电厂热力节能系统分析

电厂热力节能系统分析

李树献

（大唐鸡西热电有限责任公司黑龙江鸡西158100）

摘要：众所周知，我国是一个能源消耗大国，随着经济不断发展，人民生活水平的提高，能源相对短缺的现象越来越严重。目前，能源短缺问题已经成为世界各国共同关注的一个话题。因此，我国电站热力系统的节能是关系到今后可持续发展的一件大事。

关键词：电厂；热力；节能

众所周知，能源问题已经成为世界各国共同关注的问题，在我国这一现象更加凸显。由于我国粗放型经济增长方式，又处在消费结构升级加快的历史阶段，能源消耗过大，因此节能降耗将是一项长远而艰巨的任务。因此，在热力系的环境下，揭示各种节能理论内在的联系，深入地研究和发展节能要的理论和现实意义，对电厂的节能降耗工作具有很强的指导性。

1、热力系统经济指标

我国火力发电厂常用的热经济型指标主要有效率和能耗率两种。

1.全场热效率ηcp：

其中，Nj为净上网功率，B为燃煤量，Ql为燃煤低位发热量。

全厂热效率指标是电厂运行的综合指标，在进行系统分析是，常将这一综合指标进行分解，以区分各厂家的责任和主攻方向，因此可以改写为：

其中，ηb：锅炉效率，锅炉有效吸热量与燃煤低位发热量之比；

ηp：管道效率，汽轮机循环吸热量与锅炉有效吸热量之比；

ηi：汽轮机循环装置效率，汽轮机内部功与循环吸热量之比；

ηm：机械效率，汽轮机输出功率与内部功率之比；

ηg：发电机效率，发电机上网功率与前端功率之比；

∑ξi：厂用电率，电厂所有辅机消耗电功率之和与发电机上网功率之比。

2、热力系统计算方法

我们对热力系统进行计算的最终目的是为了明确机组内的各项热经济性指标，因此，如果我们要对机组的热经济性进行分析，首先要选择适合的热力系统计算方法。

2.1常规热平衡法

热力系统计算的方法是发电厂系统改进中常见的一项工作，而所谓的常规热平衡法是在结合质量与能量平衡的基础上，对实际操作中的热力系统进行数值计算的方法。在计算时我们需要对热力系统进行变工况的运算，以此来确定汽轮机各项设备的相应参数，其运算的实质是确定汽轮机膨胀过程线和系统参数。

2.2等效热降法

在热力系统的局部分析中，通过等效热降法可以改善常规热力计算中的不足与缺陷，建立新的热力系统分析方法，从而使热力计算具有实际的系统分析功能。

2.3熵分析法

熵分析法是通过对体系的熵平衡计算来求取与分析影响熵产的相关因素，最终确定熵产与不可逆损失之间关系的一种方法，以此来作为评价过程的完善程度和改进过程的依据。

2.4火用分析法

火用分析法是在热力学大定量的基础上提出的，它结合实际环境情况对能的本性进行了全面地了解、分析，是以其实用性为出发点提出的一种新的思维方法，是从能量转换的角度表示整个设备热力过程完善性的科学指标。

2.5代数热力学法我们所讲的代数热力学法是一种分析热力系统能量的好方法。在具体实践中，该方法通过运用事件矩阵来对整个系统中各个子系统的能量关系进行描述，最终得到结构矩阵，这个矩阵从全局的高度开拓了研究热力系统的新趋势。

2.6循环函数法

循环函数法是根据热力学的第二定律制定出来的计算方法，该方法是以循环的不可逆性作为分析汽轮机循环节能定性的判断依据，通过具体的循环函数式为汽轮机循环节能的定量进行计算的一种好方法。

3、热力系统节能改进措施

3.1锅炉排烟余热的回收利用技术

对于火力发电厂来讲，它的排烟温度通常都是十分高的，达到150至160摄氏度，如果在锅炉上加装暖风扇，其排烟温度也能够高达150摄氏度左右，所以说，锅炉热损失的一个主要部分就是锅炉排烟热。那么，如何对这种热量进行充分的利用就是一个值得研究的问题，锅炉排烟的余热利用方法其实有很多种，下面就来介绍一下把锅炉排烟热量和电厂热力系统联系起来，来使排烟余热能够通过热力系统在现有的汽轮机上转化成为电能，从而来把排烟温度大大降低这一方法。低压省煤器是装置在锅炉尾部的一个汽和水的换热器，就好比是锅炉省煤器一样，但是通过它内部的不是高压给水，而是低压凝结水。它的系统连接方式主要有两，也就是低压省煤器在热力系统中串联和低压省煤器在热力系统中并联。低压省煤器的水源主要及时来自于某一个低压加热器的出口，凝结水在低压省煤器照片那个把排烟的热量予以吸收，等到温度升高之后，再通过低压加热器系统。通常采用串联的形式比较适宜，因为串联的优点就是流经低压加热器的水量是最大的。在低压省煤器的受热面确定的时候，锅炉排烟的冷却程度以及低压省煤器的热负荷都比较大，所以，对排烟余热的利用比较好，从而起到很好的节能效果。

3.2化学补充水系统的节能技术

这一技术主要是对于装有抽凝汽式机组的火力发电厂来讲的，对于这一类型的发电厂来讲，化学补充水进入热力系统主要有两种方式，一种是把化学补充水补入到除氧器中；另一种是把化学水补充道凝汽器当中，从凝汽器补入的时候，化学补充水能够在凝汽器中把初步的除氧实现，当补水温度降低至比汽轮机排汽温度还要低的时候，可以在凝汽器的喉部加装上一套装置，从而来让补充水通过喷雾的状态进入到凝汽器的喉部，那么，就可以对一部分的排气废热进行回收利用。把凝汽器的真空加以改善，由于化学补充水经过了低压加热器能够利用低位能进行抽汽，并逐级进行加热处理，把高位能蒸汽量大大减少了，这就使得装置的热经济性大大提高了。

3.3除氧器排汽以及锅炉排污水余热的回收利用

首先，为了对除氧器的除氧效果进行保证，除氧器就必须要能够在工作的过程中排出一定量的蒸汽，从而就有工质以及热量的损失产生。对于除氧器来讲，它排除的蒸汽是具有一定的压力以及温度的，在具体的热力系统的设计过程中，必须要把如何采取有效的措施来进行利用和回收进行充分的考虑，从而实现节能的目的。除氧器余热回收和利用的一种方法就是加装上一个余热冷却器，并通过化学补充水吸收来对排汽余热进行吸收。其次，对于火力发电厂来讲，锅炉的排污率通常是十分高的，把2%至5%左右，这样，锅炉的连续不断的排污，造成了很法的工质损失，并且锅炉连续排污的热水会随着热量的损失而变得具有较高的压力和温度，成为了一种高级的单热资源，对它的充分利用是十分有必要的。在热力系统的设计过程中，免不了会有排污扩容器利用系统的存在，利用连续排污扩容器的扩容蒸发来对部分的工质和热量进行回收，从而实现热经济性的提高，达到节约能源的目的。但是对于扩容蒸发之后的污水来讲，依然具有一定的温度，如果在设计中不对此进行考虑并加以充分利用，不仅使得能量失去了，而且还会带来一定的污染。那么，对于这一部分的能量利用的方法就可以加装一个排污水冷却器，运用化学补充水来把其热量进行充分的吸收，进一步对其废热资源进行利用，把热经济性予以最大限度的提高了。

结束语：目前，面临着能源资源逐渐匮乏和能源需求总量日益增大的双重挑战，节能降耗刻不容缓，尤其是能耗大户行业。电厂热力系统首当其冲，且与发达国家相比，我国的热力系统节能降耗还是有很大的潜力和空间可以充分挖掘。有理由相信，随着相关热力系统分析方法的逐步发展和完善，电厂热力系统节能降耗将会取得更长远的进步。

参考文献：

[1]徐倩倩等.关于电厂热力系统节能途径及措施探讨[J].科技创新与应用，2012（26）

[2]张建宏.小议电厂热力系统节能措施[J].科技创新导报，2014（17）