热能动力系统节能改造研究

引言

伴随全球能源危机以及环境方面问题变得越发突出，能源的高效运用已然成为世界各个国家在发展进程当中极为关键的研究议题。热能动力系统作为能源实现转换和利用的核心设备，它所呈现出的能耗程度，对能源利用的效率以及生态环境有着直接的影响。于我国“双碳”目标的引导之下，传统热能动力系统具备高能耗、高排放这些不足之处慢慢体现出来，难以契合可持续发展所提出的要求。1、热能动力系统节能改造的多重价值体现

1.1 提升能源利用效率

能源利用效率是评判热能动力体系性能的关键标准。过去的系统由于设施老化以及技术落后等状况，产生不少能源损失的情况，像是热能在传递途中的逸散、动力转化时的无效耗用等。实行节能改造，借由采用先进技术和设备，对能量转换的途径加以优化，能够明显降低能源的浪费。比如，对锅炉体系开展改造工作，经由改良燃烧形式、增添余热回收装置，能够把燃料的燃烧效率提升 10%-15% ，使得单位产能的能源消耗量大幅下降。这种效率的提高能够直接转变为能源利用率的增强，从而促使有限的能源发挥出更大的作用，缓解能源供应与需求之间的矛盾。

1.2 助力生态环境保护

生态环境能够承受的范围存在局限性，这对能源的消耗设定了较为严苛的限制。在热能动力系统的运转过程中，要是大量使用化石能源，就会出现像二氧化碳、二氧化硫这类污染物，从而让温室效应和大气污染的情况变得更为严重。通过节能改造来削减能源的总体消耗量，便能够同时实现污染物排放量的减少。拿火电厂来说，当其汽轮机系统实施节能改造以后，要是发电标准煤耗每降低 1 克，那么每年就可以减少数万吨的二氧化碳排放。并且，在改造进程中所运用的清洁燃烧技术、尾气净化装置等，能够进一步降低污染物的排放浓度，使其符合国家所规定的环保标准，对生态环境的改善起到积极的作用。

1.3 降低企业运营成本

企业运营成本的管控对于增强市场竞争力起着至关重要的作用。在热能动力系统运行成本里，能源费用占据较大比例，特别是那些高耗能的企业，能源方面的花费对企业利润空间有着直接的影响。虽说节能改造在前期需要进行一定投入，不过从长远角度来看，能源消耗数量的降低将会带来十分可观的成本节省情况。例如，有一家化工企业对自身的蒸汽动力系统实施了改造举措，改造完成后，每月天然气的消耗能够减少20 万立方米，一年下来节约的成本超过了一百万元，这个节约成本的数额远远高于改造时所投入的资金。另外，经过改造以后，系统维护方面的费用有所下降，设备出现故障的几率也变小了，如此一来，就更进一步降低了企业的综合运营成本。

1.4 推动行业可持续发展

行业要实现可持续的发展，离不开对资源的妥善运用以及技术的不断推陈出新。热能动力系统在诸如电力、化工、冶金等众多行业里有着广泛的应用，针对这一系统开展节能改造工作，能够助力这些行业由较为粗放的发展模式朝着更为集约的方向转变。在实施改造的进程当中，会催生出一批新的技术以及新的设备，这些新生事物能够推动与之相关产业在技术层面的升级进步，营造出产业链各个环节协同发展的良好局面。并且，节能改造还会促使企业改变自身原有的发展理念，开始重视绿色生产相关工作，进而提升整个行业对于环境的适应能力以及抵抗风险的能力，如此一来，便为行业的长久发展奠定了稳固的基础。

2、热能动力系统节能改造的有效实施路径

2.1 技术升级赋能能效提升

先进的技术手段，是节能改造这项工作最为关键的支撑要素。若针对热能动力系统里面的关键部分开展技术层面的创新，便能够达成能源利用效率质的飞跃式提高。就燃烧系统而言，推行低氮燃烧技术是一个重要举措。通过对燃烧器的构造以及配风的方式进行优化，能够让燃料燃烧得更为彻底，在削减氮氧化物产生数量的同时，提升热效率。举例来说，有一家钢铁企业运用了这项技术后，热风炉的热效率提高了 8% ，每年还能节省3000 万立方米的煤气消耗。在传热的环节上，积极推广高效换热器是重点。采用强化传热技术，像螺旋板式、板壳式换热器这类设备，能够增强冷热介质之间的热量交换效果，从而减少传热时因为温差造成的损失。除此之外，把变频调速技术应用在泵、风机等辅助设备上也具有重要意义。借助这项技术，可以依据负荷的变动情况来调整设备的转速，避免出现“大马拉小车”这种不合理的现象，节电的比率能够达到 20%-30% 。

2.2 系统优化实现协同增效

热能动力系统各个环节之间的协同运转，对于整个系统的能源利用效率起着极为关键的作用。借助对系统进行全面的优化处理，找出并解决那些制约整体效能的“瓶颈”环节，达成能量按不同层级进行有效利用的目标。具体而言，要搭建起能源梯级利用的体系，就是把处于高温状态的热能应用于动力输出方面，将中温热能用于各类工艺的加热流程，而低温热能则用来满足供暖需求或者进行预热工作，进而形成一个完整的能源梯级利用链条。就比如有一家炼油厂，他们所构建的余热梯级利用系统，先是让催化裂化装置产生的高温烟气去带动汽轮机进行发电，然后利用剩余的热量来生成蒸汽，最后用低温状态下的余热对原油实施加热操作，通过这样的方式，该厂能源综合利用率提高了 15% 。除此之外，对系统内的管网布局予以优化，减少在管路中产生的阻力以及热量散发所造成的损失。具体措施包括合理地安置保温层，还有对管道的直径进行恰当调整，以此来降低能量在传输过程当中出现的损耗情况。

2.3 智能管控强化运行精度

智能化的管控手段为系统能够高效运行提供了精确保障。依靠物联网和大数据等技术，搭建起热能动力系统的智能监控平台，达成对设备运行参数的实时监测以及动态的调整。此平台可以收集像温度、压力、流量等关键数据，运用算法对系统运行状态予以分析和预测，迅速察觉到异常情况并发出警报，防止因设备出现故障而致使能源被浪费。举例来说，某电厂所采用的智能管控系统，能够依据电网负荷的变动，自动对汽轮机的进汽量以及锅炉的燃烧强度做出调整，让机组在不同的工作状况下都始终维持最佳的运行效率，每年可以节省 5 万吨标准煤。除此以外，通过设立能源管理体系，拟定科学的运行规则，对操作流程加以规范，以减少由于人为因素导致的能源消耗。

结语

热能动力系统实施节能改造，具备经济、环境以及社会等多方面效益，这是达成能源高效运用与可持续发展目标的关键之举。其积极意义展现于提高能源利用效率、呵护生态环境、削减运营成本、助力行业进步等诸多方面。依靠技术革新、系统的优化调整、智能化的管控手段以及与新能源的融合等途径，能够切实有效地开展改造工作。

参考文献

[1]马金海.热能动力系统节能改造研究[J].光源与照明,2023(4):225-227.

[2]李冠军.火力发电厂热能动力系统优化与节能改造技术[J].模型世界,2025(1):77-79.DOI:10.3969/j.issn.1008-8016.2025.01.025.

[3]武鑫.火力发电厂热能动力系统优化与节能改造研究[J].自动化应 用,2024,65(7):233-235.DOI:10.19769/j.zdhy.2024.07.071.