热动发展

热动发展（共7篇）

热动发展 篇1

1997年在日本京都召开的《气候框架公约》第三次缔约方大会, 与会国家签署了会上通过的国际性公约。该公约为各国的二氧化碳排放量规定了标准, 即:在2008年至2012年间, 全球主要工业国家的工业二氧化碳排放量比1990年的排放量平均要低5.2%。我国已于1998年5月签署并于2002年8月核准了该议定书, 成为第37个签约国。面对减低碳排放的任务, 我国煤电发电企业必须做好表率工作。

1 下文六十万机组在电厂发电过程中的使用是一个必然趋势

1.1 六十万机组在电厂中应用的背景

随着生态环境的破坏情况日益严峻, 社会生活中人们对生态文明的保护意识也在逐渐加强。2010年在上海召开的世界博览会上, 低碳的生活理念成了人们争相追逐的潮流。作为碳排放量较大的煤电企业, 必须为保护生态环境做出自己的贡献, 实现煤电发电过程减低碳排放这一根本目的。近几年国家也随即针对我国的煤炭发电企业, 进行了一些降低碳排放的根本要求其中就包括:要求煤炭发电企业不能再继续使用小机组设备, 进行发电工作。

1.2 六十万机组在煤炭发电厂中普及的必然性

为什么国家针对煤炭企业降低碳排放的要求, 首先要求煤炭发电企业禁止使用小机组设备, 进行发电呢?这是因为大型发电机组 (本文主要以六十万机组为例进行分析) , 本身具有可以通过减少热耗的方式, 降低煤炭发电厂的供电煤耗, 也就是说六十万机组在煤炭发电厂中被广泛普及, 可以达到提高供电效率, 降低碳排放的根本目的, 所以煤炭企业发电过程中, 使用六十万机组设备是一个必然趋势。

2 控制六十万机组的热耗, 降低煤炭发电的煤耗工

虽然煤炭发电厂使用六十万机组, 比使用小型机煤耗的量减低了很多, 但是如果我们在六十万机组的运行过程中能够有效控制机组的热耗, 那样煤炭发电厂供电所使用的煤耗将会进一步减低。

2.1 控制六十万机组的运行方式, 达到我们降低煤耗的目的

有别于传统小型机组, 六十万机组的运行方式十分特别。因为我们可以通过调整六十万机组在煤炭发电过程中, 运行方式实现我们降低碳排放的目的。六十万机组在煤炭厂发电投入使用的过程中, 前六个月的运行方式为单阀运行, 而运行六个月之后, 我们可以将运行方式变为顺序阀运行。通过改变六十万机组的单阀切换顺序阀的的运行方式, 我们可以有效获得可以降低供电煤耗l.6g/k Wh目的。

2.2 控制六十万机组的运行方式参数, 可以达到减低煤耗的目的

六十万机组在煤炭发电厂, 供电过程中的使用, 我们可以通过控制六十万机组运行过程中的有关参数, 实现我们降低煤炭发电过程中煤耗的目的。建议运行人员加强调整, 提高主再汽温度达到设计值, 可以降低供电煤耗约0.7kwh。

2.3 控制六十万机组, 保证排汽真空可以达到降低煤耗的效果

某电厂经过对机组的真空系统成功改造后, 机组凝汽器真空平均提到1.23k Pa, 所以要降低煤电厂供电过程中的煤耗, 排汽真空是一个很好的途径。

要保证排气真空首先, 就要求我们要在六十万机组的运行过程中通过检查汽轮机低压部分, 观察低压部分的轴封供汽压力能否符合最佳值要求;要保证排气真空其次, 我们还可以利用氦质谱检漏仪对凝汽器及其真空系统查漏。

2.4 控制六十万机组循环水泵运行方式, 可以达到减低煤耗的目的

经过技术人员的不断研究最后发现, 大型机组的水泵运行方式与供电过程中的煤耗也有直接关系。通过实验最后得根据电厂符合量的大小, 进行水泵运行方式的选择, 可以将这种水泵的可变运行控制总结为 (如下表) :

3 加强对节能视角下的电厂热动发展管理

3.1其实加强电厂热动发展的节能管理, 就是要求我们在今后的电厂工作当中要继续坚持“安全第一”的方针, 并将节能视角的热动发展管理, 纳入到新的煤电企业的发展方向中去。加强电厂热动发展的节能管理, 就要求我们要建立一套以供电煤耗为中心的管理体系和思想体系。完善的管理和思想体系可以帮助电厂在节能视角下的热动发展过程中, 提高电力企业节能减排的能力, 并从经济的角度, 帮助煤电厂节约日常供电当中的煤耗开销, 因此, 使煤电企业在市场经济制度的条件下, 能够提高自身的综合实力和应对问题的能力。

3.1.1建立以供电煤耗为中心的管理体系

要求我们要落实六十万机组的日常控制工作, 对工作中涉及到减低煤耗的有关环节, 要进行重点监管, 保证六十万机组在日常供电运行中, 安全无事故的同时, 能够提高燃煤发电的的效率, 有效制约了煤电企业发展过程中出现的浪费现象。以供电煤耗为中心的管理体系, 还要求我们要针对企业内部的日常工作进行规范治理。要求电厂设备的操作人员, 要严格执行控制六十万机组的热耗, 降低煤电场供电煤耗的有关标准。给予煤矿发电厂的特殊性, 还要求工作人员, 规范操作行为, 因为极有可能因为工作人员的一下小疏忽, 造成操作环节失误, 导致安全事故的产生。建立以供电煤耗为中心的管理体系, 还要对内部人员的操作行为, 进行严格规范, 这是进一步落实减低煤耗, 提高煤炭发电企业经济效益的同时, 也是为了有效控制煤矿企业安全事故发生的可能性。以供电煤耗为中心的管理体系, 还要建立一个监督小组, 对六十万机组在煤电企业中的日常运行, 进行有效监管, 对发现的不符合安全规范和减低煤耗要求的行为, 临督小组要进行严厉的制止, 对一些工作态度不认真或者工作发生疏忽可能造成安全印花的同时, 要予以惩罚以儆效尤。

3.1.2建立以供电煤耗为中心的思想体系

要求我们要对电厂设计到供电安全和煤耗控制的有关人员进行教育培训。教育培训可以从安全生产, 控制煤耗, 以及节能减排等三个方面展开。

首先, 通过对工作人员的安全声场培训, 可以进一步在工作人员心目中建立一道心底防线, 让工作人员清楚明白什么样的操作行为不符合工作要求, 可能造成安全事故的发生。

其次, 通过对工作人员进行控制煤耗技能的培训, 可以提升工作人员自身的业务能力同时, 也能起到让工作人员安全生产的目的。

最后, 对工作人员进行节能减排重要性的培训, 可以让员工明白自身责任的重大, 进一步强化工作人员对电厂工作的正确意识。

4 总结

对煤电厂的煤耗控制, 我们可以通过对六十万机组的日常运行进行控制实现, 同样我们还要通过加强煤电厂的煤耗管理两方面下手。加强煤耗管理, 提高控制六十万机组的力, 是实现我国电厂节能减排的有效途径。

参考文献

[1]谢峰, 陆健, 潘传庆, 徐小明, 周秋敏, 骆卫华.电除盐浓水流量下降的清洗试验[J].电力科学与工程, 2012 (01) .[1]谢峰, 陆健, 潘传庆, 徐小明, 周秋敏, 骆卫华.电除盐浓水流量下降的清洗试验[J].电力科学与工程, 2012 (01) .

[2]陈飞文, 兀鹏越, 刘庆, 侯亚飞.海门1036MW机组厂用电切换方式优化及试验[J].电力科学与工程, 2012 (01) .[2]陈飞文, 兀鹏越, 刘庆, 侯亚飞.海门1036MW机组厂用电切换方式优化及试验[J].电力科学与工程, 2012 (01) .

[3]田丽玲, 张丽萍.一种数据驱动的湿法烟气脱硫系统的故障诊断方法[J].福州大学学报 (自然科学版) , 2012 (01) .[3]田丽玲, 张丽萍.一种数据驱动的湿法烟气脱硫系统的故障诊断方法[J].福州大学学报 (自然科学版) , 2012 (01) .

[4]黄贤明, 童国道.基于虚拟技术国内某300MW火电机组脱硫DCS仿真系统的研制[J].工业控制计算机, 2012 (01) .[4]黄贤明, 童国道.基于虚拟技术国内某300MW火电机组脱硫DCS仿真系统的研制[J].工业控制计算机, 2012 (01) .

节能视角下的电厂热动发展分析 篇2

1 节能是电厂热动发展的必然趋势

伴随着电力市场的不断繁荣与发展,电厂的竞争趋势也在变得不断严峻,而在新时期、新形势下如何更好的取得电厂的又好又快发展,实现更多的经济效益,也逐渐成为了电厂面临的研究问题。在这种背景下,逐步实现电厂的节能运行、最大限度的降低资源能源的损坏也成为了电厂发展的重要方向。坚持节能发展,不仅可以有效的降低电厂的生产成本,同时也可以创造出更多社会效益。

1.1 进一步降低电厂生产成本

就目前我国电厂的发展现状来看,电厂的主要发电方式还是以燃烧煤炭、石油和天然气为主,随着电力需求的不断增加,电厂对于自然资源的消耗也在不断增加,面对日益衰竭的发电资源,能源的价格也呈现出不断上涨的趋势,因此电厂的生产成本也在不断增加。在这种情况下,如果电厂能够采取必要的节能减排的措施,那么必将有效的降低电厂的生产成本。

1.2 更好的保护生态环境

电厂在发电的过程中,燃烧是其必不可少的环节,在这个过程中必然产生大量的废气、废物,进而影响到周围的空气质量和生态环境,进一步加剧大气层的恶化,这也会使得人们的生活质量和生命财产安全受到威胁。因此进一步贯彻落实节能减排理念和措施,也是改善生态环境的重要表现。

1.3 推进科学技术的更新换代

电厂进行节能减排的过程中,必须依靠先进的科学技术手段作为支撑,这是加强电厂节能发展的重要手段。在很多时候,电厂节能优化的过程就是不断创新和研发新工艺的过程,它对于推进科学技术的更新换代,提高电厂的工作效率和效益起到直接的促进作用。同时通过技术创新和换代,也可以更好的贯彻落实科学发展观,促进可持续发展。

2 节能角度下未来电厂热动发展趋势

伴随着科学发展观和电力行业发展指导思想的不断完善和创新,在节能视角下未来电厂的热动发展也面临着巨大的挑战,企业呈现出以下几个方面主要的发展趋势。一是不断的优化现有的调度模式。在“节能减排、环保经济、调整发电调度规则”的背景下,电厂的热动发展以及发电模式都需要在现有的基础上进行改良和调度模式的不断优化。火电厂只有通过对于各方面的不断调整和调度的优化,才可以更好的贯彻落实节能减排 ;二是加强技术创新,不断利用可再生资源进行发电。目前绝大多数的发电企业都是通过煤炭、石油和天然气等自然资源进行发电,不仅污染大,而且成本高,不利于可持续发展。因此在未来电厂的热动发展过程中,逐步利用可再生资源,如风能、太阳能。潮汐能等进行发电也是电厂发展的重要趋势 ;三是逐步建立健全以节能为主要发展目标的电厂日常管理体系。节能发展并不是一句口号,它需要落实在电厂生产的每一个方面和环节。所以电厂应该根据自身的实际情况,坚持以管理促节能,努力降低能源消耗和生产成本。

3 改进电厂热动节能管理措施

3.1 提升规范的管理水平

在目前电厂热动节能发展的过程中,进一步加强节能的规范化管理是实现节能减排的重要基础,也是每个发电企业必须具备的发展素养。电厂发电的过程也应该是一个规范化操作的过程,在每一个生产工序和生产环节,都需要建立专门的规范化的管理制度,努力使得每一个操作都具有规范化的操作方法作为引导,进而努力将失误和损耗降到最小。另外要利用机组的现场环境要对操作人员进行定期培训,提高每个操作人员的水平,将软件与硬件相结合,做模型调试,在调试成功之后进行现场调试,成功后要进行封装。

3.2 采用有效的机组管理

电厂发电应放弃传统小型机器,采用大型组机控制整个系统可降低煤炭发电的煤耗。大型机组的形式可比小型机更充分的转化实体煤,在单位耗煤量上更具优势。同时也应根据电厂实际情况,合理选择组机系统,做好有效控制可进一步降低机组运行过程中的损耗。

3.3 节能的管理

对于热动系统中的汽轮机系统,要实现最优值就要满足供电与供汽的要求。使得锅炉系统所使用的总燃料最小。实现整个系统的优化和节能,既要着眼与主蒸汽的母管优化,只有把主蒸汽的母管的压力损失、热量损失才会变成最小值,从而减少燃料的消耗量。一般母管制热动系统的优化问题主要就是主蒸汽、汽轮机系统和过路系统的优化。对于非母管制热动系统,应该建立各自的模型,以此来实现燃料消耗的最小值。

4 结束语

电厂热动系统节能优化策略研究 篇3

一、电厂热动系统节能优化的必要性

1. 节能是生态文明建设的核心,是科学发展观的落实

社会的进步和经济的腾飞对环境的破坏日益严重,特别是资源型能源已经日渐枯竭,环境和资源均已到了不可忽视的地步,为了改善生存环境,为子孙后代造福,世界各国均将环境和资源保护列入到发展中去。因此,节能十分关键,是一个国家可持续发展的关键所在。是生态恢复,降低C排放,减少空气污染的直接方式。

2. 资源利用率提高,电厂成本下降

虽然升级优化电厂的系统需要投入一定的成本,但对于可持续发展的电厂来说,这笔投入远不及节能降耗所获得的利益。节能优化后,电厂热能利用率大幅提高,余热回收再利用使得电厂的附加收益十分可观。这无形中抵消了一部分电厂的生产成本。而且,能量利用率提高后,资源使用量有所下降,生产成本必然下降。这两方面使得电厂成本大幅降低。

3. 节能减排,保护环境的必要性

热能转化电能过程中,会产生大量的废气、粉尘、废水等,给环境造成一定的污染。空气中硫化物、碳化物等污染物污染了空气后,使得温室效应、酸雨危害日益加重。而节能优化策略实施后,这些污染物的排放大幅降低,保护了空气、水体和土壤。

4. 促进节能技术创新

电厂想要响应国家节能降耗的号召,就必须在技术方法上进行创新,挖掘潜在的节能方法,形成现有技术的不断进步。节能优化后,不但可以实现上述目标,还可以为电厂创造可观的经济效益,一举两得。

二、电厂热动系统节能优化的可行性

1. 电厂热动系统节能属于电厂节能减排工作的新研究领域,也是节能理论与节能技术相结合的新产物。在改造过程中一般不需要对系统主机设备进行改造,仅需对相关结构进行添加备件或采用新技术来完成节能工作。

2.对于新型的热动系统,本身具有节能特性,此时,进行优化设计,使系统在流程上、路线上再次形成节能效益,可以提高节能效果;对于现有的热动系统而言,加强技术创新,针对能量损失进行技术、方法、设备的完善等进行优化,可以实现节能目的。

3.针对热动系统的节能优化历程较短,没有过多的成熟经验和技术方法供参考,这恰恰为热动系统的节能优化提供了动力和可行性,为电厂的节能降耗添补新的空白,其应用前景较大,具有较高的可行性。

三、电厂热动系统节能优化策略

1. 电厂余热回收

电厂余热回收大有文章可做,无论是技术还是方法都有较大的创新空间。对于排烟余热而言,高达200℃左右的烟气含有大量的热能,将其回收再利用既可以节能降耗,又可以降低污染,还可以提高电厂效益,可谓一举三得。回收利用时,可以运用特制的热回收装置,将这部分热量进行交换回收,可以用于冷水预热处理,还可以用于城区的供热,更主要的可以用于热动循环,实现资源利用率的大幅提高。

2. 化学补充水系统

电厂机组种类较多,抽凝式机组并不罕见,此机组需要化学补充水来提高机组的使用性能和寿命。热动系统补充水方式有除氧器和打入凝汽器两种常用的方式。此时,在凝汽器中增设雾化装置,使得机组工作效率大幅提高,回热利用率高,高位能蒸汽量用量降低,从而实现节能效果。

3. 锅炉排污水余热回收利用技术

电厂的锅炉排污率都很高,锅炉排污系统采用单级排污系统,锅炉连续排污经连续排污膨胀器扩容后回收少量的二次蒸汽热量,排污热水直接排放,锅炉定期排污经定期膨胀器扩容降压后直接排放,锅炉连续排污和定期排污均存在余热资源损失和水资源损失,并造成热污染及水质污染。因此,排污热水应该被充分利用。通常采用热力系统的连续排污扩容器来回收部分热量,达到提高热经济性,节约能源和保护环境的目的。如果在此基础上再加装一个排污冷却器,扩容后的污水仍然可以被进一步充分利用,便可最大限度提高热力系统的热经济性。

4. 母管制给水系统

运用相关技术,对母管制给水系统进行优化调度分配,采用动态建模理论,将数学技术与模型预测方法相融合,运用到母管制供热机组性能计算上,为供热机组的运行管理节能降耗提供依据,以提高电厂的整体热经济性。

5. 蒸汽系统

蒸汽系统改造优化是将冷凝液的余热回收利用,取代低压蒸汽,从而低压蒸汽的热能消耗得了节省下来。既可以提高能量的回收利用率,又可以降低产生低压蒸汽所消耗的碳或油资源,使得电厂节能降耗实至名归,达到提高经济效益,降低成本,走可持续发展的战略目标。

6. 供热蒸汽过热度

供热蒸汽过热度的工作原理是将供热蒸汽过热度的热量通过特殊装置不断的加入热力系统,使其在汽轮机中做功,完成过热度热量的利用和转换。获得能量级的作用,达到节约燃料的目的,使背压机多排汽,产生多发电、多进汽的良好效果。

摘要：电厂作为国家电能源供应的主要支柱在国民经济发展的具有重要的支撑作用。随着国家生态文明建设进程的不断深入,电厂节能减排成为响应生态保护的主要抓手。电厂设备的更新升级以节能为主要目标来为生态文明建设添砖加瓦。从而使进电厂的可持续发展,保护生态。利国利民。本文从电厂热动系统节能优化角度进行论述,说明节能的必要性,阐述了节能优化的可行性,并提出一系列的优化策略为电厂节能提供帮助。

关键词：节能优化,必要性,可行性,优化策略

参考文献

[1]张越民.电厂热动系统节能优化初探[J].科技创新与应用,2015,(34):153.

蔗糖水解反应的热动力学实验 篇4

一、实验原理[1,2,3]

目前的量热计一般为热导式量热计, 其输入函数Ω (放热速率) 与输出函数Δ (温差电信号) 之间可用Tian方程描述如式 (1) 。

式中:K—热量常数, 是一个单位为1的量;Λ—热容系数, 单位为s。

Tian方程是热谱曲线的微分方程式, 当从0到t的时间范围内进行积分, 便有

式中:Qt—化学反应在时刻t前的热效应, 若为恒压体系, 则为ΔrHt;

a—反应在时刻t前的峰面积;

Δ—经校正后的t时热谱峰 (谷) 的大小。

反应结束后, Δ=0, 则有

式中:Q∞—反应过程的总热效应, 若为恒压, 则为ΔrH∞;

A—热谱曲线的总面积。

当从0到t的时间范围内积分, 可得

对反应的全过程进行积分, 则有

可见:在容积不变的反应体系中

式中:C0—反应物初始体积摩尔浓度;

x—t时刻反应物剩余浓度。

将式 (2) 代入式 (6) 可得

式中:Q前—热谱曲线中t时刻的热效应, 可由热谱曲线上直接得到。当ΛΔ=0时, Q前=Qt。

下面对式 (7) 进行讨论。

若不考虑到产物的抑制或促进作用对反应速率的影响, 则用于求动力学参数的反应时间范围应介于最大峰高时间tm和反应结束时间te之间, 即tm<t<te。值得注意的是, 由于仪器的时间滞后, te应小于热谱曲线回到基线时的时间t∞。

在F (t) 的表达式中, Q∞, Q前, Δ, t均可从热谱曲线上得到, 如图1。因此, 只要求得热容常数Λ则可求得各种不可逆反应的速率系数。若测定各不同温度下的k值, 可进一步求得表观活化能Ea。

求Λ的方法:在恒功率热谱曲线上, 当稳态峰高出现后, 以恒功率法求。这时热容常数与稳态峰高Δ及断开恒功率源的热效应Qe有如式 (8) 的关系。

二、实验试剂和仪器

1. 实验试剂。

蔗糖, 盐酸。实验室所用水均为二次蒸馏水, HCl (aq) 的准确浓度用干燥处理后的Na2CO3标定。

2. 主要仪器及其工作原理[1,2,3]。

3114/3236 TAM Air微量等温热量计, 电子分析天平, 滴定装置, 玻璃器皿。等温热量计测量池周围是一个维持在恒温状态的散热装置。样品放入测量池后, 因某一物理化学过程的进行而产生一定的热效应, 从而使其自身的温度发生改变。样品和散热片之间就存在一定的温差, 使热量从样品流向散热片, 热量流动的速率与温差的大小呈正比。高灵敏度的热电元件分布在反应容器的周围, 可测出样品与环境之间的温差并转化为一定的电压, 经过放大后输出。如果样品的反应终止, 那么它就与环境保持在相同的温度, 不再有热效应输出, 热电元件所产生的电压为零。TAM Air是一种八通道毫瓦到微瓦级热导式等温热量计。所有这八套量热系统聚集在一起, 组成一个单独的区域, 装在一个可以控温的空气恒温装置中。其每一个通道包含孪生式结构, 一边是样品, 另一侧是惰性参比。该热量计能使样品中的物理或化学反应产生的热迅速地流向环境。

三、实验步骤

配制HCl溶液, 用干燥处理的无水Na2CO3标定其浓度;配制蔗糖溶液;在20m L参比安瓿瓶中装入10.00m L蒸馏水;移取蔗糖溶液 (V1) 于20m L样品安剖瓶内, 用1m L注射器移取适量标定好的HCl溶液 (10.00-V1) ;安装好注射器及搅拌装置;将参比安瓿瓶及安装好注射器和搅拌装置的样品安瓿瓶放入已恒温且标定好的TAM Air量热仪中, 开动搅拌器搅拌。待热谱基线稳定后, 将注射器中HCl溶液注入样品安瓿瓶中, 记录热谱曲线。

四、结果与讨论

实验结果如表2。

量热法[1,2,3]适用范围宽, 处理方便, 具有不受体系光谱性质 (如旋光法) 、电学性质 (如电导法) 限制的独特性质。采用本方法, 可利用图解求反应速率常数及相关热动力学参量, 结果准确度较高。将此方法用于处理诸如聚合反应、胶束催化等, 用常规动力学方法较难以处理的反应体系有很大的优越性。

对一些未知反应级数的不可逆反应, 可采用变更初始浓度, 并从相应的热谱上确定Qt/Q∞=1/2的时间 (半衰期t1/2) , 最后利用lgt1/2=lg K+ (1-n) lg C0, 由作图法确定反应级数n。对一些整数级数的反应, 也可将热谱数据分别代入表1中各已知级数的热动力学方程, 当得到的曲线为直线时, 该反应的级数便是对应方程的级数。

摘要：本文介绍了如何用微量量热法研究蔗糖水解反应的热动力学, 通过实验和计算得出了该反应的速率常数。

空间太阳能热动力发电系统研究 篇5

太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电, 是太阳能热利用的重要方面, 它与人们常提到的光伏发电相比, 具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。随着人类对航天航空的探索, 尤其是现在, 人类越来越多地建造大型的空间站作为航天员的活动平台, 为保证空间站的正常运行和工作, 高效、合理、安全的电力供应系统是一个基础。而把太阳能热发电技术运用到空间站, 以太阳能热发电技术保证空间站的电力供应, 从而形成空间太阳能热动力发电系统 (SDPC) 。

太阳能发电有多种形式, 太阳能热发电只是其中一种。迄今为止, 尤其是在航天器应用领域, 太阳能光伏技术应用最为广泛。但是, 随着航天活动的扩展, 人类对航天器的要求越来越高, 尤其是作为航天活动平台的大型空间站的建立, 使得原有的以太阳能光伏技术为基础的电力供应系统已不能满足人类现有的要求。以美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大共同建造的国际阿尔法空间站为例, 此空间站的电力需求将达到110 K (K为热力学温标单位) [1], 电力需求的急剧增加使得以光伏技术为基础的供应系统成本急剧增加, 其中, 以光伏电池迎风面积的增加而带来的发射成本的增加尤为显著。太阳能热动力发电系统克服了光伏发电效率低、成本高的缺点, 满足了大型空间站的电能需求, 是一种切实可行的能量利用方案。

1 空间太阳能热动力发电系统发展概况

空间太阳能热动力发电系统是20世纪中期提出的一种空间电力供应技术, 20世纪60年代, 美国开始相关研究, 俄罗斯、日本等国紧随其后。20世纪80年代开始, 自由号空间站的研究使得太阳能热动力发电技术达到了实用阶段。1994年, 在自由号空间站发电系统研究的基础之上, 世界上第一套太阳能热动力发电系统的地面样机在NASA的研究所诞生, 经过一年的调试之后, 系统效率和可靠性均达到设计要求[2], 这标志着空间太阳能热动力发电技术进入了一个崭新的阶段[3,4,5]。

空间太阳能热动力发电系统主要由太阳能反射器、吸热/蓄热器、电力转化部件、辐射器组成。随着空间太阳能热动力发电技术要求不断严格, 各相应部件也得到长足发展。太阳能反射器作为聚能装置, 必须满足聚焦比高、质量轻、效率高的特点[6];空间站在轨道连续运行时, 必然要经过太阳阴影期, 因此, 要保证系统持续运转、供电, 必须采用蓄热装置。在太阳能热动力发电系统中, 将吸热、蓄热与工质换热3项功能集合在一起的部件称为吸热/蓄热器, 目前, 在吸热/蓄热器的研究中, 相变蓄热材料的选择是一个主要问题, 相变材料应具有与循环最高温度相近的熔点, 大的相变潜热, 高密度、高导热系数, 能够长期稳定工作, 而且和容器材料的相容性较好;能量转换装置包括热机和发电机, 热机工质推动热机做功, 带动发电机发电。热机循环方案的研究主要集中在闭式布雷顿循环 (SBC) 和斯特林循环 (SC) , 前者已经有数十年的应用经验, 技术水平和可靠性都很高, 是目前主要选取的方案, 但是斯特林循环系统的热效率较闭式布雷顿循环高、比质量小, 也是一种很有前景的方案[7];辐射散热器作为航天器温控系统的主要部件, 具有较丰富的使用经验, 技术也比较成熟, 主要有泵液回路式辐射散热器和热管式散热器2种形式, 前者已在多种航天器上应用, 而热管式散热器散热效率高、面积小、可靠性高, 是今后辐射散热器的发展方向。

空间太阳能热动力发电系统的研究是一个投入较大的项目。在结构设计、材料、工艺等方面都是非常复杂的, 特别是太阳能反射器、吸热/蓄热器及电力转化部件中的高速转动部件。整个系统正常运转的软硬件控制部分, 太阳能反射器的空间展开装置、太阳能反射器定相精度控制装置、系统的封装和运输装置以及地面试验的配套装置也都是非常复杂的, 所以, 在今后的很长时间内, 太阳能热动力发电系统必将是研究和发展的重点。

2 空间太阳能热动力发电系统热机循环系统

前面提到, SC系统相比于CBC系统因其效率高、比质量小等优点已成为未来发展的趋势, 下面, 我们着重介绍SC系统的工作原理, 图1为空间太阳能SC装置原理图。

2.1 SC系统工作原理

顾名思义, SC系统是以斯特林循环为基础的, 工质在活塞的作用下经历等温压缩、等容吸热、等温膨胀和等容冷却4个过程完成一个循环, 这就是斯特林循环, 理想斯特林循环T-S如图2所示。

空间SC发电装置方案一般均采用自由活塞斯特林机作为原动机, 图3为自由活塞斯特林发电机示意图, 在气缸内有一个配气活塞和一个动力活塞。气缸侧壁有连接配气活塞上下室的旁路, 循环工质通过旁路交替运动到配气活塞的上室和下室。上室和热源热交换器 (HSHX) 耦合, 将吸热器的热量传递给工质, 推动动力活塞运动, 输出功率。下室通过中间介质回路把余热传递给辐射器排送到空间, 工质通过旁路往复流动, 完成循环。

2.2 SC系统的发展

斯特林发动机在结构设计、吸热材料、窗口材料、工质特性流动、能量分布和传递转化等理论和技术方面具有一定的难度, 需要多方协调合作。由于斯特林发动机主要是靠工质在汽缸内的往复运动进行工作的, 提高斯特林发动机的密封技术, 无论是对提高性能还是增加寿命, 都有重要的意义。控制技术是调节斯特林发动机工作的核心技术, 斯特林发动机的控制技术远不如内燃机成熟, 因此提高斯特林发动机的控制技术, 对提高斯特林发动机和斯特林发动机系统的综合性能有着重要的意义。因此, 综合来看, 虽然SC系统有着显著的优点与发展潜力, 但是还有很多技术难题亟待解决, 要使得SC系统真正的大规模应用到航空航天领域还需要我们更多的努力。

3 我国空间太阳能热动力发电系统的发展状况

国外对空间太阳能热动力发电系统已有近半个世纪的研究, 而在我国还处于实验初级阶段, 但是伴随着我国航天科技的不断进步, 空间太阳能热动力发电技术亟待发展。近年来, 在国家“863”计划的支持下, 也取得了一系列的成果, 尤其是在吸热/蓄热器技术研究中, 北京航空航天大学通过建立微重力下相变材料容器内相变传热过程的数学模型, 对相变材料的三维相变传热过程进行详细的研究, 并且还编写了热分析计算软件, 以此为基础, 完成了成了2 k W吸热/蓄热器热设计, 为样机的研制打下了基础。在能量装换装置的研制方面, 中国对大型涡轮机械有很强的技术积累, 但是作为航空领域应用的小型的涡轮机械的水平还不够, 另外与太阳能热动力系统配套的小型高速电机也是目前我们面临的一个技术难题[6]。

4 结语

虽然现在空间太阳能热动力发电技术还存在着不少技术问题, 没有在航空领域大规模的应用, 但是, 随着空间电力的需求和高温蓄热及其他技术的成熟, 必将在未来的空间电力供应中占据主要的地位。当前, 我国作为航天大国, 航天事业取得了长足进步, 但是与世界先进的航天强国相比, 我们也有着不小的差距, 尤其是在空间太阳能热动力发电系统方面, 因此, 在未来的一段时间内, 发展太阳能热动力发电技术, 是我国航天领域面临的又一挑战, 而对太阳能热动力发电技术的研究也必将促进我国的航天事业更进一步。

参考文献

[1]Gietl E B, Gholdston E W, Cohen F.The Architecture of the Electric Power System of the International Space Station and Its Application as a Platform for Power Technology Development[A].AIAA-2000-2954[C], IECEC2000, 2

[2]Anthony P.Solar Brayton-cycle power system development, AIAA

[3]Thomas R L, Hallinan GJ.Design of the Space Station Freedom power system[J].IEEE Aerospace and Electronics Systems Magazine, 1990, 5 (1)

[4]Thomas L Labus, Richard R Secunde.Solar Dynamic Power for Space Station Freedom[R].NASA TM-102016, N89-23516, 1989

[5]Jefferies, K.S.Solar Dynamic Power System Development for Space Station Freedom[R], NASA-RP-1310, N94-12807, 1993

[6]崔海亭, 袁修干, 邢玉明, 侯欣宾.空间站太阳能热动力发电系统研究进展[J].中国空间科学技术, 2002 (6)

[7]崔海亭, 袁修干, 侯欣宾.空间太阳能热动力发电系统[J].太阳能, 2001 (3)

[8]侯欣宾, 袁修干, 崔海亭.国外空间太阳能热动力发电系统发展及建议[J].太阳能学报, 2003, 24 (1)

论火电厂热动系统的节能优化 篇6

1 热动系统节能优化简述

火电厂热动系统的节能优化是其在节能方面的整体性的研究和分析。具体来说, 就是全面、系统地考虑和研究热动系统的节能潜力、节能方案、节能价值和全局节能性价比等。因此, 在优化热动系统时, 应从全局出发, 综合地分析和研究, 并找出其中的问题, 进而制订出科学、合理的改造方案。在实际设计中, 要重点考虑系统运行的经济性, 这样才能有效实现节能优化的目的。在分析、研究热动系统及其改造参数时, 要积极发现结构中存在的问题, 并找到相应的改进措施, 从而为系统改造提供有效的数据支持, 这是热动系统节能优化中最重要的部分。

2 火电厂热动系统节能优化的意义

2.1 体现可持续发展观念

在火电厂热动系统的运行过程中, 进行节能优化能有效节约资源、大幅降低能源的损耗。同时, 还能合理地处理环境与经济之间的关系, 使两者和谐统一, 以保证环境保护和经济发展能同时收到效益, 最终为火电厂的可持续发展打下良好的基础。

2.2 节约资源, 降低企业生产成本

目前, 天然气、煤和石油是我国主要使用的能源。而在这些不可再生能源越来越紧缺的情况下, 能源的单价会逐渐增加, 火电厂的生产成本也会随之增加。因此, 在火电厂的日常运营和生产过程中, 针对热动系统的节能优化在能够为企业的生产和经营降低成本的同时, 还能使企业经济效益最大化, 而且, 对于不可再生资源的节约也起到了一定的作用。

2.3 保护环境

目前, 火电厂的日常生产和经营活动中会产生很多污染物。我国现阶段在能源的利用技术方面还存在很多不足, 比如能源的利用率不高、排放不达标、排污处理不合格等问题, 这都会导致火电厂在日常生产中排放较多的污染物, 而这些污染物不仅会对环境造成破坏, 也会对人们的身体健康造成严重的威胁。而对火电厂的热动系统进行节能优化则能很好地缓解环境污染问题, 也可使排出的污染物得到有效治理。

2.4 创新技术

火电厂想要有效实现节能优化, 不仅需要企业在实际工作中进行合理改善, 也需要科学技术的支持。火电厂在生产中需要重视新技术的开发和研究, 以带动技术创新。另外, 企业发展的最终目的都是为了实现经济效益最大化, 其为了自身更好地发展也应该促进技术的创新。

3 节能优化的可行性分析

火电厂热动系统的节能优化是一个新兴的研究领域, 具有十分广阔的发展空间, 并且其也符合现阶段的节能技术和节能理论。因此, 开展火电厂热动系统的节能优化工作, 不仅能提升企业的管理水平, 还能合理调整企业的产业结构。

对于热电厂热动系统的研发和生产, 节能优化将为其提供足够的参考经验和实践配合, 从而使热动系统逐渐得到优化, 变得合理。而对于已投入生产的热能发电机组, 则可以通过节能诊断来检查其能力损耗, 进而得到能耗指数, 并通过分析此数据进行相应的整改, 最终实现降耗和节能减排的目的。

由于我国关于热动系统节能优化的研究工作尚处于滞后状态, 对热动系统节能优化的工具和理论知识相当匮乏。因此, 应借鉴国外先进企业的一些理念和方法, 以支撑我国火电厂热动系统节能优化项目的完成。

4 火电厂热动系统节能优化的措施

4.1 运行方式的优化

要实现火电厂热动系统的节能优化, 就必须有效降低能源的消耗, 并确保机组热动系统保持稳定和良好的运行。因此, 这就要求广大火电厂企业长期、密切地观察机组的运行状态。如果在每年的上半年采用顺序阀运行, 在下半年采用单阀运行, 就能有效降低能耗。与此同时, 也需要时刻观察机组运行参数的稳定性, 保证相关参数都能满足相应的设备标准, 这样机组才能保持在最佳状态下运行。因汽轮凝汽器的真空度会在一定程度上决定系统的运行效率, 所以, 在机组运行中要实时检查真空系统的运行状况, 保证其处于比较合理的真空水平。

4.2 优化母管制给水系统

热动系统的循环水系统在整个火电厂体系中是比较复杂的一部分, 只有通过对水系统不断的优化, 才能实现节能优化的目标。因此, 研究和优化母管制给水系统是特别重要的。火电厂在制订科学和合理的母管制给水系统的运行方式时, 还应当开展大量的理论研究和动态模拟, 并根据丰富的实践经验最终确定其运行方式。只有这样, 才能提高系统运行的经济性, 并实现节能的目标。

4.3 优化蒸汽系统

现阶段我国绝大多数火电厂采用的蒸汽系统仍然是比较传统的, 其主要利用低压蒸汽完成热动系统的运行。但是, 利用这种方式进行生产将会消耗较多的能源。为了避免不必要的浪费, 需要对蒸汽系统进行改进, 一般采取将原有的低压蒸汽换成蒸汽冷凝水制造蒸汽的方法。

4.4 充分利用锅炉排烟的余热

火电厂的锅炉在排烟时, 其温度能超过200℃, 这样高的排烟温度必然会导致大量的热损失。如果能对这部分排烟余热充分利用的话, 就能够节约一定的能源。在锅炉的实际运行中, 可根据热力系统的节能理论, 对锅炉进行智能优化改造和机械更换, 并充分回收和利用这部分排烟余热。现阶段, 部分火电厂已经采用特殊的节能器将这部分排烟余热直接利用在热动循环中, 不仅有效节约了能源, 还提升了企业的经济效益。除此之外, 也可以在锅炉的尾端安装低压省煤器, 将其和热动系统连接在比较理想的引水位置, 这样也可以充分利用锅炉的排烟余热实现节能。

4.5 充分利用锅炉的排污水

我国现阶段的大部分火电厂的锅炉在实际运行中都使用单级排污系统, 这会导致锅炉长期处于连续排污的状态, 其只有在经过排污扩容器扩容之后, 才能对二次蒸汽进行少量的回收和利用。目前, 大部分排污热水都是直接排放的, 定期排污时则是经过扩容、降压后再排放, 但无论是连续排污, 还是定期排污, 最终都会损失较多的水资源和热量, 而且还会造成比较严重的环境污染。所以, 充分利用锅炉排污过程中所排放的热水, 不仅能有效实现节能目标, 还能避免环境污染。在现阶段的火电厂中, 其对部分热量进行回收时基本上都加装了连续排污扩容器, 并在连续排污扩容器上设置了排污冷却器, 以使扩容之后的水得到充分的利用。

4.6 加强供热系统蒸汽温度的优化

火电厂在减温时基本上都采用喷水的方式, 其利用将高热能降低转换成低热能的方式, 把过热的蒸汽转化为微过的热蒸汽, 然后传送给用户, 在这个转化的过程中就不可避免地造成了浪费。为了有效实现节能的目标, 现阶段主要采用的处理措施是先将蒸汽输送到特制的装置中, 并利用蒸汽的能量使汽轮器持续运行, 这样就能有效地将高热量的蒸汽逐渐转变成低热量的蒸汽, 并且使蒸汽的能力得到充分的应用, 有效降低了能源的浪费。

5 结束语

随着社会经济的不断发展, 能源危机也越来越严重, 每个人的节能减排意识也在提高, 火电厂在发展中也意识到了热动系统节能优化的重要性。热动系统的节能优化是一个全新的领域, 其具有较好的发展潜力和空间。通过热动系统的节能优化, 可以让火电厂的生产成本降低, 对环境的污染也会减轻, 最终使火电厂的经济效益和社会效益同时提高。在未来的发展中, 火电厂节能减排的重点将会是热动系统的节能优化, 只有认真做好热动系统的节能优化工作, 才能更好地促进火电厂的可持续发展。

参考文献

[1]刘君.电厂热动系统节能优化与减排[J].技术与市场, 2013 (11) :112.

[2]王德瑶.电厂热动系统节能探析[J].电站系统工程, 2014 (03) :66-67.

[3]胡毅婷.节能视角下的电厂热动发展[J].科技资讯, 2012 (30) :108.

热动发展 篇7

一、高职热动专业毕业设计存在的问题

1. 毕业设计题目单一，毕业设计内容“空对空”。

毕业设计题目单一，选题没有结合用人单位的实际需要，使毕业设计不能满足对学生进行岗前综合能力考查的要求，且设计带有较大盲目性，设计成果无实用价值;另外由于毕业设计题目少，多名学生做同一课题，容易发生抄袭等。

2. 毕业设计过程指导缺位，把关不严。

虽然毕业设计工作规程规定了检查和评定标准，但是在实际执行过程中，由于学生多而指导老师少，一般每位教师要带几十个学生，教师的指导工作量过大，又有繁重的其他教学工作，给予学生及时的指导和检查时间和精力不足;有的学生选的题和指导老师的研究和教学方向不一致，教师无法对学生进行有效指导;学生由于分散在各个企业进行岗位实习，联系不便，指导老师不能对学生进行及时指导监督。

3. 毕业设计时间与学生就业工作存在严重冲突。

毕业设计教学环节一般安排在第五、六学期，由于学生面临着严重的就业形势，在这段时间内，学生有的在外找工作，有的已经提前上岗实习，严重影响了学生的学习精力和正常高职热动专业毕业设计教学的实施。

以上种种原因造成毕业设计质量不高，使得毕业设计环节没有起到培养学生综合应用能力，促进学生职业能力形成的作用。

二、高职热动专业毕业设计教学改革的实践

针对上述问题，对照教高厅[2004]14号文要求，我们“以学生为本，以能力为目标”进行了毕业设计教学改革。

1. 改革毕业设计模式。

根据学生的具体情况，毕业设计采用两种模式：

(1)在校的学生参加常规的毕业设计。规定每个班不少于4个课题，每个教师指导的学生人数严格控制，不得超过20人。在毕业设计中对学生实行以下方面的考核：日常考核、过程考核、设计成果考核和答辩考核，最后通过综合确定每个学生的毕业设计成绩。

(2)在岗工作的学生在企业岗位中完成毕业设计。不少学生在进入毕业设计之前就已经和用人单位签订就业协议。对已经到岗工作实习的学生，经过学院和系部批准，学生可以在工作单位完成毕业设计。学院要求用人单位指派校外指导老师与校内指导老师共同对学生实施指导，根据学生的工作岗位，对学生提出具体要求和规定具体的考核办法，最后必须经过毕业答辩，以保证毕业设计质量。如果学生就业的岗位与毕业设计要求存在一定差距，经过批准，允许学生可以用完成毕业项目报告代替毕业设计，同时规定具体的考核办法，以保证毕业项目报告的质量。

2. 改革毕业设计选题。

毕业设计环节的任务是学生运用所学知识和技能解决生产实际问题，以培养锻炼学生的实际工作能力。职业教育培养的是生产第一线高技能应用型人才，学生就业后将从事生产一线技术应用基础工作，而不是工程设计人员。因此，我们以工作过程为导向改革毕业设计选题。毕业设计的选题应是学生在职业工作岗位中遇到的与本专业相关的问题，以典型的职业工作过程为对象，可以是实际工作过程或生产小项目的设计，以实习单位为背景的工作案例分析或专题工作报告等，毕业设计内容必须突出实践性、应用性和创新性。

3. 改革毕业设计指导。

传统的毕业设计指导已经不能适应职业教育发展的需要，而校企结合、产学结合是培养学生职业素质能力和就业竞争能力的必由之路。我们建设了毕业设计基地，通过校企结合、产学结合指导毕业设计。为保证毕业设计的选题与指导充分结合企业实际，培养学生快速适应企业工作需要，我们与广西柳州发电有限公司、广西电网公司田东发电厂、广西方元电力来宾发电厂、广西建工集团一安公司、中铝广西分公司、柳州钢铁集团公司等单位建立起长效的产学合作机制，建成稳定的毕业设计基地和校外实践基地。企业提供实践基地，提供相关生产设备，学院聘请企业工程技术人员担任校外指导教师。通过将企业实际生产问题转化成为专业教学研究课题，并分解成为学生的毕业设计题目，毕业设计真正为企业解决问题，理论与实践紧密结合，有效地锻炼了学生的工程实践能力。通过校企结合、产学结合指导毕业设计，学生学到实际生产技术，接触到生产一线设备，感受到企业文化熏陶，职业能力得到提升，促使学生工作的主动性、创造性得到更好的发展。校企结合、产学结合的毕业设计既培养了学生求真务实、严谨踏实的工作作风，又培养了学生团结协作的团队精神和吃苦耐劳的敬业精神。

4. 改革毕业设计管理。

实施毕业设计项目管理制，从制度上保障了毕业设计质量。在毕业设计全过程中，分为任务下达—任务咨询—任务策划—任务实施—任务检查—任务评价六个环节，所有的环节都以学生为主体，实施“定期辅导→定期讨论→定期检查→预答辩→答辩”的工作流程，并且制定了明确的规范和标准，有效保证了毕业设计质量。指导老师从毕业设计任务下达开始，就必须按要求按计划地进行辅导、讨论、检查和指导，中期和末期进行阶段性检查和评审。在毕业设计过程中，学生必须填写毕业设计工作手册，包括制定工作计划，填写设计工作日志，记录设计工作内容和工作进展，总结设计中的经验、收获和体会。毕业设计工作手册是指导老师进行过程管理考核的重要依据。

5. 提升毕业设计师资水平。

高水平的指导老师队伍是实现毕业设计高质量的重要保证，教师的教学能力、工程实践能力是进行毕业设计指导工作的必备条件。新的改革形势对教师能力素质提出了更高的要求。针对部分专业教师缺乏工程实践背景，我们一方面通过举办工程技能培训班，通过企业专家对相关教师进行工程实际能力再培训，以增强这些教师的毕业设计指导能力。另一方面有计划地安排专业教师深入企业，学习新技术、新设备、新工艺，在生产实践中更新教学理念，提高教育教学能力。同时加强面向企业的技术开发、技术改造和技术培训服务，在技术服务中，让专业教师锻炼成长为名副其实的“双师”素质教师，以提升毕业设计的师资水平。

6. 创新毕业设计答辩。

毕业设计答辩是检验学生毕业设计的完成情况和实现人才培养质量的关键环节。通过采用科学有效的评价手段，促进提高毕业设计效果。我们对传统的答辩进行了改革：一是请进来，聘请企业专家、行业专家到校内，与指导老师共同组成答辩委员会;二是走出去，对于学生工作实习较集中的企业，派出教师到企业现场为学生进行答辩。针对学生的设计成果，实施以就业为导向的“毕业答辩+岗位答辩”的毕业答辩模式，增强毕业设计的实效性和针对性，提高毕业设计质量，体现校企合作成果。

三、高职热动专业毕业设计改革的实践效果

1. 毕业设计和企业需求接轨，学生直接参与到企业的生产实践中，任务明确，要求具体，毕业设计与岗位工作实践内容紧密结合，有利于培养学生的职业素质和创新精神，提高毕业设计的质量。

2. 毕业设计与学生就业接轨，学有所用，良性互动，一方面提高了学生毕业设计的主动性和积极性，另一方面增强了学生的岗位工作能力和职业素质，学生的就业渠道更加宽广，学生就业后对工作岗位适应更快，从而提高了就业的质量。

3. 毕业设计与企业融合，提升了校企结合层次，拓宽了校企合作领域，实现了校企“互惠、互利、互动”，得到了企业、学生各方面的认同，产生了良好的社会效益。

参考文献

[1]许捍卫.毕业设计质量控制体系的构建[J].测绘工程, 2006, (10) .