浅谈电厂热动系统节能优化策略

浅谈电厂热动系统节能优化策略

徐卫俊

山东核电有限公司265100

摘要：国家十分重视环境与能源之间的关系，制定了一系列的政策，提倡节约能源，降低污染，促进环境友好，节约资源。为顺应时代发展，电厂必须提高对节能减排的重视，采取相应的改进措施，使其达到最优，从根本上贯彻科学发展观，实现电厂的可持续发展，为今后的平稳运行奠定良好的基础。本文从电厂热动系统节能观点出发，探讨了在社会生产中应用的热能动力工程的节能技术，对国内的工业发展具有一定的借鉴意义。

关键词：电厂；热动系统；节能；优化策略

引言

在经济快速发展的今天，特别是国家提出2030碳达峰，2060碳中和的宏伟目标后，国家越来越重视环境保护和节约能源。锅炉是火力发电系统中的重要组成部分，采取有效的节能措施可以减少能源消耗，提高热动力系统的运行效率。核电厂由于技术的独特性，热效率相对火电厂就更低一点，更有节能优化的迫切需求。总体来说，电厂热动系统是一个巨大的资源，因此，需要对其进行了深入的研究，，并提出相应的控制、优化措施。

1电厂热动系统

1.1蒸汽机

蒸汽机在运转时会消耗矿物能量，产生热量。蒸汽机内装有大量的水，通过一条特殊的管道将热量输送到水里，在这个过程中水就会被蒸发成水蒸气。水蒸气很快就会膨胀，而在活塞的运动中热量就会转化为机械能量。

1.2内燃机

内燃机能使燃油和空气混合，生成高温、高压的燃气。当空气膨胀之后，它就会与活塞发生碰撞，使活塞产生功，产生机械功，将热量转换成机械能。

1.3电力系统

电力装置、热能装置、电力工程等都是重要的组成部分，是整个工业体系中最重要的一部分。为了适应社会发展和节能减排的需要，必须对电力工程的基本原理和结构进行全面而细致的研究，并对其进行优化和改造，促进社会的和谐发展。目前我国的能源供给形势十分严峻，为了缓解我国的能源短缺状况，必须深入开展电力工程的设计，并提出一套行之有效的解决方案，以促进我国的能源结构和现状。

2电能生产主要影响要素

2.1设备的选用和热量损耗

在发电的过程中许多因素都会产生影响，包括了设备自身的工作状态和工作性能。假定在这个时候，热能的利用率不够，不能保证工作的效率，就会造成热量的损耗。因此，必须对其进行合理的工艺设计、工艺设计，选用合适的设备和工艺。从源头入手，加强对热量损耗的研究和管理，改善热能的运行状况，达到节能减排的目的。目前，我国电力公司普遍采用变频调速技术[1]。这些方法的运用取得了很好的结果。当然，这是一项不稳定的技术，也是一笔巨大的投资，让能源和环境变得不合理。这是今后要重点解决的一个问题，也是未来研究的重点方向。

2.2凝汽器失稳

在电力系统运行过程中凝气设备的性能与设备的品质直接影响着最终的电力生产效率。从凝气透平的特性就可以看出，它的结构十分复杂，在运转中会受到外部环境的影响，对凝气机组的生产和使用造成一定的影响。设备不稳定，操作效率低，将直接影响产品的使用效果。

3电厂热动系统的节能优化目标

电厂热动系统的节能优化分析在当前的阶段，从热能系统的运行中获取的技术参数，并根据数据的积累和分析，提出了相应的改进措施，以达到最大限度节约能源，达到提高生产效率的目的。目前，很多热电厂的热动系统负荷过大，原有的热源控制方式难以适应高负荷的要求。这对电厂的发展策略是不利的，所以必须进行热能系统的节能优化，以达到最大限度地降低能耗，实现绿色、低碳、可持续发展。电厂的热力系统在电厂中的地位最为突出，一个电厂的发展前景取决于系统的优化。在电厂的电力系统设计中必须充分考虑其节能效应。在进行设计前，必须对整个热力系统进行全面的检查，确定可能存在的热能系统故障和危险，进行维修。要使供暖系统达到最大的热效率，达到节约能源和减少排放的目的，是最好的办法。开发人员还需要根据资料和参数对热能系统进行优化。当一个发电厂的热力系统正常工作时需要对其进行数据分析，发现其存在的安全风险和与大气污染有关的潜在危险，达到整体的可持续发展战略目的。随着人类社会的发展和进步，我国的资源利用水平逐年提高，生态环境问题日益突出。电厂是能源密集型行业，其节能降耗问题日益突出。随着其规模的扩大，其生产成本也在逐年上升，因此，节能减排成为了公司发展的必然选择。与此同时，水利、风力发电，更符合国家的绿色发展理念，燃煤发电不但浪费了大量的能源，还带来了大量的污染，对生态环境造成了极大的损害。目前国内对于热动系统的节能减排认识还比较薄弱，很难真正实现其节能减排；目前国内电站的热动系统结构和电机的衔接还不完善；其中，相关工作人员的专业素质、思想僵化、相关的规范性、系统性的缺失。节能减排是我国发展的重要战略，其技术具有系统性和先进性。有效地分析了火力发电厂的热动系统，提出了利用新型节能器来达到节能降耗的目的。为顺应时代发展，电厂必须提高对节能减排的重视，采取相应的改进措施，使其达到最优，从根本上贯彻科学发展观，实现电厂的可持续发展，为今后的平稳运行奠定良好的基础。

4热能发电的节电技术

4.1节流调整

由于热能与电力工程中的节流控制技术是目前世界上使用最多的技术，所以应该更多地关注节流控制在热电厂中的应用。节流调节通常不具有调整级的这种特征，因此，节流调节的效率要靠其他方法来实现。在实际应用中节流调整主要用于小容量装置，当容量不大的装置在运行时当某个阶段的最大负载超出了额定值时节流调整会导致相应的级数上升，并使其参数下降，减少了在运行中的危害，保证了电厂的安全。同时弗留格尔方程可以有效地计算出热电厂的流量，大大提高了节流的效率，促进了热能和电力工程的发展。

4.2优化工业布局

在电厂热动系统中要以优化工业结构为目标和方向，以减少能源消耗。首先，要积极地调整工业的能源结构，积极学习先进的节能技术，引进高效节能设备，根据需要调整工艺方法与流程，创造无污染或是污染非常小的模式，保障生产能力及生产效果[2]。其次，技术革新要因地制宜，充分利用当地的水资源优势，利用热能，例如利用空气中的热量来节约能源，达到最大限度利用电能。最后，必须对现有的技术和设备进行改造，以改善电力和热能的工作效率。

4.3可调式变化工作条件的选取

采用混合方式进行控制，既能提高机组的热能利用率，又能提高机组的发电效率，又能保证机组的稳定、高效运转。因此，必须从生产实践出发，强化生产管理，优化工艺参数和运行。采用辅助控制技术，解决了热效率参数的控制需求和问题。在运行中要根据实际，对工况进行合理的配置和分析，根据电厂的情况进行分析和研究。根据生产实践，对机组运行方式进行了优化和调整。应做好配比的合理设计，注意气门的状态，以免在工作条件变化时受影响，降低机组的工作性能。在开启状态下，采用手动方式进行合理的控制。通过优化工艺，有效地避免了因峰值升高而产生的问题，保证了能源能够顺利、合理地转换，提高了系统的工作质量和工作效率。

4.4蒸气冷凝水的循环再利用

在热能发电联产系统中低压蒸气设备是保证能源转换效率的重要组成部分。在系统的运转过程中低压蒸汽机发挥了关键的推动力，保证了相关设备的稳定运转，保证了生产的正常进行。在低压蒸汽机组的运行和使用中不可避免地会产生大量的蒸汽，这些蒸汽主要是由于机械余热引起的，如果不能充分利用这些热量，在系统运行中会出现很大的能耗损失。因此，为了达到热能发电的节能设计，必须加强对其余热的利用，并从细节上进行控制，而对于蒸气冷凝水的回收，则可以采用后压回水和加压回水。两种不同的回收方法在实际使用中存在着不同的特点，需要根据系统的压力值来选择不同的再生方法。

4.5废水再利用

通过回收废水中的余热，可以有效地改善其节能和工作品质。在除氧机运转的过程中如果将蒸汽排出，会损失大量的热量和质量。要解决这个问题，就必须采用适当的冷却器来解决这个问题，以达到控制热能损失和热能损失的目的，达到较好的效果，降低各类错误的发生。要根据具体情况制定定期、连续排污的方法和模式。要达到较好的排水效果，必须对废水进行二次处理，并对其进行二次处理。当然，如果这个方法的效率太低，不仅会消耗大量的电力，还会产生大量的废水。因此，必须对该技术进行深入的研究，并对其进行合理利用，确保能源利用的质量和效率，达到节约能源的目的。在实际生产中由于锅炉在运行过程中的高温，导致整个锅炉的蒸汽流量很大。在此情形下，为了减少因水中离子含量太高而造成的危害，必须保持高排放。在锅炉排出污水时会产生大量的水汽，但如果将这些废水直接排出，不但会造成水资源的浪费，而且还会导致热量的流失，因此，为了减少不必要的能耗，必须对锅炉的排污进行优化。目前国内多数发电厂采用的是采用连续式污水扩管工艺，在废水排出过程中通过扩大容积后的水蒸气进行循环利用，这样既可以节省废水中的余热，又可以降低废水的浪费。同时电厂还可以在污水排放口安装冷却器，这样不仅可以回收废水中的热量，而且可以将废水冷却后，再将其输送到水循环系统中达到节水的目的。

4.6降低锅炉烟气排放温度

热效率是衡量锅炉工作效率的重要指标，通常都是通过减少各种热量损耗来提高其热效率。在锅炉工作过程中最大的热量损耗是排烟和散热，它的损耗与烟气温度、热体积有很大关系。因此，在减少烟气热量损耗的过程中通常要从控制烟气的温度入手。例如，目前的两个流化床锅炉，其性能指标是75 t，但是在具体操作中由于煤种的偏差，造成了锅炉的实际工作温度超过了设计值，达到了170℃。经测算，该锅炉的排烟热损失可达到7.6%，经计算，其热效率为88%，比原来的设计指标要低。2015年末，电厂原计划采用电袋式集尘机取代电袋式集尘机，但由于受高温的影响，在考虑后，采用了喷射式脱盐的方法来控制烟气的温度，但这样做会造成热量的损失，增加了脱盐水的使用量，同时在注入过程中还要依赖水泵，增加了能耗，增加了成本。因此，在综合考虑后，采用了热管式空气预热器。

4.7机组的节能优化

热能系统在运转的过程中会产生大量的高温蒸汽，通过喷射来冷却，这样就可以降低蒸汽的温度，达到控制蒸汽的效果，但也有一个弊端，那就是大量的蒸汽会被浪费掉。为了达到生产要求，必须要有足够的热量。而要改变这种状况，最好的办法就是减少对热量和蒸气的消耗。在涡轮里面安设了一些特殊的装置，可以让蒸汽进入到涡轮里面，保证它的正常运转，这样就可以将高热量的蒸汽变成低能耗的电能。改进循环泵的调节方式，可以减少对能源的消耗。目前，电厂采用的是调节冷却水的方法，采用启停循环水泵，以提高冷却水质量。采用一机两泵的方式，即在夏季和冬季，两台水泵的功率为50%，而在春秋两个季节，两个水泵同时工作，两个水泵同时工作。至于采取何种方法可以实现节能优化，还要由有关工作人员根据实际操作情况来确定。通过变频调速，可以调节泵的转速

[3]。近年来，循环变频泵已经普及开来，但是电动机的功率并不是很大，为了提高电动机的负荷速度，必须要提高电动机的负荷速度。该方法精度高，速度稳定。水泵的流量、压力和它的旋转速度是成比例的，当水循环水泵的速度降低时它的流量就会降低，避免了浪费水，降低了水泵的工作效率。

4.8合理利用火力发电锅炉的余热

发电厂的能源生产离不开锅炉的燃烧和供热，锅炉在高温的作用下会有大量的废气泄漏出来，对周围的空气和环境造成危害，持续排放烟尘还会产生大量的热损失。首先，在电厂内设置锅炉废热处理装置，既能提高设备的工作效率，又能达到节能的目的。在热再生设备的改造和安装过程中通过在锅炉末端加入凝结水循环设备，使其能够吸附并溶解大部分的烟气和污染物。其次，利用燃气产生的热能，可以有效地利用热能，降低环境污染。有些电厂还安装了专门的节能器来处理锅炉的废热，以阻止烟气的泄漏，并且可以有效控制和回收系统的热损耗。

5今后火力发电厂节能减排的发展动向

5.1最优排程方式

为了全面贯彻节能环保的发展思想，今后的火力发电厂必须不断地完善和优化电力生产的调度方式，特别是对热能系统的运行设备进行全面的调整和优化，以达到节能和减少排放的目的。

5.2可再生能源的产生

目前，火力发电所使用的燃料是煤炭和天然气，这种能源不但价格昂贵，而且是不可再生的能源，在国内使用的数量很少，并且会慢慢消亡。太阳能、风能等可再生能源的开发利用，具有资源广泛、高质量和低成本的特点，为今后的火力发电提供了新的途径。

5.3减少线路损耗的技术

火力发电厂的总线损耗过大，是目前火力发电厂的一个大问题。适当地调整变压器的内部结构和数目，优化无功功率，减少线路损耗，达到节能减排的目的。

5.4建立节能减排的管理体系

建立和完善的节能降耗管理制度，严格执行机组的日常控制，重点监控煤耗、耗资多的环节，确保了热动系统的安全稳定运行，降低了浪费，提高了煤耗和能源利用率。建立能源消耗管理制度，对电厂员工的行为进行规范；最主要的是要成立一个有效的监督团队，严格禁止违规操作，防止煤炭消耗过度。

结语：

热能技术在工业中得到了广泛的应用，为了达到可持续发展的目的，电厂必须关注环保和能源消耗。电厂要想提高生产技术，在市场上占据一席之地，就必须建立一个节能降耗系统来控制生产成本，并根据机组的特性，采取适当的节能减排措施，并制定合理的节流方案，以改善传统锅炉的运行模式。我国的社会和经济发展需要大量的能源，因此，要加强节能减排，转变技术观念，调整工业体系和结构，采用新技术，为社会发展和工业发展提供有力的支撑。

参考文献

[1] 周均智.电厂热动系统节能优化策略[J].  科技创新与应用. 2020(32). 104-105.

[2] 赵钧.电厂热动系统节能优化策略探讨[J].  应用能源技术. 2021(08). 47-49.

[3] 付超. 电厂热动系统节能优化策略探析[J]. 设备管理与维修. 2019(06). 187-189.