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双碳目标下热电厂热能与动力集控运行的节能降耗路径探索
摘要:在全球应对气候变化、我国积极推进“双碳”目标的大背景下,热电厂作为能源消耗和碳排放的重要主体,探索热能与动力集控运行的节能降耗路径迫在眉睫。本文深入分析热电厂热能与动力集控运行的现状及存在的问题,从设备升级改造、系统优化、管理创新等多个维度,探讨切实可行的节能降耗策略,旨在推动热电厂降低能耗、减少碳排放,实现绿色可持续发展,为“双碳”目标的达成贡献力量。
关键词:双碳目标;热电厂;热能与动力集控运行;节能降耗
1 热电厂热能与动力集控运行现状分析
1.1 能源利用效率现状
当前,我国部分热电厂在热能与动力集控运行过程中,能源利用效率有待提高。一方面,锅炉设备的燃烧效率存在提升空间。部分锅炉由于设计不合理、燃烧调整不当等原因,导致煤炭燃烧不充分,大量的化学能未能有效转化为热能,造成能源浪费。例如,一些小型热电厂的链条炉排锅炉,由于炉排速度与给煤量匹配不佳,使得煤炭在炉内停留时间过短或过长,影响燃烧效果。另一方面,汽轮机系统在能量转换过程中也存在能量损失。汽轮机的进汽参数、排汽压力等因素对其效率影响较大,部分热电厂的汽轮机运行参数未能达到最优状态,导致蒸汽的热能不能充分转化为机械能,降低了能源利用效率。
1.2 碳排放现状
热电厂的碳排放主要来源于煤炭等化石燃料的燃烧。在传统的生产模式下,热电厂为了满足供热和发电需求,大量燃烧煤炭,产生了大量的二氧化碳。同时,在热能与动力集控运行过程中,一些辅助设备的运行也会产生一定的碳排放。例如,厂用电系统中电动机等设备的电能消耗,间接导致了碳排放的增加。此外,部分热电厂的碳排放监测和管理体系不完善,无法准确掌握碳排放的具体情况,不利于制定针对性的减排措施[1]。
1.3 集控运行管理现状
在热能与动力集控运行管理方面,部分热电厂存在管理模式落后、信息化水平低等问题。运行人员对集控系统的操作不够熟练,不能及时根据工况变化调整运行参数,导致设备无法在最优状态下运行。同时,热电厂的设备维护管理大多采用定期维护的方式,缺乏对设备运行状态的实时监测和分析,容易出现过度维护或维护不及时的情况,增加了设备的运行成本和能源消耗。此外,热电厂内部各部门之间的协同合作不够紧密,信息沟通不畅,影响了集控运行的整体效率。
2 双碳目标下热电厂热能与动力集控运行节能降耗的必要性
2.1 响应国家战略的必然要求
“双碳”目标是我国实现可持续发展的重要战略举措,热电厂作为能源行业的重要组成部分,积极推进节能降耗是响应国家战略的必然选择。通过降低能源消耗和减少碳排放,热电厂能够为实现“双碳”目标贡献力量,符合国家绿色发展的总体要求,有助于提升企业的社会形象和责任感。
2.2 提升企业竞争力的重要途径
随着能源市场的竞争日益激烈,能源成本在企业生产成本中的占比不断提高。通过节能降耗,热电厂可以降低能源消耗,减少生产成本,提高企业的经济效益。同时,采用先进的节能技术和管理方法,能够提升热电厂的生产效率和产品质量,增强企业在市场中的竞争力,为企业的可持续发展奠定坚实基础[2]。
2.3 推动能源行业可持续发展的关键
热电厂作为能源转换和供应的重要环节,其节能降耗对于推动整个能源行业的可持续发展具有关键作用。通过提高能源利用效率,减少能源浪费,热电厂可以降低对煤炭等传统化石能源的依赖,促进可再生能源和清洁能源的发展。同时,减少碳排放有助于改善生态环境,实现能源行业与生态环境的协调发展。
3 双碳目标下热电厂热能与动力集控运行的节能降耗路径
3.1 设备升级改造(1)锅炉设备优化
一方面,可以采用新型的燃烧技术,如循环流化床燃烧技术。该技术具有燃烧效率高、污染物排放低的特点,能够使煤炭在炉内充分燃烧,提高能源利用效率。另一方面,对锅炉的受热面进行优化设计,增加受热面积,提高热交换效率。同时,安装先进的燃烧控制系统,实时监测和调整燃烧过程中的各项参数,如给煤量、风量等,确保锅炉在最佳工况下运行。
(2)汽轮机系统改进
针对汽轮机系统的能量损失问题,可以对汽轮机的通流部分进行改造,采用先进的叶型设计,减少蒸汽流动阻力,提高汽轮机的效率。同时,优化汽轮机的进汽参数和排汽压力,通过提高进汽温度和压力,降低排汽压力,提高蒸汽的做功能力。此外,对汽轮机的真空系统进行查漏和优化,确保真空系统的严密性,提高汽轮机的真空度,从而降低汽轮机的热耗率。
(3)辅助设备节能改造
热电厂的辅助设备如风机、水泵等,其能耗在厂用电中占有较大比例。对这些辅助设备进行节能改造,可以采用高效节能的电动机,提高电动机的效率。同时,安装变频器,根据设备的实际运行需求调节电机转速,实现节能运行。例如,对循环水泵进行变频改造后,可根据热负荷的变化自动调节水泵的转速,避免了水泵长期在满负荷状态下运行,降低了能耗。
3.2 系统优化(1)热力系统优化
对热电厂的热力系统进行优化,合理调整供热和发电的比例,实现热电联产的高效运行。通过优化热力管网的布局,减少管网的热损失。同时,采用先进的保温材料对热力管道进行保温,提高管道的保温性能。此外,对热力系统的疏水回收系统进行优化,提高疏水的回收利用率,减少能源浪费。
(2)智能集控系统建设
利用先进的信息技术,建设智能集控系统。该系统能够实时监测热电厂的各项运行参数,通过大数据分析和人工智能算法,对运行工况进行预测和优化。运行人员可以根据系统的分析结果,及时调整运行参数,实现设备的最优运行。例如,智能集控系统可以根据天气变化、热负荷需求等因素,自动调整锅炉的燃烧工况和汽轮机的运行参数,提高能源利用效率 [3]。
3.3 管理创新
(1)建立节能管理制度
热电厂应建立健全节能管理制度,明确各部门和岗位的节能职责,将节能指标纳入绩效考核体系。制定详细的节能计划和措施,定期对节能工作进行检查和评估。同时,加强对能源消耗的统计和分析,建立能源消耗台账,及时发现能源消耗过程中存在的问题,采取针对性的措施进行改进。
(2)加强人员培训
提高运行人员和管理人员的节能意识和业务水平是实现节能降耗的重要保障。热电厂应定期组织开展节能培训活动,培训内容包括节能技术、设备操作、运行管理等方面。通过培训,使运行人员能够熟练掌握设备的操作技能,准确判断设备的运行状态,及时调整运行参数。同时,提高管理人员的节能管理水平,使其能够制定科学合理的节能措施,推动节能工作的有效开展。
(3)开展节能技术合作与交流
热电厂应积极开展节能技术合作与交流,与科研机构、高校等建立合作关系,引进先进的节能技术和管理经验。参加行业内的节能技术研讨会和交流会,了解最新的节能技术动态和发展趋势,为企业的节能降耗工作提供技术支持和参考。
4 结束语
在双碳目标的指引下,热电厂热能与动力集控运行的节能降耗工作意义重大且任务艰巨。通过对设备进行升级改造、优化系统运行以及创新管理模式等多维度的节能降耗路径探索与实践,能够有效提高热电厂的能源利用效率,降低碳排放,实现经济效益与环境效益的双赢。未来,热电厂应持续关注节能降耗技术的发展,不断优化自身的运行管理模式,积极应对“双碳”目标带来的挑战,为我国能源行业的可持续发展和“双碳”目标的实现发挥更大的作用。
参考文献:
[1] 张恒超, 徐晓妮. 热能与动力工程中的节能技术研究 [J]. 中国设备工程 , 2025, (05): 227-229.
[2] 钱水兵 , 曹冬敏 , 崔凯峰 . 热能动力工程在电厂锅炉中的运用 [J].中国科技信息 , 2023, (17): 81-83.
[3] 文重立 . 热能动力系统优化节能改造 [J]. 节能与环保 , 2023, (08):53-55.
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