浅谈热能动力设计

【摘要】当今社会对能源的需求日益增加，能源短缺问题日益严重。在这样的背景下，各个行业都需要在很大程度上考虑如何节约能源和减少排放。然而，在现实中，它往往受到各种因素的制约，因为能源的使用不可避免地存在一些能源的浪费，这在电厂火力发电系统的运行中尤为突出。因此，应综合分析能源浪费问题，制定相应的措施，以优化火电系统和节能改造，在很大程度上限制其能耗，促进其长远发展。

【关键词】热能；动力；设计

1 简述热能动力系统

热能动力系统的根本任务是：对热能进行转化，使之成为机械能力，所采用的原理为：热胀冷缩，通过在高温环境中放置热原位置得到的能源，该能源会出现膨胀，将废热加以循环排出。

在具体情况中热能系统的热量源于矿物燃料（如：煤炭等）。然而，因大部分矿物燃料均属于不可再生能源，十分珍贵，且矿物燃料在燃烧过程中会产生有害气体，从而严重影响到生态环境，造成人类居住的环境质量不断恶化。为此，各行各业要能够实现可持续化发展，应做到节能减排，将能源的利用率加以提升。在化学能—热能—机械能中，热能系统可在大部分环节中有效地节约能源，将能源的利用率进行提升。基于这一现状，我们需对能动力系统的优化、节能改造加以更深层次的探究，对我国能源日益紧张的现状加以缓解，将我国污染排放进行降低，对生态环境加以有效保护，将各个行业的生态效益进行提升，最终实现经济发展和生态环境之间的协调一致。

2 动力系统设计规划

设计规划是设计工作中重要的环节，是对其工作开展前有针对性细致的系统规划设计和说明，使其预期效果能够得以保障。

这就要求相关人员要做好三个准备工作，才能保障设计的合理性。

具体内容如下：（1）需求分析。在设计之前，相关设计人员需要与客户通过面对面的形式进行详细的交流，关于客户对热能动力系统的要求和设想进行充分的了解，对客户的疑惑进行详细地解答，客户所关心和重视的问题要仔细予以记录。将交流的结果进行分析和总结，对客户的需求进行进一步的明确，并对热能动力系统的性能、功能以及所需的费用进行规划和设计，以满足客户所提出的要求。（2）设计方案。结合客户的需求，对热能动力系统目标予以确定，并根据工程本身的实际需求和功能，对其系统的性能指标、总体规模以及子系统的性能指标和规模进行论证，以及所制定的实施步骤、所选用的技术和投资情况进行分析和论述，对问题产生的概率予以降低。系统分析阶段中的重要参考资料之一就是规划设计方案资料，其主要的制作流程为：整体描述目标系统；目标系统总体结构的确定；对系统实施计划、结构等进行概算。需要多用图表、通俗的语言，用通俗易懂的方式将设计意图予以展示，使技术人员和相关决策人员更容易理解和使用。

（3）可行性。在设计方案制定之后还需要进行可行性地分析和研究，主要针对目标热能动力系统技术的合理性、必要性和先进性。

进行分析和判断之后，确定所制定的设计方案符合三个方面，则具有可行性。

3 必要性

（1）对系统实施的判断。热能动力系统具有各种不同的形式，但它存在着一定的局限性。具体的系统方案运用要根据企业的实际情况，且该系统必须要符合其特定和必要的场合，才能够安装使用。如果运用其他的方案也可以实现同样的目的和效果，就不必要安装该系统。（2）先进性技术。有三个指标显示其技术具有先进性，其系统设计方案符合国家相关的各项技术指标；客户的需求得到满足；其技术水平超过或是达到目前的国际技术水平。

在设备的组合方式和设备选型等设计内容中不仅要注意技术的先进性，同时还要对备用配件、设备运行等后期维修养护做好相应的准备，在系统投入运行后，不会因维护工作而造成运行的中断。

因此，也应当根据设备的实际情况和客户的技术水平，合理地设计设备的先进性，选用全套的系统以及进口的国外设备进行充分的分析和研究。（3）合理性经济费用。设备的选型是主要的工程建设费用，应将其控制在合理的范围内，在设备的后续使用过程中，企业因系统所带来的经济效益和提高工作质量、生产效率及安全保障等各方面投入的成本开支相抵扣之后，还必须保证比系统所需要的折旧费和维修费用高，这样的设计才是合理、合算的。

4 热能动力系统的优化与节能分析探讨

4.1 蒸汽凝结水的回收利用

在发电厂的工业生产过程中，往往要应用诸多的工业用水、地能源，由这些能源中获取蒸汽热力，达到工业生产过程的目的。

然而，在生产过程中蒸汽释放热能后的凝结水往往会被丢弃，被丢弃的蒸汽凝结水存在20% 至30% 的          蒸汽总热量，若可以充分利用这些凝结水，便能够节约工业用水及许多燃料能源。对于蒸汽系统节能改造技术，可借助蒸水的余热来对低压蒸汽进行替代，再回收利用凝结水的余热，这样就能够减少低压蒸汽能量的使用，最终实现能源的节约。对于凝结水的回收，具体回收手段是：背压回水与加压回水，其中前者通过将疏水阀背压当作动力，将凝结水与水蒸气向着特定的回收位置进行传输，该种回水手段可更加全面的利用二次水蒸气与回收的水，进而实现节能环保的目的；后者则借助气动凝结水加压泵对凝结水加以加压传输，这种手段的运用具有较好的可靠性，可避免对电的使用。

4.2 锅炉废烟余热的回收利用

在热能动力系统运作期间，往往会排放大量的废烟，因锅炉温度会到达200℃，则废烟热量就是二次能源，可以对其进行回收利用，不然会造成大量的能源浪费，使得企业需要花费更多的财力、物力及人力在工业生产中，难以获得良好的效益。同时，有效回收利用锅炉废烟余热可满足环保要求，如果没有对这些废烟热量进行回收利用就直接排放到大气中，那么将导致十分严重的空气污染，对自然环境造成极大的影响。所以，企业需依据自身的具体状况对相应的节能器进行制定，有效的回收利用锅炉废烟，并在锅炉尾端对低压省煤器进行设置，使之与热能动力系统进行连接，从而有效的回收利用锅炉废烟余热。

4.3 锅炉废水余热的回收利用

除氧器运行期间往往会产生诸多的蒸汽，这就造成极大的热量损失及工质损失，进而大大影响人类的生存环境，并导致能源的极大浪费，最终导致企业无法获得良好的效益。为此，对于热能动力系统的设计，应设置一定的冷却器。通常锅炉排放污水的手段包括两种：（1）定期排放，该种手段让污水受到扩容器降压的作用加以排放，这种手段会浪费诸多的废水余热；（2）不间断排污，在排污扩容器的作用下对污水进行排放，这一过程中所回收到的二次蒸汽十分的少，造成大量的污水废热与蒸汽被浪费。

所以，企业需对排污废热回收器进行设置，从而充分利用污水的余热；并结合锅炉的运行状况，在冬季把锅炉排水当作采暖用水，对于非采暖时期，则当作循环系统补充水，从而将能源的利用率加以提升，对能源加以极大程度的节约。

5 结论

本文对热能动力设计中，总体设计、初始设计即规划设计、施工图纸的设计即详细设计以及后期对系统的修改和完善的扩充设计这四大关键环节和流程都进行了清晰的说明。热动力系统能否安全、可靠的运行，其中的关键就是热能动力的设计方案，所以，对每一个设计的关键环节都应严格把控、仔细认真地进行设计，严格按照相关的规定流程和标准执行设计过程，以实现热能动力工程的优先目标。

参考文献：

[1] 于明泽. 电厂热能动力的设计研究[J]. 城市建设理论研究（电子版），2017（02）：145.

[2] 周宏定. 电厂热能动力系统设计问题浅析[J]. 中国设备工程，2017（18）：90-91.

[3] 景春才. 电厂热能动力的设计研究[J]. 低碳世界，2017（27）：

84-85.

[4] 潘永进. 电厂热能动力的设计研究[J]. 计算机产品与流通，2017（11）：87.