張連東

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展迅速，能源問(wèn)題備受人們的關(guān)注，為了緩解能源危機(jī)，更多的能源工程逐步開(kāi)始實(shí)施，尤其是熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用，雖然實(shí)現(xiàn)了能量形式的轉(zhuǎn)變，但其在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中卻存在著極大的能量消耗與損失。為了適應(yīng)當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的要求，熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)必須加以節(jié)能優(yōu)化與改造?；诖?，論文分析了熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)路徑，對(duì)于提升熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng);節(jié)能優(yōu)化;設(shè)計(jì)探析

引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和科技現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)村城市化進(jìn)程也開(kāi)始加快，可利用資源匱乏，我們需要通過(guò)利用現(xiàn)代化技術(shù)開(kāi)發(fā)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(yè)的崛起，社會(huì)對(duì)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?jiǎng)?chuàng)新科技，探索出新型技術(shù)，減輕電力供需的壓力。因此積極研究電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃料及燃燒是必須的。

1熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)狀

1.1階梯型能源的利用

在傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的理論基礎(chǔ)是卡諾定量，在整個(gè)運(yùn)行與轉(zhuǎn)換過(guò)程中，由于對(duì)燃料化學(xué)能品位的利用十分有限，常常存在較大的技術(shù)與操作局限。在當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，需以傳統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，加強(qiáng)各個(gè)品位之間的聯(lián)系性，使得化學(xué)能品位可以與熱能、自由能品位緊密聯(lián)系，在關(guān)聯(lián)品位的理論基礎(chǔ)上，化學(xué)能可以通過(guò)對(duì)控制盒的轉(zhuǎn)換聯(lián)產(chǎn)，來(lái)達(dá)到集成性機(jī)理的目的。相關(guān)實(shí)踐表明，集成性轉(zhuǎn)換與能量品位轉(zhuǎn)換之間存在著緊密的聯(lián)系，這種聯(lián)系使得二者在一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)耦合，將動(dòng)力一側(cè)與化工一側(cè)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(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的核心理論，一體化利用主要是通過(guò)對(duì)能量與CO2的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采用的先污染后治理的理論。在熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，首先通過(guò)在熱力系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)，達(dá)到良好的污染治理效果。能源一體化利用原理下，化學(xué)能的階梯級(jí)狀態(tài)使得CO2能夠處于能耗分離狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)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(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)具有節(jié)能減排效益。

2電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃料

燃料的燃燒屬于化學(xué)反應(yīng)，燃燒需要經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程，這兩個(gè)過(guò)程就是點(diǎn)燃和燃燒。點(diǎn)燃指的是燃料的氧化反應(yīng)瞬間加速;燃燒指的是氧化反應(yīng)持續(xù)劇烈進(jìn)行。燃料達(dá)到著火點(diǎn)后才能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒。而對(duì)于氣體燃料而言，原料達(dá)到著火點(diǎn)不一定能夠點(diǎn)燃，它的燃燒也與空氣中的自身占比有關(guān)系。燃料的燃燒離不開(kāi)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(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)即燃燒。對(duì)固體燃料來(lái)說(shuō)，固體燃料燃燒的揮發(fā)性相對(duì)較差。在實(shí)際燃燒過(guò)程中，固體燃料的結(jié)構(gòu)表面存在大量的CO2和CO。其燃燒方式有冒煙、蒸發(fā)、表面等。冒煙燃燒指的是燃料中的碳分子沒(méi)有充分的燃燒，燃料的利用率較低;蒸發(fā)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(jìn)行蒸發(fā)轉(zhuǎn)化成氣體，將燃料氣體與空氣中的氧氣進(jìn)行混合后進(jìn)行燃燒反應(yīng);表面燃燒一般在含碳量較高且容易分解和揮發(fā)的燃料中出現(xiàn)，換而言之，燃料中的碳分子與燃料表面的氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成一氧化碳和二氧化碳燃料產(chǎn)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(dāng)前我國(guó)火力發(fā)電普遍應(yīng)用的燃料為煤炭，就煤炭燃料而言，其包含大量的碳?xì)溲醯仍兀荚氐恼急纫话銥?0%～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(dòng)力鍋爐工作的過(guò)程中，需要保持良好的通風(fēng)，良好的通風(fēng)能夠給燃料提供充足的氧氣，使燃料發(fā)生充分的氧化反應(yīng)，提高燃料的利用率。因此，對(duì)電廠熱能動(dòng)力鍋爐的燃燒反應(yīng)來(lái)看，燃燒反應(yīng)主要為碳燃燒釋放能量的過(guò)程。對(duì)氣體燃料而言，其燃燒過(guò)程具有長(zhǎng)焰、短焰和無(wú)焰三種燃燒方式。長(zhǎng)焰燃燒方式主要是指在鍋爐的燒嘴中，氣體燃料并沒(méi)有發(fā)生燃燒反應(yīng)，待氣體噴出燒嘴后與空氣中的氧氣進(jìn)行接觸，然后才會(huì)發(fā)生劇烈的燃燒，這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)的火焰;短焰燃燒主要是指在汽水中，氣體燃料已經(jīng)與少量的空氣發(fā)生混合，待混合氣體噴出燒嘴時(shí)，少量的燃料氣體已經(jīng)發(fā)生燃燒反應(yīng)，其余未燃燒的燃料與空氣進(jìn)行充分的混合后進(jìn)行二次燃燒，這樣就會(huì)出現(xiàn)肉眼可視的火焰;無(wú)焰燃燒指的是燃料氣體與空氣在燒嘴中已經(jīng)發(fā)生充分的混合與接觸，但燃料噴出燒嘴后即發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)，因?yàn)槠浠瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)于迅速，肉眼幾乎看不到燃燒的火焰。

3熱能與動(dòng)力工程在節(jié)能降耗中的應(yīng)用

從中國(guó)電廠目前的運(yùn)行情況來(lái)看，要想在節(jié)能降耗工作中應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程，可以從廢水余熱回收利用、調(diào)頻方案以及減少蒸汽損失等方面入手，減少能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損耗，真正達(dá)到節(jié)能降耗的目的。筆者結(jié)合多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)論述了熱能與動(dòng)力工程在節(jié)能降耗中的應(yīng)用。

3.1選擇科學(xué)合理的調(diào)頻方案

在電廠運(yùn)行過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，首先要從調(diào)頻方案入手，為熱能與動(dòng)力工程在節(jié)能損耗中的應(yīng)用提供輔助，以便能夠盡快達(dá)到節(jié)能降耗的目的。想要制訂科學(xué)、合理的調(diào)頻方案，工作人員首先要掌握電廠的整體運(yùn)行情況，了解電網(wǎng)運(yùn)行頻率，時(shí)刻調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組的動(dòng)態(tài)性能。在此過(guò)程中，還需要充分考慮電力系統(tǒng)外界實(shí)際負(fù)荷情況，確保電網(wǎng)頻率能夠正常運(yùn)行，這樣才能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行機(jī)組節(jié)能損耗提供保障。此外，在制訂調(diào)頻方案時(shí)，還需要在原調(diào)頻方案的基礎(chǔ)上，選擇比一次調(diào)頻難度低的二次調(diào)頻，分別采用手動(dòng)或者自動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)頻。頻率調(diào)速這種方式對(duì)于電廠運(yùn)行而言，具有耗能少、效率高以及范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于電廠開(kāi)展節(jié)能降耗工作十分有利?？偠灾ぷ魅藛T想要選擇科學(xué)、合理的調(diào)頻方案，就需要從電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況入手，有效落實(shí)熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用，提高電能生產(chǎn)效率。

3.2廢水余熱回收利用

針對(duì)電廠節(jié)能降耗工作，加強(qiáng)廢水余熱的利用。在除氧器設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，如果直接排放蒸汽，可能會(huì)導(dǎo)致熱能損耗。針對(duì)此現(xiàn)象，電廠可以借助冷卻器降低熱能損耗。此外，對(duì)于電廠排污工作而言，一般情況下電廠會(huì)采用定期、連續(xù)的方式排污，這時(shí)，可以采取擴(kuò)容實(shí)施降壓的方式，使得污水能夠被二次利用。但是，在此過(guò)程中需要注意的是，如果污水回收利用率低，不僅會(huì)導(dǎo)致大量的廢水余熱被浪費(fèi)，還極有可能對(duì)廢水排放的周邊環(huán)境造成影響。鑒于此，電廠的工作人員還需要對(duì)此技術(shù)的實(shí)施進(jìn)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(yùn)行過(guò)程中，要想清楚了解熱能損耗現(xiàn)象，了解熱能損耗源頭，就需要排查熱能損耗現(xiàn)象。在此過(guò)程中，工作人員要結(jié)合實(shí)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(xiàn)象。此外，電廠還可以根據(jù)生產(chǎn)活動(dòng)的具體情況，構(gòu)建完善的風(fēng)險(xiǎn)隱患甄別排查體系，解決生產(chǎn)活動(dòng)中的熱能損耗問(wèn)題。電力人員在構(gòu)建排查體系的過(guò)程中，可以充分借鑒以往電力生產(chǎn)活動(dòng)的運(yùn)行資料和實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況等，達(dá)到有效控制熱能損耗的目的。

結(jié)語(yǔ)

熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，可以充分實(shí)現(xiàn)資源與能源的利用。為了能夠有效緩解我國(guó)的能源危機(jī)，更好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，需要加強(qiáng)熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化研究，堅(jiān)持科學(xué)的設(shè)計(jì)原則和理念，增強(qiáng)熱能的應(yīng)用效果，在有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)華，肖娟.電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃料及燃燒淺析[J].信息記錄材料，2017，18（8）：77-78.