火力发电厂热能动力系统优化与节能改造研究

火力发电厂热能动力系统优化与节能改造研究

田启

身份证号码：412727198510146118

摘要：我国电力行业和我国科技水平的快速发展，火力发电厂热能动力系统优化与节能是主要工作。热能与动力工程是现代工业和能源领域的关键技术之一，尤其在追求节能降耗的当下环境中，其重要性愈发凸显。随着全球对能源效率和环境保护的要求不断提高，热能与动力工程在提高能源利用效率和降低能源消耗方面扮演着至关重要的角色。本文通过对热能与动力工程的各个方面进行全面的分析，着重探讨在实际应用中遇到的主要技术难题及其解决方案。因此，本文的分析和探讨对于推动该领域的技术进步和实现节能降耗目标具有重要价值。

关键词：发电厂，热能动力系统，节能改造

引言

为最大限度地发挥热能工程技术的作用，推动我国供暖行业迈入全新发展阶段，从业人员必须提高对热能工程技术的重视程度，正确认识到技术应用期间面临的重难点，积极落实采取多元化热源、提高锅炉供热效率、减少湿气损失等策略，顺利建成高品质集中供热工程。

1热能动力装置的定义

热能动力装置是指将热能转换为机械能的热力学装置，是火力发电厂的核心部件，其主要包括锅炉、汽轮机、发电机等。锅炉是产生高参数蒸汽的设备，采用燃煤、燃油、燃气等方式产生热能，根据结构和布置方式可分为水管锅炉、火管锅炉、水壁锅炉等。汽轮机是将锅炉产生的高温、高压蒸汽的热能转换为机械能的装置，可分为汽轮发电机、抽汽机。汽轮机的主要构造包括定子、转子、控制系统、润滑系统等，转子转速一般为3000～3600r/min。发电机是将汽轮机输出的机械能转换为电能的装置，可采用同步发电机、交流发电机等结构，其稳压特性直接影响电网频率的稳定性。

2火力发电厂热能动力系统优化与节能措施

2.1应用先进技术

为落实国家节能减排的方针，满足电力企业高质量发展，火电厂应积极主动引入现代科技手段，改善其生产工艺，降低机组的能耗水平。如利用现有先进可靠的变频技术，将火电厂的给水泵、引风机和一次风机等工频模式改为变频运行方式，从而大幅度降低生产厂用电率，减少能耗；以问题为导向，放眼世界，善于思考和认识，积极引入经实践证明的好的方法和经验，如对脱硫、除尘和脱硝系统进行增容提效改造等工作达到污染物超低排放的目的。

2.2明确热能动力装置检维要点

火电厂的热能装置设备在实际运行过程中，会受到来自各方面因素的影响，如：操作环境、技术人员专业技能、其他干扰因素等，从而导致故障的产生。因此，为了能够有效确保该装置的故障预测以及后期维修处理工作，火电厂相关负责人就需要制定出一套完整的检测方案与实施措施，用以应对实际情况中所出现的安全隐患与事故发生。除此之外，还需要不断地推行装置检测与维护力度，通过定期开展装置设备检测与维护，能够有效降低故障发生率，从而进一步确保该装置的安全性能与实际运行情况均处于最佳状态。其次，为了确保火电厂的各项运行都能够处于安全状态，包括热能动力装置的检测与维修，所以提高相关操作人员的专业能力，尤其是在锅炉运行前，就需要对该装置进行仔细地检查，确保锅炉的水位处于正常状态，进一步出现低水位现象而导致对锅炉本身的造成严重损害。再者，在进行锅炉清洁这项工作期间，同样需要确保整个阀体处于洁净状态，这样才能确保整个锅炉处于安全、稳定地运行状态。一旦发现锅炉设备被任何异物进行覆盖，就需要按照安全事故原则及方案进行处理，从而有效防止产生更大的安全事故。

2.3减少湿气损失

为解决湿气损失问题，确保供热管道内部热能传输介质始终保持气态，保持介质传输速度不变，要对热能工程进行升级改造，以供热管网作为改造重点，具体采取管道保温改造、消除裸露管线阀门、搭建蒸汽管网监控系统三项改造措施。（1）管道保温改造。对现有供热管道的保温性能进行检测，如果保温性能不达标，或供热期间的散热损失超标，则对管道进行保温改造，拆除原有保温层，铺设全新保温层，酌情增加保温层厚度，或选用保温隔热性能更优异的新型材料。（2）消除裸露管线阀门。全面排查现有供热管网，统计裸露地表的管线、阀门位置及数量，由地下暗敷方式取代地表裸露敷设方式，直至供热主干线无裸管问题存在。（3）搭建蒸汽管网监控系统。由于管道内部介质传输速度和用汽负荷处于动态变化状态，传统人工监测调整方法缺乏适用性，需要运用自动化控制技术，供热管网沿途加装调节装置和监测装置，全面感知蒸汽管网运行工况和准确计算用汽负荷，在其基础上动态调整供热方案，以减少供热管网热损失量、节约蒸汽。

2.4汽轮机重热的利用

在节能降耗的背景下，汽轮机重热的利用是提高电厂运行效率的关键策略之一。通过增加汽轮机的数量并采用合理的布局，如上下级的排列方式，可以有效提高热能的利用率。在这种配置中，汽轮机通过串联的方式使热能得到充分地利用，从而提高整个系统的热效率。关键在于保持汽轮机重热系数在0.04—0.08的范围内，这有助于实现能量在不同级别汽轮机间的最优转换。同时，对于不同的汽轮机组，维持合适的差异性是确保整体效率的重要因素。这种差异性不仅涉及汽轮机本身的设计和性能，也包括它们在整个能源系统中的位置和角色。例如，高级汽轮机可用于处理高温高压的蒸汽，而低级汽轮机则更适用于低温低压的工况。通过这样的层级配置，可以确保每一级汽轮机都在其最佳工况下运行，能最大化地利用热能，并减少能源损耗。此外，这种布局方式还有助于平衡负荷和响应电网需求的变化，从而提升整个电厂的运行灵活性和稳定性。因此，汽轮机重热的高效利用不仅能提高电厂的能源利用效率，也对节能降耗做出重要贡献。

2.5蒸汽凝结水回收利用的设计

回收利用蒸汽凝结水需采取适当方法来处理这种废水，常见蒸汽凝结水回收方法包括3种。（1）冷凝水回收：通过在冷凝器中收集蒸汽凝结水，然后将其送回给锅炉供应系统，以实现冷凝水的回收。（2）蒸汽凝结水处理：适当处理蒸汽凝结水，如去除杂质和溶解气体，以确保其适用于锅炉的给水系统。（3）热能回收：利用蒸汽凝结水中的热能，供应供热系统或其他工业过程，以减少能源消耗。蒸汽凝结水利用可通过以下方式实现：（1）供热，将蒸汽凝结水中的热能用于供热系统，可减少对其他能源的需求，降低供热成本；（2）补充给水系统，将蒸汽凝结水用于锅炉给水系统，可减少对外部水资源的依赖，同时提高锅炉的效率；（3）工业过程用水，将蒸汽凝结水用于工业过程中的水需求，可降低工业用水的成本，减少用水量。

结语

为最大限度地发挥热能工程技术的作用，推动我国供暖行业迈入全新发展阶段，从业人员必须提高对热能工程技术的重视程度，正确认识到技术应用期间面临的重难点，控制技术对于确保安全、高效、可持续的能源生产至关重要。因此，相关人员需要重点探讨热能动力自动化采用的一系列控制技术和优化方法，最终推动行业的长效发展。改造后的系统效果理想，可以实现火力发电厂的持续发展，有助于能源行业的绿色转型。

参考文献

[1]党娜.供热工程对环境的影响及治理研究[J].内蒙古石油化工,2021,47(11):32-34.

[2]梁峻铭.热能工程技术在供热领域中的运用研究[J].工程与建设,2023,37(4):1306-1308.

[3]张玉旗.节能环境下热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].节能,2019,38(10):173-174.

[4]樊登兵.分析热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].冶金与材料,2022,42(3):126-127.