火电厂热能动力系统优化与节能改造研究

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火电厂热能动力系统优化与节能改造研究

张广龙

新疆华电五彩湾北一发电有限公司

摘要:当前,可再生资源不断减少,火电厂生产面临较大的资源压力。与此同时,伴随社会经济的快速发展,生产、生活用电需求量不断增加。面对这一局面,在利用热能动力系统发电的过程中,火电厂要引入先进技术进行系统优化和改造,提高能量转化利用效率,减轻资源利用压力,满足节能生产需求。因此,要加强系统优化与节能改造研究,以科学技术为支撑,推动发电事业的健康发展。

关键词:火电厂;热能动力;系统优化;节能改造

1简要分析了电厂热能利用系统

热力系统具有良好的安全性和稳定性,对整个电厂的运行起到了很好的促进作用。同时,也与电厂的经济效益密切相关。因此,电厂内部管理人员必须对这项工作给予足够的重视。通过对电厂热力系统转换的分析,往往是机械能和热能在特定能量转换过程中的有效转换。所有的热量都来自高温热源的产生。同时,在整个循环过程中,废气的热量可以及时排除。目前,我国大部分电厂提供的主要热通道是矿物燃烧。然而,这种矿物通常属于不可再生资源。同时,在使用过程中,容易对我们的生态环境造成不同程度的污染。因此,我们应该不断完善具体的应用方案。

2火电厂节能与优化

2.1运行优化

目前,冶金化工行业利润高,大量优质煤流向行业,造成火电厂可供使用的煤炭质量低。劣质煤难以保证锅炉稳定燃烧,资源利用率不高,热效率仅为30%-40%。虽然国家大力提倡风力发电和水力发电,但在未来很长一段时间内,火力发电仍将是我国的主要发电方式。因此,为了最大限度地利用现有资源,必须优化火电系统,提高能源转化率。从火电系统的运行情况来看,多级汽轮机组在运行过程中存在着大量的热损失现象,使得电能利用率较低。大发热现象发生后,很难维持电力系统的稳定,这不仅影响发电效率,而且导致发电质量下降。在优化系统运行时,要注意热能品位与燃料化学能品位的关系,将动力侧和化学侧进行整合,建立热电联产系统,运用积分原理充分利用能源。合理利用机组内各级能量,提高系统能量转化率。挖掘火电系统的潜力,可以提高系统资源的利用效果,降低运行压力,创造更多效益。

2.2节能改造

结合火电系统的工作原理,锅炉产生的蒸汽用于驱动汽轮发电机组,冷却水仍从蒸汽中带走大量热能,锅炉排出的烟气也会带走大量热能。在蒸汽膨胀过程中,会出现明显的水滴,这将导致蒸汽损失。与水滴相比,蒸汽运动更快,使其不断与水滴接触,从而产生大量水分。锅炉只要运行,就会产生水滴,造成蒸汽损失。调整设备的运行频率可以减少水分损失,但会导致机组无法维持额定运行状态,也会导致能量损失。为了避免电力系统的大损失,火电厂将对发电设备进行节流调节。当机组容量较小时,节流调节可使机组保持相对稳定的运行状态,避免较大的损失。但是,如果运行负荷较大,节流调节会导致机组数量减少,运行级数增加,给火电厂带来经济损失。

3火电厂热能动力系统优化与节能改造技术措施

3.1锅炉废气余热回收利用技术

锅炉在工作时会产生大量热量,工作后会排放一些污染物。如果只对锅炉的污染物进行处理,那么锅炉工作中产生的热量将得不到合理利用,这将浪费热能。因此,在污水处理中,可以科学地分配有热量的污水。比如污水用于取暖,可以节约取暖中的能源利用,余热可以用于取暖,可以减少污染,起到环保的作用。另外,化学转化热能,再转化为机械能,在转化过程中会包括燃烧、传热等反应,工作人员可以找到势能,并加以利用,从而实现能源的可持续利用。

锅炉废气余热回收包括两个方面。首先是预热。预热过程中需要进行热转换,需要一定的容器,很容易受到场地的限制。第二,预热用于支持燃烧。该方法可用于空气助燃。一般情况下,它可以在加热炉上工作,以加强燃烧。同时,利用冷凝回收装置,可以回收锅炉内产生的热气,将热气转化为冷凝蒸汽或水蒸气,进行回收利用,提高锅炉效率。

3.2锅炉污水余热回收利用技术

目前,我国锅炉排污有连续排污和定期排污两种方式。许多地方采用单极排污系统处理锅炉产生的污水。这种排污方式可用于定期泄压。如果连续排污在蒸汽从接收罐回收后直接排放,这种排污方式会造成一定的资源浪费和环境影响。因此,为了达到节能和减少环境污染的目的,锅炉工作产生的热水可以再利用,并可以制备废水容器。锅炉废水排放后,可达到节能效果,有效避免环境污染。

3.3凝结水回收

在火电厂生产中,热能动力系统中大量能量和水资源用于产生蒸汽热。在锅炉运行过程中,要将水位维持在一定范围内。水位过高将导致饱和蒸汽带过多水,蒸汽温度将急剧下降。而在放热后,蒸汽将形成凝结水,直接排放将导致资源浪费。从总体来看,废蒸汽冷凝水释放的热量占蒸汽总热量的1/4左右。对高温冷凝水进行回收利用,不仅可以减少水资源浪费,也能减少低燃料能源消耗。凝结水回收技术可以实现低压蒸汽水的余热回收,利用余热实现系统节能控制。火电厂可以采取压力回水和背压回水方式,前者需要安装凝结网,利用加压泵提供压力,实现凝结水余热收集,使锅炉能量得到一定补偿,保证系统运行安全。但在锅炉运行过程中,该方式需要进行阀门检查和水泵检查。回收系统遇到较大阻力时才使用增压泵,若发现排水不畅,就开启增压泵,加快系统循环速度,保证设备正常运行。采用背压回水方式时,如果加热设备背压较低,就可以直接利用疏水阀背压回收凝结水,将阀门压力当成动力传输水蒸气和凝结水,提高蒸汽利用率。通过回收蒸汽凝结水,资源可以实现最大化利用,进一步提升系统节能效果。

3.4供热调节

在燃煤过程中,系统供热时容易出现热力平衡差,存在流量大、温差小的问题。为加强蒸汽过热度控制,人们需要将供热蒸汽热量传送至系统,实现热度转化。为使供热系统达到平衡,减少热量损失,还要对热力管网进行改造,在完成采暖地沟敷设的同时,在部分区域新建地沟进行循环输泵改造。通过安装水泵变频器,加强供热系统计量,人们能够对系统进行变流量控制,结合设备负荷曲线对温度进行设定,促使水温得到有效控制。采暖供热方面,设置恒温阀进行调节,使温度维持稳定。应用热能动力系统供热,运行温度变化也将引起能源损耗,要结合设备实际带负载情况进行控制阀调节,对控制单元输出信号进行控制。通过动力操作,调节介质的压力、流量等,使系统维持可靠运行。结合火电厂建设经验,通常上半年将进行单阀运行,下半年采用顺序阀进行系统运行调整,使系统保持最佳运行状态,提高系统能源利用率。

结论

综上所述,将热能有效利用可以使各种生产领域以及发电领域进行回收再利用,从而减少这些领域的成本,减少了大量的能源消耗,提高了经济效益。但是在热能系统的运营过程中,如果对程序运用不合理不仅不能达到节能作用,还会造成大量的能源投入以及资金投入。所以,为了促进我国的可持续发展,应当在热能系统上结合系统的运作,相关研究人员要不断改善开发,使节能排减能够达到合格的标准,从而促进我国各耗能产业的发展以及推动我国可持续发展的目标。在这一过程中,还要不断地吸取经验和引进中外先进的技术,使热能利用水平得到进一步的提升。

参考文献:

[1]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.

[2]许云峰.热能动力联产及其系统优化分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(6):288~289.

[3]吴德水.信息化技术电厂热能动力联产系统节能优化分析[J].计算机产品与流通,2019(11):241.

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