熱能動力系統的節能改造設計

呂小婷

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展，社會經濟發展對能源的需求也越來越大，這使得節能減排成為宏觀調控的重要一環?？紤]到經濟發展不能建立在大量消耗資源基礎上，因此建立以生態為導向的經濟增長模式就顯得極為必要了。本節探討了鍋爐廢氣余熱的回收和利用，論述了余熱回收和廢水利用、蒸汽冷凝液回收和利用等火電廠優化節能改造措施，希望能夠為熱能動力系統的節能改造提供理論上的支持。

【關鍵詞】熱能;動力系統;節能改造

能源是經濟增長與社會發展的動力。隨著我國社會發展與經濟快速增長，人們的能源消費也在逐步增加。但在我國能源消費結構中煤炭占70%以上，我國能源需求的不斷增長和不合理的消費導致了能源短缺，這部分說明了我國能源利用效率低下的現象仍然存在，這就要求我們在現有能源的基礎上優化能源體系，并進一步發展節能技術。

1熱能動力系統概念介紹

熱力系統是將熱能轉化為機械能，從高溫熱源中獲取熱量，在高溫高壓下產生膨脹，并從循環中排出余熱的系統。眾所周知高溫主要來源于煤等化石燃料的燃燒到墻體的生產，然而許多燃燒的礦物原料都是不可再生的資源，而化石燃料的燃燒會對環境造成重大的污染與破壞，因此節約能源和提高能源利用率是一個值得企業和社會思考的問題。在企業將化學能轉化為熱能、將熱能轉化為機械能、將廢熱釋放到環境中的過程中，存在著許多節能上的潛力，這就需要企業加強熱能系統的節能技術分析改造，提高資源利用率、降低資源消耗壓力、減少污染物排放、提高企業經濟效益，構建生態導向型經濟增長。

2熱能動力系統優化與節能改造方案

2.1鍋爐廢煙余熱回收利用技術

鍋爐內廢氣的溫度通常高達200℃，其余熱屬于二次能源，在很多情況下唄直接排放因此沒有得到充分利用，造成了重大能源浪費。因此可以說，節能減排政策對環境保護的主要作用表現在提高鍋爐效率、減少鍋爐排放、加強高溫廢氣的充分利用等方面，這是工業生產所必須重視的問題。在工業生產中，可由專門的經濟學家利用余熱煙氣循環過程中的熱流系統與鍋爐，通過在鍋爐末端安裝低壓經濟器，以便在最佳偏轉位置與火電廠連接，更加充分的利用余熱。此外，企業通過安裝低壓切割器來使鍋爐排汽溫度在23℃-27℃左右，此時鍋爐容量也得到提高，在能源消耗方面單位煤耗可被控制在6-9g/kW。因此可以說，鍋爐廢煙余熱回收利用技術的應用，不僅可以節約能源消耗并提高企業的盈利能力，還能夠加強鍋爐內的能量燃燒，并充分利用寶貴的煤炭資源，起到非常良好的綜合節能效果。

2.2雙工質聯合裝置與技術

改善熱能裝置經濟性的措施主要是采用雙工質聯合裝置，主要有3種聯合方式，即用燃氣輪機的排氣作為余熱鍋爐的熱源;以燃氣輪機的排氣作為一般蒸汽鍋爐的助燃氣體;以增壓燃燒鍋爐的排氣作為燃氣輪機的工質。前兩種聯合方式通常是在改造現有蒸汽動力裝置和燃氣輪機裝置時采用，一般可提高原有裝置的效率2～5%;后一種聯合方式一般可比同參數的蒸汽動力裝置提高熱效率5～10%。

熱能動力裝置

水銀-蒸汽聯合循環裝置：其工作原理和燃氣-蒸汽聯合裝置一樣，一般是在高溫段采用汞蒸汽循環發電裝置（或者是其他具有高沸點的有機載熱質），低溫段采用蒸汽循環發電裝置。采用這種雙工質復合循環的發電廠，其熱效率可達40～42%。

其他雙工質聯合裝置：有蒸汽-二氧化碳以及蒸汽和低沸點工質（如氨、氟里昂等）的聯合循環裝置。由于低沸點工質在低溫時的比容比相同溫度下水蒸氣的比容要小得多，因而在同樣排汽面積下大大增加汽輪機的單機容量。這種蒸汽和低沸點工質的聯合循環裝置已成為當前的研究對象之一。

2.3蒸汽凝結水回收利用技術

在工業生產中，大量的能源和工業用水被用來產生蒸汽熱，而在工業生產中往往是蒸汽后的凝結水釋放出熱能進而造成能量浪費，這具體表現在廢蒸汽冷凝液占整個蒸汽室的20%-30%。如果這種高溫凝結水能得到徹底處理，不僅可以節約工業用水，還可以節省大量燃料。蒸汽系統的節能轉化技術是利用蒸汽的余熱代替低壓蒸汽，利用凝結水的余熱降低低壓蒸汽的能耗以達到節能的目的，通常來說在凝析油回收過程中有兩種常見的方法，分別是壓力反饋法和原水壓力法。壓力反饋法是指背壓水由進水閥的背壓驅動，將蒸汽和冷凝水輸送到特定的回收點，在這一逆行步驟中可以充分利用回收水和二次蒸汽，減少對節能環保造成的負面影響。原水壓力法中回收的蒸汽主要是由氣動冷凝泵提供，這種壓力反饋系統的運行非常穩定，兩條回水路線都能充分利用蒸汽凝結水，為工業生產節約鍋爐燃燒能量，減少廢氣和廢水對環境的排放，達到節能減排的最終目的，并為企業取得良好的經濟效益。

3熱力動能系統未來發展潛力

隨著我國經濟的快速增長，能源短缺使工業生產面臨著嚴重的能源短缺問題，隨著我國對能源供應需求的不斷增加，節能和提高能源利用效率逐漸成為工業生產過程中所需要面對的重要課題，這也使得節能減排成為了高耗能企業關注的焦點，進一步推動了節能技術發展?？紤]到熱能系統的優化技術具有很高的經濟效益，因此在新科技手段加持下，將節能應用于熱能系統就能夠改善熱能系統的結構，使熱能系統的運行更加高效，這不僅可以提高能源利用效率，降低工業生產成本，還可以減少環境污染。綜上所述，熱能系統的節能優化提高了企業經濟效益，而熱能系統仍舊具有巨大技術發展潛力，企業和技術人員必須對其進行不斷的開發和研究。

4結語

能源是國民經濟發展的重要基礎，能源問題是經濟社會發展的重要保障。節能環保、減少污染物排放、提高能源利用率均為當今社會發展所需面對的重要課題?；痣姀S的優化和節能改造可以實現工業鍋爐對廢氣、廢水和蒸汽冷凝液的二次利用，這不僅可以節約能源并提高能源利用效率，而且可以減少工業生產中污染物的排放，在保護環境的同時達到節能環保的效果。

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（作者單位：湛江市節能中心）