火电厂热能动力工程中的节能技术分析
张志勇
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张志勇,. 火电厂热能动力工程中的节能技术分析[J]. 电力技术学报,202412. DOI:10.12721/ccn.2024.157119.
摘要: 随着全球能源需求不断增长和环境问题日益突出,热能与动力工程作为主要的能源生产装置,其能源利用效率和安全运行问题备受关注。在当前节能减排和可持续发展的背景下,和电厂的热能与动力工程中节能降耗显得尤为重要。文章从热能与动力工程的应用现状出发,详细论述了热能与动力工程的应用要点,以期实现提高火电厂的生产效率,以及节能环保的目标,促进火电厂的可持续发展。
关键词: 热能与动力工程;火电厂;节能技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157119
基金资助:

火电厂煤炭资源的燃烧率无法达到100%,造成了严重的资源浪费,也造成了一定的污染,与“绿色发展”相悖。相关部门工作人员通过不断摸索研究,将节能降耗作为研究对象,并将其与热能与动力工程进行有效融合,从而实现降低能源损耗的目的,使无用能源转化为可用能源,提高能源的有效利用率,也可以降低对生态环境的污染。

1 火电厂热能与动力工程能耗现状

1.1 设备老化和技术落后

随着火电厂的各项设备运行时间的增长,各部件的磨损和退化会导致设备性能下降,效率降低,从而增加能耗。特别是火电厂中的锅炉、汽轮机等关键设备老化问题突出,导致燃煤的燃烧效率下降,热能转换效率降低,影响整个发电系统的能耗情况。新时期,随着科技不断发展,很多新型节能技术不断涌现,可以有效提高设备的能效水平[1]。然而,一些火电厂可能因资金、技术、管理等方面的限制,无法及时更新设备或引入新技术,导致设备无法达到最新的能效标准,造成了能源的浪费和能耗的增加。

1.2 燃烧效率低

锅炉燃料供给系统的不稳定性或燃料质量不佳,常常导致燃烧过程中燃料的燃烧不完全。这样不仅浪费了燃料资源,还会产生大量的排放物。锅炉燃烧系统的设计和调节不合理是燃烧效率不高的主要原因。比如燃烧时的空气量不合适,容易导致燃烧过程中的能量损失过大。此外,一些锅炉在运行过程中存在燃烧不稳定、燃烧温度过高或过低等现象,也会降低锅炉的燃烧效率。锅炉的清洁程度与燃烧效率密切相关。如果锅炉内部积灰较多,会影响燃烧过程中的热传导,使锅炉内部热能难以得到充分利用,从而降低了锅炉的燃烧效率。

1.3 湿气损耗

在正常运行期间汽轮机组会形成蒸汽,引发湿气损耗。秉承节能降耗的改造原则,在科学改造热电厂设备装置期间,应围绕汽轮机组实际运行特点处理湿气损耗。热能与空气接触后形成蒸汽,蒸汽内部蕴含丰富的液态水,关于蒸汽内部成分,既不具备可靠的测量手段、又无法科学衡量其对设备的影响,在处理汽轮机组湿气损耗问题时,应以选用可靠性强的节能降耗手段为主,避免以实际问题为出发点制定节能降耗方案[2]。

2 火电厂热能与动力工程节能技术的应用

2.1 设备维护和检修

各项设备处于高负荷状态,长期使用将出现各类问题,需要定期进行设备维护和检修工作,使其能够长时间保持良好的运转效果,以此降低能源消耗。首先,锅炉和汽轮机在运行过程中会积累灰尘、油污和其他杂质,降低传热效率,增加能源消耗,要定期清洗锅炉和汽轮机,去除这些积聚物。其次,随着设备的使用时间增长,各个部件会逐渐老化,导致设备运行效率下降,甚至可能导致设备故障。要根据检修的实际情况,对于老化部件,要及时更换,保证设备的正常运行,避免能源损失。最后,定期监测各项设备的温度、压力、流量等运行参数,及时发现设备运行中的问题,调整设备工况以确保其高效运行,延长设备的使用寿命,降低维护成本。

2.2 调整系统节流损失

火电厂机组在实际运行的过程中,即使处于稳定运行的状态,也会出现节流损失,因此,相关工作人员需要对此类问题进行深入研究与分析,明确是否存在节流损失,并根据实际情况制定具有针对性的解决措施,对节流损失进行相应的干预,避免出现节流损失的情况。火电厂在对节流损失进行干预的过程中,需要将整体节流损失控制在5%以内,这样可以从根本上提升发电机组运行的有效性,实现节能降耗的目的[3]。发电机组在实际运行的过程中,当负荷频率出现降低的情况时,发电机组各个阶段的温度也都会随之降低,因此,相关工作人员需要根据当前的实际情况,适当提升热能与动力工程的适应性,并在实际运行的过程中,在合适的位置设置小功率装置,进而从根本上避免出现节流损失的情况,提高资源的有效利用率。火电厂在生产运行中,热能与动力工程内存在部分大功率装置,此时节流损失相对比较大,针对此情况,需要不断强化节流调控能力,进而合理减少节流损失。

2.3 优化燃料配比

在给定的燃料供给条件下,可将不同种类的燃料按一定比例混合使用的过程,以提高燃烧效率,减少能源浪费和排放物的形成。应从以下几方面优化燃料配比。1)对燃料的性质和特点进行详细分析和研究。不同种类的燃料具有不同的燃烧特性和能量释放特点。通过了解燃料的热值、灰分含量、挥发分含量等参数,可以确定合适的配比。2)考虑燃料的供应和储存条件。不同种类的燃料在供应和储存过程中可能存在不同的困难和限制[4]。需要结合现有的设备和技术条件,选择适合的燃料配比方式。3)考虑燃料的燃烧特性和反应条件。燃料燃烧过程受到多种因素的影响,例如燃料的理化性质、燃烧温度、燃烧速率等。4)进行实际的操作和调试。燃料配比是1个动态的过程,需要不断进行实验和调整。根据实际的运行情况和数据分析,可以确定最佳的燃料配比方案,达到节能减排的目的。

2.4 缩减能耗与湿气损失

当汽轮机湿热蒸汽从液态转化为固态后,汽轮机蒸汽流发生异常变化,稳定性降低,此时设备运行状态也会受到不良影响。比如,随着叶片腐蚀面积不断过大,水冲击事故增多、严重性提高等。机组运行期间会产生一定程度的节流损耗,根据这一损失情况的存在,决定采取一定的干预措施,尽可能的降低损失降到最低,使节流损失被控制在5%以内。机组运行时如果负荷下降,各段温度也会相应降低,所以有必要提升装置的适应性,考虑适当应用小功率装置以减少节流浪费。针对热电厂大功率装置运行问题,从提高大功率装置节流调控能力的角度入手,以缩减节流能耗[5]。除此之外,考虑如何降低锅炉蒸汽损失。运行期间的锅炉因结构内外温差等因素而产生蒸汽,当蒸汽排出时往往会携带一定量未转换的能量,这部分随着蒸汽排出锅炉体内的能量通常被称为“余速损失”。针对这一问题,要求工作人员密切关注锅炉运行期间相关仪表状态,及时采取措施应对温度或是压力过度问题,以此保障蒸汽的稳定性。

3 结束语

火电厂在实际进行生产运行过程中,消耗了大量的能源,也产生了一定的污染物,这对生态环境造成了严重的不良影响,在实际生产运行的过程中,火电厂需要制定科学、合理的调频方案,还需要调整系统节流损失,并强化废热回收利用,以此提高能源的有效利用率,降低对周围生态环境的污染,实现节能降耗的目的,提升火电厂运行的高效性。

参考文献:

[1]刘春平.火电厂热动系统节能减排措施分析[J].科技视界,2019,(21):59-60.

[2]王苏琛,白昊.火电厂热能动力联产系统节能的优化与改革[J].中国新技术新产品,2019,(10):48-49.

[3]宋健,谭慎迁,刘朝青.基于火电厂热能动力联产系统节能改革问题[J].科技资讯,2018,16(35):41+43.

[4]肖婷婷,秦文影.火电厂热能动力联产系统节能探讨[J].化工管理,2018,(05):116.

[5]龙演.火电厂热能动力系统节能改革的问题[J].科技风,2017,(19):170.