热能动力系统节能改造研究

热能动力系统节能改造研究

马均益 包萨仁图雅 李初一 籍建川

内蒙古上都发电有限责任公司  027200

摘要：热能动力系统也被称为热能发电系统，该系统有机地结合了热能装置，可以实现热能转换，是发电厂能源转换和利用的重要载体。通过热能动力系统，可以先将各种能量转换成热能，再将热能转化为机械能和电能，并完成能量输出。

关键词：热能动力系统；节能技术；改造方法

1热能动力系统节能改造的意义

对热力发电系统进行节能改造，降低CO2排放具有重要的现实意义。由于碳是矿产能源的重要载体，因此，矿产资源的焚烧不可避免地会释放出大量的CO2。为了达到节能减排的目的，科技工作者必须不断地进行改进和改进，以达到更高的能效和降低二氧化碳的排放量。电站可以将汽轮机、汽轮机、高压锅炉等不同的系统集成在一起，以降低热电发电的能量消耗。同时，从节能减排的角度出发，电站必须保证热力发电装置在工作过程中一直保持在较低的温度下。

2热能动力系统性能评估

2.1热能动力系统性能指标

热效率是衡量热能动力系统性能的最重要指标之一，它表示系统在转换过程中有效利用热能的程度，热效率可以通过输出功率与输入热量之比来计算，高热效率意味着系统能更有效地利用热能，从而提高能源利用率。负荷率是指系统实际负荷与系统设计负荷的比值，它反映了系统在实际运行中的负荷水平，负荷率过高或过低都会影响系统的运行效率和设备的使用寿命。系统可靠性是指在规定的时间和条件下，系统能够正常完成预定功能的能力，系统可靠性的评估通常包括系统的故障率、维修时间等指标。环境影响主要包括系统运行过程中的排放物种类、排放量等。环境友好的热能动力系统不仅能提高能源利用效率，还能减少对环境的影响。经济性是指在满足系统性能要求的前提下，系统的运行和维护成本尽可能低，经济性的评估通常包括系统的初始投资、运行成本、维护成本等。

2.2热能动力系统性能评估方法

对于热能动力系统性能的评估需要收集系统运行的各项数据，包括温度、压力、流量、功率等。然后，通过数据分析了解系统的运行状态，找出系统的弱点和问题，数据分析可以使用统计方法，也可以使用更复杂的数据挖掘和机器学习方法。模拟模型是通过建立系统的数学模型，模拟系统的运行过程，预测系统的性能。故障诊断与预测是通过对系统的故障数据进行分析，可以识别系统的故障模式，预测系统的故障发生时间，从而提高系统的可靠性。经济性分析是通过对系统的初始投资、运行成本、维护成本等进行分析，可以评估系统的经济性。

3热能动力系统优化节能改造的方案

3.1化学补水系统设计

电站机组是电站的主要装置，为了保证机组的安全运行，需要在机组中设置一套化学补给系统。需向电容或脱氧机组添加冷凝水，且在操作过程中要对温度进行严密的调节，若水的温度过低，则需使用装置提升温度；确保快速进入冷凝液。在化工补液系统中，通常使用喷水补液，这种方法可以对尾气中的一些热量进行有效的利用，以提高凝汽器的真空度。为提高回流量，也可采用一种低压加热方式，对其进行逐级加热，达到调节高能量蒸气的目的。在化工补充水系统的设计中，可以采用水泵对凝结水进行补充，若要向锅炉供水，则可以启动水泵、管路等进行补充。在运行过程中，副水泵旁路阀门可以开启，通过关闭备用水泵，并利用补水箱与冷凝器之间的压差，达到自动调节供水的作用。通过加装凝汽器辅助水，可通过主、次两级调节阀来调整凝汽器热水井的水位。在正常工况下，要通过主控阀门，按照热井点的资料来进行液位的自动调节。当水位下降时，总控制阀应开启。当水位持续下降，水位报警时，集中控制室内快速开启旁路备用阀门，以提高水量。如果高温油井的水位很高，则要关掉阀门。当水位继续升高时，开启高出水口阀门，凝结水经凝结水泵、脱盐装置及增压泵进入补充池，从而实现补水作业。

3.2蒸汽凝结水回收利用

冷凝水回收效益高，但仍面临以下几个问题：（1）冷凝集合点处压强不均，造成冷凝水循环利用效率低，影响了冷凝水的再生利用效率。(2)冷凝水质差，如果冷凝水中含铁较多，不但易生成锈垢，而且会加重设备的腐蚀；因此，对锅炉的运行效率产生了很大的影响。通过对蒸汽锅炉加水处理，可以使冷凝水中铁含量降至0.1毫克/升。若凝结水的pH值、硬度和氯根含量都能满足给水的需要，则可将其恢复至原水的品质，甚至更高。在电厂给水管网中，以冷凝水为主，经净水厂出的软水只能用作锅炉的辅助用水。锅炉冷凝水防护剂是一种液态物质，它是由一种以活塞泵形式喷射到锅炉进水管道或分气缸内的油管中，然后进入到管道中。用户应保证冷凝水管已完全注满（冷凝液的液面应低于贮水池的液面），防止有过量的溶解氧流入管线，产生腐蚀；因此，冷凝水管的寿命将大大延长。在凝结水流入供水或浓缩池前，要通过旁路排放阀及取样点，因此需要对其进行周期性取样并测试，以便能及时地发现是否存在泄漏；并针对这些问题，采用了针对性的治理方法，避免了对水源的污染，实现了安全、节能和节能的生产。

3.3废水余热回收利用

现有自然循环锅炉本体产生的高温废水经过膨胀罐后分两级排放，高温蒸汽通过管道排入大气。膨胀罐沿途产生的汽水混合物排入水井，不能重复使用。因此，为了防止热浪费问题，合理提高能源利用率，有必要设计一种新型的废水余热回收利用系统。系统采用DCS控制，电机联锁，水流自动控制。它结构简单，可以在原有排水水箱的基础上进行开发。它不仅可以解决高温废水的热回收和回用问题，还可以避免资源浪费。

3.4回收利用锅炉废烟余热的措施

烟气排出时，其烟气高温可达到200°C，其余热均为二次能量，若不合理开发，不但增加了企业的生产成本，也带来了大量的能量损失。而且，这些废气的温度很高，如果直接排出，会对大气环境产生很大的影响。在我国积极倡导节能减排的大环境下，企业应当降低其废气排放，改善其运行效能，并使其得到有效的回收。针对这种问题，行业可以针对具体的条件，设计出合适的节热器，在锅炉的工作和热能电力系统的循环中，使烟气的热量得到有效的使用，同时，在锅炉尾部，安装了一个低压省煤器，与热动态能力系统相连，布置在最优的引水点上，从而使烟气排出的热量得到有效的利用。实践证明，采用低压省热回收装置后，烟气排放的烟气温度可控制在25度以下，大大增加了锅炉的利用率。另外，它还可以节省煤和减少对环境的污染。对烟气中产生的热量进行了回收，其方法有：利用烟气中的废气进行燃烧和利用废弃工件进行燃烧。然而，因为加热工件的位置有限，所以通常采用废风辅助燃烧，这一方法的节能效果非常明显。

结论

为进行热能动力系统的优化与改造，技术人员需明确节能改造的根本目的和实施措施，以此提高系统发电效率，保障达到节能降耗的目标。优化节能改造是提高热能动力系统能效和可持续性的关键措施，通过设备级和系统级节能技术的应用，可以显著提升系统的能源利用效率和整体性能。经济性评估为改造方案提供了经济可行性的依据，而基于效益评估的持续优化则确保改造方案的效果持久且可持续。未来可通过不断的创新，推动热能动力系统向更加高效、可持续和环保的方向发展，同时，还应该推进企业的有序管理和绿色生产，以提高企业的整体效益、满足人们的日常生活需要、促进企业的可持续发展。

参考文献：

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[2]刘志武.热能动力系统优化与节能改造[J].电子测量技术，2022，42(18):22-26.

[3]李文海.热能动力系统优化与节能改造分析[J].节能，2023，38(8):67-68.