條件，除此之外，如果可以通過某些設備或手段將進入凝汽器的化學補充水轉化成霧態，則可以對霧態的化學補充水以凝結水余熱在回收的方式對其熱能進行更加充分的利用，但這仍是現階段針對化學補充水系統節能應用的技術瓶頸問題[3]。

5 供熱蒸汽過熱度的科學應用技術

蒸汽過熱度是鍋爐供熱與用戶熱量需求之間存在的差異值，目前一些電廠為了能夠使供熱溫度與用戶熱量需求溫度相符，采用噴水降溫的方式，不僅造成大量熱能的直接損失，而且也造成大量水資源的浪費，使能源轉化的實用性被大幅度地削減，能源、資源、環境都受到了不同程度的破壞，而供熱蒸汽過熱度是將鍋爐產生的蒸汽過高的熱量通過設備的集中，傳輸到熱力系統之中，使之又重新的轉化為機械能，依此循環，不僅可以避免熱能的浪費，而且對于整個循環熱效率都有促進作用，既滿足用戶對熱能的需要，又實現所有熱能充分利用，這是現階段實現優質能量轉化的表現[4]。

6 熱能動力聯產系統的未來發展方向

通過上述對熱能動力聯產系統資源浪費的原因及解決辦法的分析，可以發現通過對其進行節能優化設計可以提升將其礦產能源進行更加充分的轉化，并有效降低熱能源的浪費，使之對資源的破壞程度也明顯降低，在這個過程中既為企業縮減了生產成本又降低了排污費用，使企業的經濟效益得到明顯的提升，所以在未來一段時間內對熱能動力聯產系統進行節能改造是必然的。上述節能技術都是通過對原系統增加某些設備實現，可見其改造的成本并不大，而環境、經濟效益卻是巨大的，所以加大力度深入挖掘節能設計的可能性，是未來熱能動力聯產系統的必經之路。

7 結束語

對熱能動力聯產系統進行節能優化設計是節能減排的要求，也是時代發展的必然趨勢，通過對有效資源的回收再利用不僅可以降低能量浪費，而且可以實現對資源的充分利用，降低對環境的破壞性，節能優化設計不僅應該應用于熱能動力聯產系統，對于其他生產設備也同樣適用。

參考文獻

[1]李勝.CO2捕集能耗最小化機理及煤制天然氣動力多聯產系統[D].北京：中國科學院研究生院（工程熱物理研究所），2012.

[2]林江剛.熱能動力聯產系統節能優化分析[J].科技創新與應用，2014，07（8）：92-96.

[3]廖春暉.燃煤熱電聯產區域供熱系統熱源優化配置研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2014.

[4]孫士恩.焦爐煤氣與氣化煤氣基焦炭、化工與動力多聯產系統及集成機理[D].北京：中國科學院研究生院（工程熱物理研究所），2010.