引言:为提升电厂的运行效率和环保水平,需对工程中出现的问题细致分析与良好处理,主要是采用高效的燃烧技术和余热利用设备,有助于提高能源利用效率,减少环境污染,降低设备维护成本。再加上技术改进和智能化监控,能对设备进行远程监控和故障诊断,并加强能源管理,确保节流调节的有效性,减少湿气损失,以实现可持续发展。
一、电厂热能及动力工程中存在的主要问题
(一)设备老化与效率低下
电厂设备在长时间运转后,容易因磨损、零件老化、灰尘积累等原因导致性能下降,老化设备会降低电厂的整体效率,并增加故障风险,影响电厂的稳定运行[1]。同时,在老化设备能源转换过程中,其热能和动力转换效率明显降低,导致能源浪费和成本上升,还存在较大的安全隐患,电厂需要投入更多的资源进行维修和保养,甚至需要更新设备,增加电厂的运营成本,无法保证电厂的正常生产。
(二)环境污染问题
电厂在运行过程中,燃料燃烧会产生大量的有害气体,如:二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、烟尘等,会导致空气质量下降加剧温室效应,对生态环境和人类健康造成严重影响。同时,电厂排放的高温冷却水如果直接排入河流或湖泊,会导致水温升高,影响水生生物的生存和繁殖,破坏水生态系统的平衡。再加上一些固体废料和液体废料没有得到妥善处理,会对环境造成二次污染。例如,固体废料堆积在部分区域,经过风吹日晒后会产生有害气体;液体废料直接排放到环境中,污染土壤和水源。
(三)燃料成本上升
近年来,由于多种因素的影响,电厂燃料的单价呈现持续上涨的趋势。尤其是标煤单价,作为燃料成本的主要组成部分,其上升直接导致整体燃料成本的增加。而燃料成本在电厂总成本中占据相当大的比重,据相关数据显示,标煤单价上升占到发电燃料成本的大约80%,意味着燃料价格的波动对电厂的经济效益有着决定性的影响[2]。除了价格因素外,燃煤质量也是影响燃料成本的重要因素。燃煤质量的好坏直接影响其发热量和燃烧效率,进而影响电厂的经济效益。在煤炭供应紧张的情况下,市面上存在的燃煤品质差异较大,也增加电厂控制燃料成本的难度。
(四)可再生能源整合难题
尽管可再生能源的发展速度很快,但其设施建设仍面临技术限制和挑战。例如,太阳能发电需要大规模的太阳能电池板,成本高昂且效率有限;风力发电需要大面积的风力发电机组,设计和制造过程中需解决一系列的技术问题。同时,风力发电和太阳能发电均受自然条件制约,发电量随天气变化而波动,对电网的稳定性和安全性产生影响。
二、针对问题的建议与分析
(一)引进先进设备,提高能源转换效率
随着科技的不断进步,先进设备在热能转换与动力工程中的应用已成为行业趋势,设备往往具备更高的能源转换效率,能更有效地将热能转化为电能或其他形式的能源,从而降低能源消耗,提高电厂的经济效益。通过引进先进设备,有助于电厂实现绿色、低碳的发展目标,因先进设备采用更环保、更节能的技术,减少污染物排放,降低对环境的负面影响,符合当前全球对于可持续发展的共同追求,也是电厂实现长期可持续发展的关键[3]。此外,在能源市场竞争日益激烈背景下,拥有更高效、更环保的设备将使电厂在竞争中占据有利地位,吸引更多客户,拓展市场份额。
(二)采用清洁能源,减少碳排放量
随着全球气候变暖问题日益严重,减少碳排放已经成为国际社会的共识。对于电厂的高能耗、高排放行业来说,采用清洁能源是降低碳排放量的有效途径。同时,清洁能源具有多种选择,如:太阳能、风能、水能等,储量丰富,在使用过程中几乎不产生碳排放。通过引入清洁能源,电厂可以在保证能源供应的同时显著降低碳排放量。具体实施上,电厂可以逐步增加清洁能源的占比,替代传统的化石能源,并加强清洁能源技术的研发和应用,提高清洁能源的利用效率,降低其成本,使其更具竞争力。此外,政府出台相关政策,鼓励和支持电厂采用清洁能源。例如,给予清洁能源项目税收优惠、提供贷款支持等,以减轻电厂的经济压力,推动清洁能源的广泛应用,以实现电厂的绿色发展。
某地区的一个传统燃煤电厂面临严重的空气污染和温室气体排放问题。为响应国家节能减排的政策,该电厂决定进行技术升级,逐步采用清洁能源替代传统的煤炭发电。电厂对现有的燃煤发电机组进行改造,引入燃气轮机发电机组。燃气轮机发电机组以天然气为主要燃料,相较于煤炭,天然气燃烧时产生的二氧化碳和氮氧化物等有害气体排放量大幅减少。同时,电厂还建设配套的天然气储存和输送设施,确保燃气轮机发电机组的稳定运行。
(三)开发多种燃料供应渠道,降低燃料成本
首先,多元化的燃料供应渠道能有效降低电厂对单一燃料的依赖,从而增强电厂的抗风险能力。在当前能源市场波动较大的背景下,此策略能确保电厂在燃料供应紧张或价格波动时,依然能稳定运营。其次,开发多种燃料供应渠道可以促进电厂在燃料采购上的灵活性,电厂根据市场需求和自身运营情况,灵活调整不同燃料的采购比例,以实现成本的最优化[4]。再引入新的燃料类型,电厂探索更为环保、高效的能源利用方式,如:生物质能、太阳能等清洁能源的利用,降低燃料成本,减少环境污染,符合绿色发展的要求。最后,要实现多元化燃料供应渠道的开发,电厂加强与燃料供应商的合作,建立长期稳定的合作关系,大力促进电厂的可持续发展。
(四)投入研发资源,突破可再生能源技术瓶颈
当前,全球能源结构正经历着从传统化石能源向可再生能源转变的深刻变革。电厂作为能源转换的重要节点,其热能及动力工程技术的创新对于推动此变革至关重要。然而,可再生能源技术在电厂中的应用仍面临诸多技术瓶颈,如:转化效率不高、储能技术不成熟、并网稳定性差等。为突破各种技术瓶颈,建议电厂及相关科研机构加大研发资源投入。一方面,重点研究高效能量转换技术,提高可再生能源的利用效率;另一方面,加强储能技术的研发,解决可再生能源间歇性和波动性的问题,优化并网技术,确保可再生能源的稳定供电。此外,通过产学研用深度融合,共同推动电厂热能及动力工程中可再生能源技术的发展,为实现能源结构的绿色转型贡献力量。
结语:
通过对电厂热能及动力工程中的问题分析,了解设备老化、环境污染、燃料成本上升、可再生能源整合以及废物处理等方面的问题亟待解决。通过技术创新、设备更新、节能减排、燃料多元化以及加强监管和政策支持等途径,电厂热能及动力工程有着巨大的优化潜力和发展空间。未来,鼓励电厂积极响应时代号召,采取切实有效的措施,推动热能及动力工程的可持续发展,为实现绿色、低碳、高效的能源目标贡献更大力量。
参考文献:
[1]马金星,魏洪坤.电厂热能工程节能降耗研究[J].造纸装备及材料,2022,51(09):153-155.
[2]殷永亮.热能与动力工程在电厂中的运用探析[J].冶金与材料,2022,14(01):43-44.
[3]徐小国.热能与动力工程在锅炉应用中的问题分析[J].中国金属通报,2021,(02):223-224.
[4]彭新亮.浅谈电厂热能动力装置的检修维护[J].清洗世界,2020,36(07):96-97.