熱能動力聯產系統的節能優化設計探析

張連東

摘 要：近年來，我國的基礎建設的發展迅速，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，尤其是熱能動力聯產系統的應用，雖然實現了能量形式的轉變，但其在系統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發展的要求，熱能動力聯產系統必須加以節能優化與改造。基于此，論文分析了熱能動力聯產系統的節能優化設計路徑，對于提升熱能動力聯產系統的穩定、可靠運行具有重要的意義。

關鍵詞：熱能動力聯產系統;節能優化;設計探析

引言

隨著經濟全球化和科技現代化的發展，農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代化技術開發出新型能源，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熱能動力聯產系統運轉現狀

1.1階梯型能源的利用

在傳統的工業發展領域，熱能動力聯產系統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。在當前工業現代化的發展過程中，要實現熱能動力聯產系統的優勢，需以傳統理論為基礎，加強各個品位之間的聯系性，使得化學能品位可以與熱能、自由能品位緊密聯系，在關聯品位的理論基礎上，化學能可以通過對控制盒的轉換聯產，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系，這種聯系使得二者在一定條件下能夠實現耦合，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產系統的核心理論，一體化利用主要是通過對能量與CO2的控制來實現的，采用的先污染后治理的理論。在熱能動力聯產系統的運行過程中，首先通過在熱力系統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，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使得CO2能夠處于能耗分離狀態下，實現了二者的充分融合，大大提升了能量的利用效率，CO2的排放量有所降低，熱能動力聯產系統運行時具有節能減排效益。

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劇烈進行。燃料達到著火點后才能夠實現燃燒。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、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的燃料中出現，換而言之，燃料中的碳分子與燃料表面的氧氣產生化學反應，從而生成一氧化碳和二氧化碳燃料產物，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，然后才會發生劇烈的燃燒，這時候就會出現較長的火焰;短焰燃燒主要是指在汽水中，氣體燃料已經與少量的空氣發生混合，待混合氣體噴出燒嘴時，少量的燃料氣體已經發生燃燒反應，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發生充分的混合與接觸，但燃料噴出燒嘴后即發生劇烈的燃燒反應，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，真正達到節能降耗的目的。筆者結合多年從業經驗，詳細論述了熱能與動力工程在節能降耗中的應用。

3.1選擇科學合理的調頻方案

在電廠運行過程中，要想實現節能環保，首先要從調頻方案入手，為熱能與動力工程在節能損耗中的應用提供輔助，以便能夠盡快達到節能降耗的目的。想要制訂科學、合理的調頻方案，工作人員首先要掌握電廠的整體運行情況，了解電網運行頻率，時刻調整電網運行機組的動態性能。在此過程中，還需要充分考慮電力系統外界實際負荷情況，確保電網頻率能夠正常運行，這樣才能夠為電網運行機組節能損耗提供保障。此外，在制訂調頻方案時，還需要在原調頻方案的基礎上，選擇比一次調頻難度低的二次調頻，分別采用手動或者自動的方式進行調頻。頻率調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點，對于電廠開展節能降耗工作十分有利。總而言之，工作人員想要選擇科學、合理的調頻方案，就需要從電網的實際運行情況入手，有效落實熱能與動力工程的應用，提高電能生產效率。

3.2廢水余熱回收利用

針對電廠節能降耗工作，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象，了解熱能損耗源頭，就需要排查熱能損耗現象。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象。此外，電廠還可以根據生產活動的具體情況，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

熱能動力聯產系統的節能優化設計是工業發展的必然趨勢，可以充分實現資源與能源的利用。為了能夠有效緩解我國的能源危機，更好地實現工業生產的可持續發展，需要加強熱能動力聯產系統的節能優化研究，堅持科學的設計原則和理念，增強熱能的應用效果，在有效提高企業生產效率的同時，創造更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]王衛華，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.