淺談熱電廠以及熱能與動力工程發展

冉維曌

【摘 要】隨著時代的發展，我國經濟穩步有力的發展，近些年，隨著產業轉型升級以及節能減排的大力號召，國內熱電廠遭遇著前所未有的挑戰。我國正在向歐美等國家靠攏，大力發展清潔高效的可再生能源。為此我們不惜放緩甚至暫停較成熟的熱電廠的發展，但是同時，我國目前仍是世界上最大的發展中國家，所以目前我國是頂著經濟飛速發展和保護資源環境的雙重壓力。所以在我國未擺脫以熱電廠作為發電產業支柱的現狀前，繼續發展能源與動力工程清潔化發展迫在眉睫。

【關鍵詞】熱能與動力工程；清潔化發展；重要地位

一、引言

現階段，可開采的不可再生能源匱乏、優質的清潔能源（頁巖氣、可燃冰）受開采技術的限制，新型能源利用效率低等成為了我國經濟發展以及能源利用轉型過程中最尖銳的問題。

根據國家發改委公布的《9月水電發電大幅增長，清潔能源增長持續加快》，2018年，受南方良好降雨的影響，9月當月，全國水電的總發電量有所顯著提升，因此火電發電量有所下降，這是自2016年6月份以來首次下降。

從2018年的1月到9月份，全國總發電量達到46891億千瓦時。其中火力發電總量為34525億千瓦時，占發電總量的73.63%；水力發電總量為8147億千瓦時，占發電總量的17.37%；剩余9%是核能、風能、太陽能等新型能源發電量。據中國工程院調查研究顯示，預計到2020年，火電事業將達到最高峰，占全國總發電量的75%左右；到2050年，火電占比將實現回落，占當時全國發電總量的60%；直到2080年火電才會失去電力行業支柱的地位。

二、論熱能與動力工程的重要性

自二戰以來，煤炭以及石油變成了主要的世界能源，但是煤炭石油都是不可再生資源，隨著時代的飛速發展，傳統能源逐漸面臨著后續不足的尷尬局面，再加上日益嚴重的環境問題，越來越多人呼吁尋找研發新型可再生節能能源，更新傳統火力發電方式。

目前世界上200個國家共同面臨著能源問題。僅有少數非洲以及南美洲國家依然面臨著可利用能源匱乏的情況，大部分國家都在面臨著能源使用與環境保護相對立的問題。在世界環境問題上，我國不斷做出突破性的貢獻。為指導我國火電廠的改革，國家發改委印發了《關于印發燃煤鍋爐節能環保綜合提升工程實施方案的通知》，力求在清潔能源替代老能源、城市集中供暖、改進現有熱電廠鍋爐的落后技術、提高鍋爐用煤的品質4個節能減排途徑中尋找創新和突破，力求在正確的正確指引下，使我國熱電廠的對環境不造成過大破壞。

我國目前正處于經濟發展的持續發展階段，國內工業、農業、軍事等方面對能源的需求量極大。在目前新能源未成熟的情況下，熱力發電依然是發電形式的主體，由于目前發展的新型能源都存在一定的發展缺陷，在人類未掌握可控核聚變能源之前，化石能源的使用時比缺少的。所以傳統熱力發電的改革迫在眉睫。

三、熱電廠運用中存在的問題

（一）熱電聯產對電廠經濟性的影響

目前，火電工程主要用于三個發電廠：1純發電集團（例如邯鄲碼頭電廠）2純供熱集團（例如鐵西熱源廠）3熱電聯產企業（例如云寧熱電廠）。由于我國目前大規模實行集中供暖，取消小規模燃煤供暖的政策，熱電廠以及熱源廠承擔了目前城市集中供熱的重擔。但是由于受到“以熱定電”以及供熱半徑的限制，熱電廠無法采用大容量的熱電機組。眾所周知，火電機組的容量決定了能源的徹底使用程度。

（二）環境污染

我國工業燃煤鍋爐規模小，燃燒效率低，大約在60%到65%之間，較國際先進水平仍落后15%；2016年，在全國空氣污染物總排放量中，燃煤工業鍋爐年排放煙塵占33%，SO2占27%。熱電廠燃煤鍋爐耗煤量大，污染嚴重，并且熱電廠的排污煙氣中顆粒物濃度較高，其中包含的SO2、氮化合物對環境造成巨大的破壞。這違背了目前主張的工程環境倫理問題

（三）自動化程度較低

目前火電廠自動化程度較低，依然停留在人工處理加電腦輔助的模式，電廠的總控室里能夠顯示各級管道壓力溫度等基礎數據，其余情況與要依靠總控人員計算加上多年經驗判斷。目前熱電廠中依然通過人為操作處理的方式，在處理當中存在這不同程度的差異性，正因為震中人為操作的才一應影響了整體產出電的品質不高，由此引發了電能儲存方面的各種問題，會對熱電廠的生產產生了較大影響，并且會對居民用電的穩定性產生較大的影響。

四、熱電廠運行過程中對應的解決辦法

（一）取消小型發電站以及電熱聯產企業

十一五期間，國家發展改革委員會、能源辦公室聯合發布了《關于加快關停小火電機組的若干意見》，意見中提出了逐步關停符合規定的燃煤（油）機組；對目前仍在使用的熱電聯產的機組實施實時在線監測政策；推廣大中型熱電聯產機組，背壓型熱電機組；關閉小火電機組，集中精力建設大機組等實施方案。

總結來說就是，由于電力傳輸的線損較小，并網比較成熟（2018年全年線損僅占總發電量的8.6%）而熱源傳輸損失過大，經過幾個換熱站，能量流失嚴重。所以應將小型火力發電機組取締，建立大型聯合火力發電機組，解決化石燃料燃燒不充分等情況。并且應取消熱電聯產的形式，將在城市附近的小型火力發電站整改為專門的熱源場，采用就近供熱的方式，減少熱能在傳輸途中的損耗。

（二）煤炭清潔技術以及煙氣排放連續監控

在煤粉制作之前，徹底清洗煤炭，將煤炭內的灰塵徹底清洗，并且要是用濕式或干式脫硫脫硝法，降低煤內的硫硝含量。在節約能源降低損耗方面，針對爐體本身結構優化、增強爐內流動、各級傳熱的效能增強、使用新型的自動控制技術、改進燃燒設備等方面進行改革創新，開發煤種與煤質多變的節能新技術和機電一體化的新型高效節能產品；在污染物減排方面，降低煙塵、SOX、NOX等污染物排放的關鍵技術是發展的核心與關鍵，研究燃料處理、燃燒、脫硫和除塵設備以及優化廢物處理技術，并且將鍋爐和鍋爐的外部結合起來，優化爐膛的里部的處理過程，加強爐外清污處理工作，實現綜合除塵，脫硫脫硝的關鍵技術創新

建立煙氣排放連續監測系統，連續監測鍋爐使用過程中產生的廢氣，包括測量出廢氣中包含的物質、廢氣的溫度、壓力流速等數據，建立完整的煙氣實時數據報告，由環保部門與電廠排放科聯合監管，堅決杜絕不合格煙氣排入大氣。

（三）建立自動控制系統

目前水電站實行“無人值班，少人值守”的政策，絕大多數操作都在計算機上完成。在學科研究過程中，水電站及其運營技術與熱能與動力工程同屬于一級學科，但是水電站及其運營技術對本科自動化、電子技術的要求遠高于熱能與動力工程。應該在專業人員的學習過程增加自動化的知識，以便于專業人員自己建立一套適用于熱電廠的自動控制系統，以消除人為因素的存在的差異。

五、結語

電力系統始終是經濟發展的先鋒，隨著經濟的飛速發展，人們對于電能的需求日益增大。在接下來二十年里熱電廠依然會飛速發展，熱能與動力工程在電能生產環節必不可少。電力行業需要認識到熱能與動力工程的重要性，借助新興的科學技術，建立起智能化自動化新時代電廠

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